組培大講堂 | 植物組織培養的一般方法(4)——原生質體培養

2021-01-18 組培產業學院

原生質體培養的基本方法包括:材料的選擇與處理、原生質體的分離、純化、培養、誘導愈傷組織和再生植株。

(1)材料選擇。葉片是植物原生質體最方便和最普遍的來源,葉片中的葉肉組織是游離原生質體的一種經典材料。它來源方便,供應及時,當有明顯的葉綠體存在時也便於在細胞融合中識別。


(2)材料預處理預。處理不僅可以提高植物細胞的滲透壓,以減少高滲環境的影響,還可以使分離的原生質體適應培養條件,提高原生質體的產量和代謝活性等。

(1)機械分離法。首先使細胞發生質壁分離,然後用利刃切開細胞壁釋放出原生質體的方法稱為機械分離法。此法的主要缺點是:一是原生質體的產量很低、方法煩瑣費力;二是對分生組織和液泡化程度不高的細胞不適用。其優點是可避免酶製劑對原生質體的有害影響。


(2)酶解分離法。植物細胞壁的主要成分為纖維素、半纖維素、果膠質和少量蛋白質等,細胞之間通過果膠質相連接。酶解法分離就是用相應的酶製劑將上述物質分解,以達到分離原生質體的目的。常用的酶有纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶等。

經酶解處理後得到一個由原生質體、細胞團與細胞碎片組成的混合液,需要進一步純化。常用的純化方法有:


(1)離心沉澱法。利用密度原理,在具有一定滲透壓的溶液中,先行過濾再低速離心,使原生質體沉積於試管底部。該方法比較簡單,由於原生質體沉澱在一起相互擠壓,常引起原生質體破碎。


(2)漂浮法。應用滲透劑含量較高的高滲溶液使原生質體漂浮於液面。該方法能夠獲得比較純淨的原生質體;由於存在高滲溶液對原生質體的破壞作用,僅能獲得少量的完好原生質體。


(3)界面法。採用兩種比重不同的溶液,其中一種溶液的密度大於原生質體的密度,另一種溶液的密度小於原生質體的密度,原生質體即處於兩種溶液界面之間。該方法可防止因擠壓引起原生質體破碎,原生質體收穫量較大。


分離純化後的原生質體需要檢查活力並調整好起始密度後才能進行培養。對於新分離出來的原生質體的活力有以下幾種測定方法。


①形態識別。在顯微鏡下觀察,根據細胞形態、流動性確定原生質體活力。


②活體染色。Evans藍進行染色後即進行觀察,有活力而質膜完整的原生質體對染料有排斥作用而不被染色,死亡的原生質體能立即被染上色。


③螢光染料活體染色。FDA(二乙酸螢光素)是一種非極性物質,能自由地穿越細胞質膜,在活細胞內,FDA被酯酶裂解即發螢光,由於螢光素不能自由通過質膜,因而可以在螢光顯微鏡下通過具螢光的細胞的觀察確定細胞活性。

原生質體的活力鑑定結果

(被染成藍色的是死原生質體)

(1)淺層液體培養。將含有原生質體的培養液在培養皿底部鋪一薄層,封口後進行培養。注意液層不宜太厚,否則不利於細胞對氧的吸收。培養期間每日需輕輕搖動2~3次,避免分布不均勻並幫助通氣。


(2)平板法培養。即瓊脂糖包埋培養。低融點的瓊脂糖可在約30℃融化與原生質體混合而不影響原生質體的生命活動。混合後含有原生質體的培養基鋪於培養皿底部,封口後進行培養。


(3)雙層培養法。該法為固體培養和液體淺層培養相結合的培養方法。在培養皿內注入適量的固體培養基,再加入與原生質體混合均勻的培養液。此法既具有較豐富的培養基,又不易乾涸,並且細胞分裂後可在固體培養基上生長和繁殖。

(1)細胞壁的再生。分離的健康原生質體在各方麵條件都合適的時候,會很快再生出新的細胞壁。因植物種類、取材的器官或組織的不同,細胞壁開始再生的時間也不同。一般情況下,由培養細胞和幼嫩組織分離的原生質體,再生壁開始得比較早,而對於葉肉原生質體,則需要較長的時間才能再生出新的細胞壁。


(2)植株再生。當原生質體形成新細胞壁後,就進入細胞分裂階段,持續分裂的結果就形成細胞團或愈傷組織。由細胞團或愈傷組織再生成完整植株可以通過兩條途徑來完成,一是愈傷組織誘導形態發生;另一途徑是由植株原生質體細胞系在培養過程中直接誘導形成胚狀體,並且可以繼續形成極性,即下端生根、上端分化芽,從而發育成完整植株。

黑麥原生質體培養及植株再生

(a.胚性愈傷組織;b.懸浮細胞聚集體;

c.原生質體懸浮培養;d.FDA染色;

e,f.原生質體的分裂與聚集;

g.愈傷組織形成;h.綠芽形成;i.植株再生)


