第十一章植物体细胞杂交
第11章 杂交育种
11.2.5 准备杂交用具
确定杂交计划后，应将所需的杂交用具准备妥当， 主要有去雄用镊子或去雄剪，贮粉瓶，干燥器或干燥剂， 授粉器，塑料牌，扩大镜，铅笔，70%酒精，隔离袋， 覆盖材料，缚扎材料，记录本等。
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园艺植物遗传育种
出版社
医学分社
11.2.6 培育亲本种株和花粉处理技术
１）花期调整 （1）调节温度 （2）调节日照时间 （3）栽培措施 通过摘心、摘蕾、修剪、环剥、嫁接、肥水供给等 调节花期。 （4）调整播种期 （5）植物生长调节剂处理
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园艺植物遗传育种
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回交
有利性状
轮回亲本
的 性 状 与 轮 回 亲 本 基 本 一 致
P1
×
F1
BC1F1
P2
非轮回亲本 OR 供体亲本
P1
多 次 回 交 后 ， 回 交 后 代
×
F1
×
P1
结论： 轮回亲 本最初 作为母 本出现 的，但
F1
BCnF1
×
F1
P1
育 育 性 性
问题例外
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轮回亲本用父本还是母本好？ B 想一想
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11.2 杂交育种的准备工作
11.2.1制订杂交计划 11.2.2杂交方式的确定 11.2.3 杂交亲本选择与选配 11.2.4 了解亲本开花授粉生物学特性 11.2.5 准备杂交用具 11.2.6 培育亲本种株和花粉处理技术
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园艺植物遗传育种
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11.2.1制订杂交计划
根据整个育种计划要求和育种对象的开花授粉习性，制订杂 交工作计划。杂交育种计划从大的方面讲包括育种目标的确定， 杂交组合、杂交方式的选择，亲本开花授粉生物学特性的了解， 调节花期的措施，亲本种源的选择，杂交数量和日程安排，克服 杂交不孕性的措施和人力、物品、经济预算等。 另外，制订杂交工作计划，主要考虑杂交组合数、具体的杂 交组合、每个杂交组合杂交的花数（杂交株数和每株杂交的花数 等）、杂交进程（花粉采集和杂交日期）、操作规程（杂交用花 枝与花朵的选择标准、去雄、花粉采集与处理、授粉技术和授粉 后管理要求）等。杂交花数取决于计划培育的杂种株数。一般来 说，对一、二年生有性繁殖植物来说。坚持“多组合、小群体” 的原则，即尽可能多做杂交组合，每个组合种植的株数可适当少 一些。
(完整版)植物体细胞杂交技术
局限性：未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优
良。
原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、 相互影响的，不能再像亲本遗传物质一样有序表达，杂交植株 不能地上长番茄、地下结马铃薯。
现学现用
• 如何培育出地上结大豆地下结花生的杂种植株呢？
本节小结
一、植物体细胞杂交的概念
将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞， 并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
（6）从理论上讲，杂种植株的育性为 可育。 若运用传统有性杂交方法能否实现？不能 ， 原因是 因为不同种生物之间存在生殖隔离。 因此，这项研究对于培养作物新品种方面 的重大意义在于 克服远源杂交不亲和的障碍。 （7）利用植物体细胞杂交的方法培育作物 新品种过程中，遗传物质的传递是否遵循 孟德尔的遗传规律？为什么？ 否
植物体细胞杂交过程示意图
植 物 细 胞 去壁 等量
原
生 质
原 生 质
体体
融
合
再
愈
杂
生杂
伤
种
细 胞 壁
