生物技術(shù)第七講植物體細(xì)胞遺傳學(xué)(已修改)
2025-01-28 18:16 本頁面
【正文】 植物體細(xì)胞遺傳學(xué)研究 (somatic cell geics) 周口師范學(xué)院生命科學(xué)系 體細(xì)胞遺傳學(xué)研究的內(nèi)容 體細(xì)胞遺傳學(xué)是遺傳學(xué)、細(xì)胞學(xué)和組織培養(yǎng)學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。 一般的細(xì)胞遺傳學(xué)研究的內(nèi)容是染色體在減數(shù)分裂過程中的行為及其遺傳后果。 體細(xì)胞遺傳學(xué)主要研究離體培養(yǎng)的體細(xì)胞在有絲分裂過程中的遺傳規(guī)律。 研究的范疇 真核生物體細(xì)胞的特點(diǎn)： ⑴在二倍體生物中，沒分化的體細(xì)胞都有 2n染色體數(shù)； ⑵ 在上代和下代體細(xì)胞間，染色體都是通過有絲分裂而傳遞的。 體細(xì)胞：指植物體內(nèi)除了孢子、配子和孢子母細(xì)胞之外的所有細(xì)胞。 研究的范疇 花藥培養(yǎng)屬于體細(xì)胞遺傳學(xué)研究的范疇嗎？ 在花藥的培養(yǎng)中，花粉粒的發(fā)育偏離原來的方向，其結(jié)果不是形成雄配子體，而是經(jīng)過連續(xù)的有絲分裂，形成單倍體愈傷組織或花粉胚。 更重要的是，由花藥培養(yǎng)產(chǎn)生的單倍體更是體細(xì)胞遺傳學(xué)研究的理想材料。 體細(xì)胞遺傳學(xué)分類 種間體細(xì)胞遺傳學(xué)： 研究 不同物種 體細(xì)胞融合后異核體的遺傳行為，對(duì)人工合成體細(xì)胞雜種有重要的指導(dǎo)意義。 種內(nèi)體細(xì)胞遺傳學(xué)： 對(duì)來自 同一物種 的體細(xì)胞進(jìn)行研究，通過對(duì)細(xì)胞進(jìn)行誘變、選擇和互補(bǔ)分析等，不但可以獲得新的基因型，而且有助于對(duì)某些一般性問題的了解，如基因的結(jié)構(gòu)和功能，基因的表達(dá)和調(diào)控，細(xì)胞分化與發(fā)育的機(jī)制等。 自然條件下的細(xì)胞周期 ? 正常的細(xì)胞周期： 在頂端分生組織中，由于 DNA合成之后立即進(jìn)行核與細(xì)胞質(zhì)的分裂，故細(xì)胞都保持在二倍體水平。 ? 異常的細(xì)胞周期： 以上細(xì)胞的衍生細(xì)胞，在以后的分化過程中，進(jìn)行核內(nèi)有絲分裂和核內(nèi)復(fù)制，結(jié)果是出現(xiàn)體細(xì)胞多倍性。 中柱鞘、原形成層和形成層細(xì)胞保持二倍體狀態(tài)，因此，通過莖尖培養(yǎng)產(chǎn)生的植株和中柱鞘起源的側(cè)根始終是二倍體的。 物種分類 非體細(xì)胞多倍體物種 (nonpolysomatic species): 裸子植物 10%的被子植物 向日葵、胡蘿卜、麝香百合等 體細(xì)胞多倍體物種 (polysomatic species): 90%的被子植物 豌豆、煙草、芍藥等 離體培養(yǎng)中的遺傳與變異 1 離體培養(yǎng)中的遺傳穩(wěn)定性 離體培養(yǎng)的 細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是有絲分裂 。有絲分裂的 DNA半保留復(fù)制和染色體均等分裂機(jī)制，從理論上可以保證離體培養(yǎng)物在一般情況下的遺傳穩(wěn)定性。 在準(zhǔn)確選擇培養(yǎng)方式的前提下，離體無性繁殖可以具有較高的遺傳穩(wěn)定性（ Phillip等，1994）。正是基于這一理論，利用離體培養(yǎng)技術(shù)建立了多種植物的無性繁殖體系。 2 離體培養(yǎng)條件下遺傳變異的特點(diǎn) 普遍性 植物種類、培養(yǎng)方式、培養(yǎng)類型 不同的植物材料在不同的培養(yǎng)類型中都會(huì)發(fā)生變異。 表 1 部分植物離體培養(yǎng)再生植株的表型變異頻率 植 物 種
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