相關焦點

  • 原生質體的應用、分離、純化、培養
    (1)外植體來源:生長旺盛、生命力強的組織和細胞是獲得高活力原生質體的關鍵,並影響著原生質體的複壁、分裂、愈傷組織形成乃至植株再生。用於原生質體分離的植物外植體有葉片、葉柄、莖尖、根、子葉、莖段、胚、愈傷組織、懸浮培養物(Suspension cultures)、原球莖、花瓣和葉表皮等。葉肉細胞是常用的材料,葉片很易獲得而且能充分供應。取材時,一般用剛展開的幼嫩葉片。
  • 什麼是組織培養(組培)
    植物組織培養概念(廣義)又叫離體培養,指從植物體分離出符合需要的組織、器官或細胞,原生質體等,通過無菌操作在人工控制條件下進行培養以獲得再生的完整植株或生產具有經濟價值的其他產品的技術。用胚乳培養可獲得三倍體植株,為誘導形成三倍體植物開闢了一條新途徑。三倍體加倍後得到六倍體,可育成多倍體品種。6、細胞融合通過原生質體融合,可部分克服有性雜交不親和性,而獲得體細胞雜種,從而創造新種或育成優良品種。
  • 組織培養的定義、培養步驟和組培苗的馴化移栽
    文章來源:微信公眾號—組培快繁什麼是組織培養(組培)植物組織培養概念(廣義)又叫離體培養,指從植物體分離出符合需要的組織、器官或細胞,原生質體等,通過無菌操作在人工控制條件下進行培養以獲得再生的完整植株或生產具有經濟價值的其他產品的技術。
  • 原生質體培養和再生滲透壓穩定劑變化
    生長旺盛、生命力強的組織和細胞是獲得高活力原生質體的關鍵,並影響著原生質體的複壁、分裂、愈傷組織形成乃至植株再生。用於原生質體分離的植物外植體有葉片、葉柄、莖尖、根、子葉、莖段、胚、愈傷組織、懸浮培養物、原球莖、花瓣和葉表皮等。葉肉細胞是常用的材料,葉片很易獲得而且能充分供應。取材時,一般用剛展開的幼嫩葉片。
  • 【中科起源】植物組培機器人研究進展與展望——繼代培養
    隨著勞動力成本的逐漸增加,組培生產作為一種勞動密集型產業急需採用自動化生產技術,以提高作業效率和作業質量。機器人技術的應用將對組培產業的發展起巨大的推動作用。植物組織培養是以Haberlandt提出的細胞全能性作為理論依據,採用環境控制方法創造出適於植物組織或細胞生長的理想條件,對離體的植物器官、組織、細胞及原生質體進行培養,獲得完整植株或組織器官的技術。
  • 植物組織培養技術重點資料整理,自學、考試、工作必備!
    指無菌條件下,在特定的培養基上對離體的植物器官、組織、細胞和原生質體甚至包括完整植株進行培養的技術植物組織培養技術從屬於生物技術領域中的細胞工程:生物技術是以生物學科為基礎,利用生物個體或生物器官、組織、細胞的特性,設計構建具有預期形狀的新物種,以及與工程原理相結合進行產品加工的綜合性技術體系
  • 植物組織培養的技術原理
    組織培養不存在變異,可保持原母本的一切遺傳特性,防止種質資源的退化。很多無性繁殖的植物因沒有種子,無法長期保存,其種質資源傳統上只能在田間種植保存,耗費人力物力,且資源易受人為因素和環境因素影響而丟失。而用組培方法保存,可大大節省人力、物力,並延長保存期,保證種質資源不會突變和流失。
  • 組織培養在草莓生產中的優勢及組培苗移栽技術
    組織培養在草莓生產中的優勢及組培苗移栽技術馬繼文草莓,別名又叫洋莓、地莓、地果、紅莓等,在園藝上屬漿果類果樹,多年生常綠草本植物,是漿果類水果,是世界十大水果之一草莓組織培養可以在較小的空間內有效的保存大量的種質資源,避免病蟲害威脅,有利於草莓的快速繁殖。採用莖尖、葉片培養的組培苗,在定植後期生長勢強,抗逆、抗病能力提高,植株較為健壯。一、草莓組織培養影響因素1、外植體材料組織器官的不同,組培後代的變異程度也不同。
  • 「原生質體」的疑惑解析
    在還沒有再生出一個堅韌的細胞壁之前,原生質體必須有培養基滲透壓的保護。像在酶溶液中一樣,培養基中的滲透壓一般是以0.5~0.6mol/L甘露醇或山梨醇調節的。據Scott等(1978)以及Arnold和Eriksson(1976)報導,對於禾穀類植物和豌豆的葉肉原生質體來說蔗糖或葡萄糖不能取代甘露醇或山梨醇用做培養基中的滲透壓穩定劑。然而有些作者則發現,葡萄糖的作用優於其他的滲壓劑。
  • Yakult丨植物原生質體分離原理及方法