种 细 胞
脱 分
化
组 织
再 分 化
植 株
去壁 纤维素酶
离心、振 动、电刺
筛 选
激、
果胶酶
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ聚乙二醇
意义：克服远源杂交不亲和的障碍，培育出自然
界中没有的、具有优良品质的新品种。
白 菜
甘
蓝
白菜－甘蓝
生产周期短、耐热、易储藏
小试牛刀
2.植物体细胞杂交技术去除细胞壁的原因是 （C）
A、植物体细胞结构中不包括细胞壁 B、细胞壁使原生质体失去活力 C、细胞壁阻碍了原生质体融合 D、细胞壁不是原生质体的组成成分
《植物体细胞杂交技术》 讲义
《植物体细胞杂交技术》讲义一、什么是植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术是一种将不同种植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
简单来说，就是让两种不同植物的细胞“合二为一”，创造出具有新特性的植物。
想象一下，有两种植物，一种可能耐旱但果实小，另一种果实大但不耐旱。
如果能把它们的优点结合起来，是不是很棒？植物体细胞杂交技术就能帮助我们实现这个愿望。
二、植物体细胞杂交技术的原理这项技术的原理基于细胞的全能性和细胞膜的流动性。
细胞的全能性意味着每个植物细胞都包含着整套的遗传信息，理论上都有发育成完整植株的潜力。
而细胞膜的流动性则为不同植物体细胞的融合提供了可能。
就好像两个柔软的气球，在适当的条件下可以相互融合在一起，植物体细胞的细胞膜也是如此。
三、植物体细胞杂交技术的操作步骤1、原生质体的制备首先要去除植物细胞的细胞壁，得到原生质体。
这通常需要使用纤维素酶和果胶酶等酶类来分解细胞壁。
细胞壁就像是细胞的“外壳”，去掉这个“外壳”，细胞就变成了柔软的原生质体。
2、原生质体的融合然后，通过物理或化学的方法，促使不同植物的原生质体融合。
物理方法如离心、振动、电刺激等，化学方法常用的是聚乙二醇（PEG）诱导融合。
当两种原生质体接触时，它们的细胞膜会相互融合，形成杂种原生质体。
这个过程就像是两个小水滴融合成一个大水滴。
3、杂种细胞的筛选和培养融合后的细胞中，既有杂种细胞，也有未融合的细胞。
因此，需要对杂种细胞进行筛选。
筛选出来的杂种细胞，再通过植物组织培养技术，使其发育成杂种植物。
这就像给小树苗提供适宜的土壤、水分和阳光，让它茁壮成长。
四、植物体细胞杂交技术的意义1、克服远缘杂交不亲和的障碍在自然界中，有些植物之间由于亲缘关系太远，很难通过传统的杂交方法产生后代。
而植物体细胞杂交技术可以打破这种限制，让不同物种的基因得以交流和组合。
2、创造新的物种通过融合不同植物的细胞，可以创造出具有全新性状的植物，为农业和园艺领域提供更多的优良品种。
高中生物选修3植物体细胞杂交教案
<<植物体细胞杂交>>教学设计【课题】植物体细胞杂交【学习目标】1、简述植物体细胞杂交技术2、掌握植物体细胞杂交的原理及其过程3、总结植物体细胞杂交技术的优点【学习重点】植物体细胞杂交技的原理及过程【学习难点】植物体细胞杂交技术的原理及过程【教法指导】讨论法、体验学习教学法、情景教学法【学法指导】自主、合作、探究教学过程【温故知新】1、植物细胞的基本结构包括___________、__________、___________、___________；植物细胞除细胞壁以外的结构称为________________。
2、植物细胞壁的主要组成成分是__________和___________。
【自主学习】1、概念：不同种的植物________________，在一定条件下融合成_____________，并把_________细胞培育成新的_______________的技术。
2、去除细胞壁的方法是_______ 法，所用的酶为___________和____________ 酶。
3、人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类___________和___________ 法。
前者包括________、________、________等。
后者一般是用_________ （_____）作为诱导剂来诱导细胞融合。
4、通过植物体细胞杂交技术获得的杂种植株其变异类型为_______________（基因重组/染色体变异），其体细胞中的染色体数是_________________，这项技术能克服_________________的障碍。
【合作探究】1、不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？2、如何去除细胞壁呢？有没有比较温和的方法去除呢？去除细胞壁后的细胞结构是？3、原生质体如何融合在一起呢？融合的原理是什么？4、假设原生质体两两融合，培养基中会出现什么类型的细胞？都是我们所需要的吗？5、杂种细胞形成的标志是什么？6、如何将杂种细胞培育成杂种植株？7、假设番茄是二倍体（2N=24，）,基因型为Aa,马铃薯是四倍体（4N=48）,基因型为Bb,经植物体细胞杂交技术得到的杂种植株的染色体组数、染色体数及基因型？8、为什么番茄-马铃薯既没有结番茄，也没长马铃薯？【疑点反馈】：通过本节学习，作业后你还有哪些不清楚的，请记录下来。
植物原生质体培养与体细胞杂交 PPT
常用得 PEG 和高 pH高Ca 相结合诱导融合得 具体操作程序:
混合双亲原生质体悬液,吸一小滴悬液于小 培养皿中,5~15min后原生质体沉到底面形成薄层;
每一小滴悬液慢慢加3小滴PEG溶液。PEG 溶液得组成:2难度ml 溶液(内含0、1 mol 葡萄糖、 10、5 mmol CaCI2、0、7 mol KH2PO4,KOH调节 pH到 5、5)加1g PEG-1560(或4000、6000,其她浓度)
45%,温度为19-21 度条件下生长得叶片可得到理想得原生
质体。
2、酶得种类
植物细胞壁就是由纤维素(25%~50%)、半纤维 素(50%左右)、果胶质(5%)组成。因此常用三种相 应得酶来降解细胞壁。一般认为纤维素酶和果胶 酶就是必需得,有些材料要加半纤维素酶。
商品酶制剂常含有杂质,对原生质体有不良影响, 有时要纯化。常用得方法就是将酶液在4 oC下过 Bio-Gel P6 或 Sephadex G-25。
3、渗透压得调控
如果溶液得渗透压和细胞内得渗透压不同,原生 质体有可能被涨破或收缩。因此在酶液、洗涤液和 培养液中渗透压应和原生质体内得相等或略大一些。 广泛使用得渗透压调节剂就是山梨醇和甘露醇,此 外还有蔗糖、葡萄糖、和麦芽糖,浓度约在0、40~0、 80mol/L。加入CaCl2、KH2PO4等能够提高原生质 膜得稳定性,增加完整原生质体得数目和活力。
6、原生质体得活力鉴定
(1)细胞壁染色法:
荧光增白剂——细胞壁染色剂,既可以鉴定细 胞壁就是否除净,也可检查原生质体细胞壁得再生 情况。染色后在荧光显微镜下观察(360~440nm), 染料与细胞壁形成显眼得绿色荧光,无细胞壁处则 无荧光反应,略带红色。
(2) 原生质体活力得测定:
【课外阅读】植物体细胞杂交与动物细胞融合
植物体细胞杂交与动物细胞融合
植物体细胞杂交与动物细胞的融合，都是在一定的条件下，将两个或多个细胞融合为一个细胞。
该过程称细胞融合又称细胞杂交。
两个细胞的融合过程可表示如下：
1.植物体细胞杂交是用两种不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培养成新植物体的方法。
它是在原生质体培养技术的基础上，借用动物细胞融合方法发展起来的一门新型生物技术。
植物体细胞的杂交过程包括原生质体的制备，原生质体融合的诱导，杂种细胞的筛选和培养以及杂种植株的再生与鉴定等环节。
2．植物体细胞杂交必须先脱去细胞壁而成为原生质体，有利于利用实验手段进行细胞杂交以及细胞器移植和大分子物质的引入。
原生质体在培养中不能进行细胞分裂，只有再生出新的细胞壁后可持续分裂，形成愈伤组织进一步分化成具有根、茎、叶等器官的植物体。
原生质体融合包括膜融合和核融合两个过程，诱导融合只能诱导细胞膜的融合，膜融合是细胞融合的关键，两个核的融合则是在杂种细胞第
一次有丝分裂时进行的，而植物体细胞融合完成的标志是产生出新的细胞壁。
3.动物细胞融合与植物体细胞杂交的基本原理和方法类似但有所不同，诱导手段也不尽相同。
动物细胞的融合过程包括细胞膜融合、细胞质融合和细胞核融合，在这里细胞膜的融合仍是先导。
因无细胞壁，经过不同方法诱导总是先诱导膜的融合。
像诱导剂聚乙二醇能够有效的促进植物原生质体及动物细胞的融合，它的作用是强烈的吸水使蛋白质凝聚和沉淀。