    原生質體是指植物細胞去掉細胞壁的裸露部分。它在培養條件下,①具有再生細胞壁,進行連續的細胞分裂並再生成完整植株的能力;②具有攝取外源大分子、細胞器,以及細菌,病毒的能力,因此是進行遺傳操作,基因轉移的好材料;③通過同種和異種植物的原生質體融合,可產生異核體,實現體細胞雜交,培育出新品種。
  • 蝴蝶蘭組培種苗生產技術 蝴蝶蘭組織培養技術
    蝴蝶蘭組培種苗生產技術 蝴蝶蘭組織培養技術1 蝴蝶蘭組織培養技術1.1 無菌苗獲得 蝴蝶蘭花梗作為外植體,不僅易獲得,而且不會損傷植株,容易誘導。選擇側芽飽滿、新鮮、無病毒的蝴蝶蘭花梗,整枝取下。在切取花梗時要注意將刀片消毒,以防微生物感染。
  • 組織培養(組培)的含義
    由於液體中氧氣含量較少,所以通常需要通過攪動或振動培養液的方法以確保氧氣的供給,採用往復式搖床或旋轉式搖床進行培養,其速度一般為50~100r/min,這種定期浸沒的方法,既能使培養基均一,又能保證氧氣的供給。
  • 植物組培汙染完美解決方案
    植物組培廣泛應用於植物科研,如模式植物,作物育種等,工廠化生產,如觀賞花卉植物,中藥材生產,園林園藝等,但是組培過程中種苗的汙染是廣大工作者最頭疼的問題,尤其是真菌汙染,常用的抗生素根本無法有效的抑制和清除,來自美國Plant cell Technology公司的專家針對這一問題,研發了一款高效的植物組培微生物汙染清除試劑——PPM(Plant Preservative
  • 參薯組織培養的初步研究&附培養基配方
    *【易生組培】植物組織培養一站式服務平臺*【老朋友】點擊右上角小圖標,分享到朋友圈*【新朋友】點擊上方標題下藍色字
  • 東北刺人參組培快繁及種質保存技術&附培養基配方
    *【易生組培】植物組織培養一站式服務平臺*【老朋友】點擊右上角小圖標,分享到朋友圈*【新朋友】點擊上方標題下藍色字
  • 當我們種植草莓的時候,該如何去給草莓進行組織培養呢?
    培養無病毒苗通常有莖尖培養、花葯培養和熱處理3種方法。熱處理法受條件限制,國內應用不多。組織培養或叫離體繁殖,通常是培養草莓匍匐莖頂端的分生組織(莖尖),誘導出幼芽,然後通過腋芽的增殖,迅速擴大繁殖幼株經馴化培育後,移植到大田,也可進行花葯培養。
  • 根據融合時細胞的完整程度,原生質體融合可分為兩大類
    原生質體融合的類型:根據融合時細胞的完整程度,原生質體融合可分為兩大類:」對稱融合(asymmetric fusion ) -即兩個完整的細胞原生質體融合。2)非對稱融合(gymerie fuin)一利用物理或化學方法使某親本的核或細胞質失活後再進行融合,根據融合細胞的來源,原生質體分為白髮融合和誘發融合11.原生質體融合的方法及優缺點。
  • 組織培養實驗室設計規劃方案
    組織培養實驗室在設計前期要因地制宜地利用現有房屋建設進行改造或者新建,植物組織培養是在嚴格無菌的的條件下進行的,在無菌環境就需要一定的設備、器材和用具,同時還需要人工控制溫度、光照、溼度等培養條件。3、無菌操作室(接種室):主要用於植物材料的消毒、接種、培養物的轉移、試管苗的繼代、原生質體的製備。主要設備:紫外光源、超淨工作檯、消毒器、酒精燈、接種器械(接種鑷子、剪刀、解剖刀、接種針)等。
  • Nature Biotechnology 無需組培實現植物基因編輯
    摘要:植物基因編輯通常是通過向培養物中的外植體遞送諸如Cas9和單向導RNA的試劑來進行的。然後通過暴露於各種激素來誘導編輯後的細胞分化為完整植物。通過組織培養創建經過編輯的植物通常效率低下,費時,僅適用於有限的物種和基因型,並且會導致基因組和表觀基因組發生意外變化。在這裡,本研究報告兩種通過從頭分生組織誘導產生基因編輯的雙子葉植物的方法。發育調節劑和基因編輯劑被輸送到整個植物的體細胞中。這會誘導分生組織產生具有目標DNA修飾的芽,並將基因編輯傳遞給下一代。植物組織培養一直是植物擴繁的重要技術手段。
  • 植物組織離體培養出來的植物和種子種出來的植物有什麼區別?
    植物組織離體培養和種子繁育是植物繁殖常用的兩種擴繁技術,從表現來看雖然我們都可以通過這些途徑獲取一個單獨完整的植株,但是從本質上來看,兩種繁育方式卻存在著根源基因遺傳上的區別。今天就簡單和大家講解一下有性繁殖和無性繁殖。