而灭活的病毒也常用于诱导动物细胞融合，其作用是使细胞发生集聚，在两个细胞间的病毒会同时感染两个细胞，使两个细胞间有了一个通道，细胞膜的融合也就开始了。
就两者的有关区别列表比较：。
植物体细胞杂交
（二）植物体细胞杂交技术
（三）动物组织、细胞培养技术
（四）动物细胞融合技术
（五）单克隆抗体制备技术
（六）动物细胞核移植技术
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练习
1.关于动物细胞培养的有关叙述，正确的是( ) A.细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过渡 过程中 B.动物细胞培养液中通常含有葡萄糖、氨基酸、 无机盐、生长素和动物血清等 C.动物细胞培养的目的只是获得大量的细胞分泌 蛋白 D.动物细胞培养前和培养过程中都要用胰蛋白酶 处理
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（三）动物组织、细胞培养技术
4.应用 (1)生产细胞产品：干扰素、疫苗、单克隆抗体。 (2)检测并判断某毒性物质毒性的大小。 (3)临床医学研究。
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（四）动物细胞融合技术
1、过程 2、融合的基础 3、人工诱导融合方法
4、仅考虑两两融合，融合的细胞 有几种类型？
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（五）单克隆抗体制备技术
B.克隆技术的各个环节有待于进一步改进 C.大多数克隆动物还存在一些遗传和生理缺陷类
的健康问题 D.克隆动物食品的安全性问题仍然存在争议
（）
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5 试管婴儿、试管苗和克隆羊这三者可以说是现代
生物科技的杰出成果,下列对其生物学原理及技术
的叙述,正确的是
()
A.都属于无性生殖
B.都利用了细胞工程的某些技术
一植物组织培养技术二植物体细胞杂交技术三动物组织细胞培养技术四动物细胞融合技术六动物细胞核移植技术五单克隆抗体制备技术一细胞工程概念二细胞工程技术手段是指应用现代细胞生物学发育生物学遗传学和分子生物学的理论与方法按照人们的需要和设计在细胞水平上的遗传操作重组细胞结构和内含物以改变生物的结构和功能即通过细胞融合核质移植染色体或基因移植以及组织和细胞培养等方法快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的生物工程技术
植物体细胞杂交流程
植物体细胞杂交流程
植物体细胞杂交是指利用植物细胞培养技术,将两种不同植物的体细胞进行融合,获得具有双亲遗传特性的杂交细胞的技术。
其具体流程如下:
1. 选择亲本植物。
选择两种需要进行杂交的亲本植物,一般选择具有重要经济价值的品种。
2. 植物体取材。
从两种亲本植物的嫩茎、嫩叶等组织中取材,进行无菌培养。
3. 建立愈伤组织。
在适当的培养基上培养植物体组织,使其产生愈伤组织。
4. 诱导愈伤组织脱分化。
加入植物生长素等激素,促使愈伤组织细胞脱分化为单细胞悬浮状态。
5. 细胞融合。
将两种亲本细胞混合,加入聚乙二醇等化学融合剂,使细胞膜融合,获得杂交细胞。
6. 筛选杂交细胞。
在含有选择性培养基上培养,根据对选择性的反应筛选获得成功融合的杂交细胞。
7. 植株再生。
将杂交细胞转移到再生培养基上,通过组织培养的方式使其分化生长,再生出完整植株。
8. 鉴定确认。
对再生植株进行形态学观察和遗传分析,确认其为成功的杂交植株。
9. 评价优良性状。
对杂交植株进行产量、抗病性等方面的评价,选育出优良的杂交种。
以上是植物体细胞杂交的主要技术流程,是获得新植物品种的重要手段之一。
植物体细胞杂交
电融合法
电融合法是在20世纪80年代初由Zimerman等创造并发展起 来一种物理融合方法。由于电融合较之化学融合有操作简便、快 速、同步性好、可以大量试验、无毒害作用等特点，己经被大量 使用。20世纪90年代国内外还同时开展了空间电融合技术的研 究，试图利用空间微重力条件改进细胞融合技术。但是，利用电 融合需要时间确定材料的最适融合条件，更主要的是电融合需要 昂贵的设备。2005年Olivaresruster等将电融合法与PEU融合法 结合起来作为一种新的方法一电气化学法，并使用此法成功得到 柑橘的体细胞杂种，且得到再生植株。同时表明电气化学融合是 一个可靠、可重复的方法，还能促进融合细胞的分裂，提高胚胎 发生率。
植物体细胞杂交的优势
植物有性杂交仅限于种内或是一些亲缘关系相近的 野生种与栽培种之间。像香蕉、甘薯、马铃薯等这些 植物有性生殖能力很低或不具备，便很难通过有性杂 交的方式来改良与培育新品种，严重限制了育种工作 的发展。而植物体细胞杂交技术不需要经过有性过程 ，只需通过体细胞的融合来制造杂种，这便打破了物 种间的生殖隔离，同时也克服了植物花期不遇与有性 杂交不亲和的状态，更为扩大遗传变异、更新种质资 源和改良作物品质开创了一条有效的途径。植物体细 胞杂交技术的出现与发展扩大了物种杂交的范围，提 高了育种效果，还可以缩短育种年限。
植物体细胞杂交技术
植物原生质体的分离方法有机械法和酶解法2种， 机械法是切割或磨碎质壁分离的细胞从而释放出原生 质体的方法，一般适用于像洋葱的鳞片、黄瓜的中皮层、 甜菜的根等具有较大的、高度液泡化的细胞。酶解法是 利用细胞壁降解酶分解植物细胞壁从而获得原生质体 的方法。当酶解法有副作用时，可以考虑使用机械法， 机械法可以避免酶制剂对原生质体的破坏作用曰。但 目前机械法基本被摒弃不用而通用酶解法。酶解法可 以有效分离出大量的植物原生质体，并且适用于几乎所 有的植物。但是酶制剂中往往含有一些核酸酶、蛋白 酶、过氧化物酶以及酚类物质，所以使用酶解法会对所 得原生质体的活力有一定影响。因此，使用酶解法分离 植物原生质体要注意根据不同植物种类、不同器官的不 同细胞壁结构与成分选择合适的酶类和酶浓度 。
植物体细胞杂交技术课件(精美)
要想获得遗传物质来自两个不同物种 的“番茄—马铃薯”杂种植株（番茄、马 铃薯之间存在着天然的生殖隔离，有性杂 交无法成功），需要用什么技术手段？
就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下
融合成杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新植
物你物体认的的为体两细方个胞来完法自成。不融同合植，
细胞均需酶处理 C 小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的B淋巴细胞
融合可制备单克 隆抗体 D 某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品种
杂交后代的染色体数目相同
自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼 虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞 中存活，请探讨：动物细胞与植物细胞之间可以 实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出具体实 验方案。
物理法：离心、振动、电刺激等 化学法：聚乙二醇（PEG）
聚乙二醇 （PEG）
植物体细胞杂交过程
融合基础：细胞 膜具有流动性
植物细胞A 植物细胞B
纤维素酶 和果胶酶
原生质体A 原生质体B
三种类型：
AA、BB、AB
原生质体融合 人பைடு நூலகம்诱导
杂合的原生质体
物理法：离心、振动、电激
方 法
化学法：聚乙二醇（PEG）
杂种 脱分化 愈伤 再分化 胚状体 发育 杂种
细胞
组织
或丛芽
植株
1、若A细胞有20条染色体，B细胞有30条染色体，则杂种植株有 50 条染色体。 2、若A细胞基因型为DdEE，B细胞基因型为YYRR，则杂种植株的基Dd因E型EY为YRR 3、若A细胞有4个染色体组，B细胞有8个染色体组，则杂种植株有 12 个染色体组。 4、若植物A为六倍体，植物B为二倍体，则杂种植株有 为 八倍体
植物体细胞杂交技术的原理
植物体细胞杂交技术的原理
植物体细胞杂交技术是通过将两个不同的植物体细胞融合在一起，使其融合后的细胞具有两个植物的特性。
其原理主要包括细胞的融合和融合后的细胞的培养。
首先，要进行细胞融合，需要选择两个不同的植物体细胞作为材料。
这两个细胞通常来自于同一物种的不同个体，或者来自于不同物种的植物。
然后，通过分离和处理细胞，使其融合在一起。
融合的方法包括化学融合、电融合以及基因工程技术等。
在细胞融合完成后，接下来就是培养融合细胞。
培养过程中需要提供适当的培养基和条件，使融合细胞能够进行分裂和生长。
培养基中通常含有营养物质、植物生长调节剂和抗生素等。
通过培养，可以使融合细胞形成植物体细胞的配子体，即胚胎。
最后，通过培养的融合细胞可以发育成为植物体。
这样的植物叫做杂种植株，具有两个不同植物的特性。
杂种植株可以通过无性繁殖的方式进行繁殖，以获得更多具有两个植物特性的后代。
植物体细胞杂交技术的原理正是通过细胞的融合和培养，使两个不同的植物体细胞相互融合，并发育成杂种植株，以实现植物特性的组合和改良。
这项技术广泛应用于植物育种和基因工程领域，有助于培育出更加优良的植物品种。
《植物体细胞杂交》课件
转基因植物的体细胞杂交育种是将转 基因技术与植物体细胞杂交技术相结 合，通过导入外源基因来改良植物性 状。
案例二：转基因植物的体细胞杂交育种
增强抗逆性
通过转基因技术，可以增强植物的抗逆性，如抗虫、抗病、 抗旱等，提高植物的适应性和产量。
案例二：转基因植物的体细胞杂交育种
安全性评估
在转基因植物的体细胞杂交育种过程 中，需要进行严格的安全性评估，确 保转基因食品的安全性。
案例二：转基因植物的体细胞杂交育种
法规监管
VS
由于转基因技术的复杂性和争议性， 相关的法规监管也是转基因植物体细 胞杂交育种的重要考虑因素。
案例三：濒危植物的体细胞杂交保护
保护濒危植物
濒危植物的体细胞杂交保护是通过植物体细 胞杂交技术来保护濒危植物物种，防止其灭
绝。
案例三：濒危植物的体细胞杂交保护
1 2
基因转移
植物体细胞杂交技术可以用于将外源基因导入到 植物细胞中，实现基因转移和遗传改良。
基因编辑
通过植物体细胞杂交技术，可以对植物基因进行 编辑和修饰，以实现定向改良和创造新品种。
3
基因表达调控
利用植物体细胞杂交技术，可以对植物基因的表 达进行调控，以实现特定性状的表达和优化。
在生物多样性保护中的应用
《植物体细胞杂交》 ppt课件
REPORTING
• 植物体细胞杂交概述 • 植物体细胞杂交的基本原理 • 植物体细胞杂交的实验技术 • 植物体细胞杂交的应用与前景 • 植物体细胞杂交的案例分析
目录
PART 01
植物体细胞杂交概述
REPORTING
定义与特点
定义
植物体细胞杂交是指将不同植物的细 胞通过细胞融合技术，再经过培养诱 导，实现细胞分裂、生长、发育为完 整植株的过程。
《植物体细胞杂交技术》 讲义
《植物体细胞杂交技术》讲义一、植物体细胞杂交技术的概念植物体细胞杂交技术，简单来说，就是将不同种植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
这一技术突破了传统有性杂交的限制，使得不同物种之间的基因交流成为可能。
通过体细胞杂交，我们可以将两个具有优良性状的不同植物组合在一起，创造出具有更丰富特性和更强适应性的新植物品种。
二、植物体细胞杂交技术的原理植物体细胞杂交的原理包括细胞膜的流动性和细胞的全能性。
细胞膜的流动性是体细胞融合的基础。
在适当的条件下，比如使用一定的化学试剂或者物理方法，两个不同植物的体细胞的细胞膜可以发生融合，形成一个杂种细胞。
而细胞的全能性则保证了杂种细胞能够发育成完整的植株。
细胞全能性指的是细胞具有发育成完整生物体的潜能。
即使是已经分化的体细胞，在一定条件下依然具有重新发育成完整植株的能力。
三、植物体细胞杂交技术的操作步骤植物体细胞杂交技术是一个较为复杂的过程，主要包括以下几个关键步骤：1、原生质体的制备首先，需要去除植物细胞的细胞壁，得到原生质体。
这通常通过酶解法来实现，使用纤维素酶和果胶酶等分解细胞壁的成分。
2、原生质体的融合得到纯净的原生质体后，通过物理法（如离心、振动、电刺激等）或化学法（常用聚乙二醇，PEG）诱导原生质体融合。
3、杂种细胞的筛选和培养融合后会形成多种类型的细胞，需要筛选出真正的杂种细胞。
筛选的方法有很多，比如根据细胞的形态、生理特性等。
筛选出来的杂种细胞需要在合适的培养基中进行培养，使其分裂、分化，形成愈伤组织。
4、植株的再生愈伤组织进一步发育，经过诱导可以分化出芽和根，最终形成完整的植株。
四、植物体细胞杂交技术的应用1、创造新的作物品种通过将不同作物的优良性状整合到一个植株中，可以培育出具有高产、优质、抗逆等多种优良特性的新品种。
例如，将具有抗病虫害能力的植物与高产的植物进行体细胞杂交，有可能获得既高产又抗病虫害的新品种。
高中生物植物体细胞杂交技术知识点
高中生物植物体细胞杂交技术基础知识点1、植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
2、过程：(1)诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。
化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。
(2)细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。
(3)植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束。
(4)杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
3、意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
高中生物植物体细胞杂交技术重要进展1960年，Kocking用酶法制备高等植物原生质体首次获得成功;1970年，Power首次用硝酸钠进行为诱导剂进行了较大规模的原生质体诱导融合;1971年，Takebe首次从离体烟草原生质体培养中获得再生完整植株;1972年，Carlson首次获得粉蓝烟草和郎氏烟草的细胞杂种，这也是第一个植物细胞杂种;1974年，Kao将聚乙二醇诱导融合法应用于植物细胞融合并建立了相应的融合技术;1978年，Melchers获得了第一个属间细胞杂种(番茄+马铃薯);1981年，Zimmerman发明了电融合仪，并首次提出了电融合概念;1987年，Schweiger建立了单对原生质体电融合技术程序。
高中生物植物体细胞杂交技术1.PEG诱导融合法PEG诱导融合的特点：其优点是融合成本低，勿需特殊设备;融合子产生的异核率较高;融合过程不受物种限制。
其缺点是融合过程繁琐，PEG可能对细胞有毒害。
PEG的作用机理： Kao等认为，由于PEG分子具有轻微的负极性，故可以与具有正极性基团的水、蛋白质和碳水化合物等形成H键，从而在在原生质体之间形成分子桥，其华中农业大学创建国家精品课程——细胞工程学文本教案(第七章) 主讲教师：柳俊博士、教授结果是使原生质体发生粘连进而促使原生质体的融合;另外，PEG能增加类脂膜的流动性，也使原生质体的核、细胞器发生融合成为可能。
第十一章生物技术与工程课时4动物细胞工程-2025年高考生物备考教案
课时4动物细胞工程课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.阐明动物细胞培养是从动物体获得相关组织，分散成单个细胞后，在适宜的培养条件下让细胞生长和增殖的过程。
动物细胞培养是动物细胞工程的基础；2.阐明动物细胞核移植一般是将体细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的过程；3.阐明动物细胞融合是指通过物理、化学或生物学等手段，使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程；4.概述细胞融合技术是单克隆抗体制备的重要技术；5.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值动物细胞培养和干细胞的应用2023：辽宁T7、海南T7、湖南T21（4）；2022：海南T20（1）（3）（4）、湖北T7、江苏T14；2021：湖南T22（2）、重庆T5、浙江1月T18；2020：江苏T231.生命观念——深入理解动物细胞核移植和克隆技术，理解生命的发生、发展过程。
2.科学思维——分析动物细胞培养的条件、细胞融合和单克隆抗体制备的原理，形成科学思维的习惯。
3.科学探究——通过动物细胞培养操作，培养科学探究能力。
4.社会责任——了解生物工程技术在生产上的应用，认同生物技术对社会发展的影响，承担应有的社会责任动物细胞融合技术和单克隆抗体2023：北京T12、湖北T22（1）（2）（3）；2022：浙江1月T29（二）（3）、辽宁T24Ⅱ、江苏T19、山东T15；2021：山东T15；2020：江苏T28（4）、全国ⅠT38；2019：江苏T23动物体细胞核移植技术和克隆动物2023：天津T7；2021：辽宁T13、湖南T22（3）；2020：天津T1命题分析预测1.高考对本部分的考查常以生产或科研实践为情境，也可以图为载体，主要考查动物细胞培养、动植物细胞融合的异同、单克隆抗体的制备等，既有选择题，也有非选择题。
2.预计2025年高考仍可能延续往年的考查形式及特点，与基因工程、胚胎工程等其他知识相结合进行命题考点1动物细胞培养和干细胞的应用学生用书P3331.动物细胞培养（1）动物细胞培养的原理、条件和过程辨析细胞贴壁和接触抑制（1）细胞贴壁是指体外培养的细胞贴附在培养瓶的瓶壁上生长的现象；接触抑制是指当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞通常会停止分裂增殖的现象。
植物体细胞杂交技术的原理
植物体细胞杂交技术的原理
植物体细胞杂交技术是一种改变植物细胞的遗传特性的分子生物技术，它利用高压和脉冲电流将两个不同植物细胞的细胞质完全混合，以模拟性交过程，将双方植物细胞合成一体，使它们具有单个植物细胞所拥有的特征。
植物体细胞杂交技术的原理分为电质感应机制与化学信号机制。
前者基于电质感应机制，即利用高压脉冲施加高电压，以及“脉冲掌控”的原理，利用脉冲电压，使杂交细胞内的离子分布转变，从而促使两个细胞的膜接触并形成口。
另一种是利用化学信号机制，利用植物抗体和各种植物活性代谢中间体，产生化学信号，从而诱导两种植物细胞的膜靠近，并形成口。
一般的植物体细胞杂交实验步骤是：首先，将杂交所需的植物样本培养在特定的培养基中，并经过注入胞外或胞内染色剂，将植物细胞真空成膜；其次，将所需的离心泵连接到建立的真空系统中，即通过使用高压脉冲技术，使植物细胞与另一个植物细胞相接触；第三，将杂交后的植物细胞回收，放入培养基中，以形成一个杂交单位，再经过消毒，去除不活化细胞。
植物体细胞杂交技术的应用超越育种，及其他生命科学研究，也可应用于植物胚胎发育和植物系统发育相关的实验，比如利用植物体细胞杂交技术来研究和改造植物的抗性和病毒感染性。
此外，植物体细胞杂交技术也可用于植物的应用型育种。
通过控制和精选，引进不同的植物材料，有利于产生一些优良的新品种，具有较高的利用价值和经济价值，有助于提高作物的产量和品质。
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第十一章植物体细胞杂交
第一节植物体细胞杂交的概念与发展历程
一、植物体细胞杂交的类型、概念
植物体细胞杂交按照所用亲本原生质体的性质可以分为三类：第一类为常用的体细胞杂交，即用双亲的体细胞原生质体或其衍生系统进行诱导融合，再经培养、筛选、鉴定等步骤得到细胞杂种；第二类是配子间细胞杂交，即用双亲的性细胞原生质体为融合亲本，其他步骤同第一类；第三类是配子－体细胞杂交，即一个融合亲本为性细胞原生质体，另一个为体细胞原生质体，其他步骤同第一类。
目前仍以体细胞杂交为多，其他两类也开始有所报道（夏镇澳，1997）。
下面仅对植物体细胞杂交加以介绍。
植物体细胞杂交即原生质体融合（见图11.9），是在植物原生质体培养技术基础上，借用动物细胞融合方法发展和完善的新型生物技术，包括原生质体制备、细胞融合诱导、杂种细胞筛选与培养以及杂种植株再生与鉴定等技术环节。
早期，在许多植物属内、种间和种内的体细胞杂交获得杂种细胞系或杂种植株，如烟草属、曼陀罗属等。
目前，由于植物原生质体培养技术的迅速发展，尤其是禾本科和豆科等重要粮食作物原生质体操作关键技术的突破，使这两类作物的体细胞杂交也能产生种间或属间杂种（钱迎倩等，1990）。
图11.9 原生质体电融合
（引自Koop and Schweiger，1985）
二、植物体细胞杂交发展历程
1960年，Kocking首次获得通过酶法制备的高等植物原生质体；
1970年，Power首次通过硝酸钠作为诱导剂进行较大规模原生质体诱导融合；
1971年，Takebe离体烟草原生质体培养首次获得再生完整植株；
1972年，Carlson首次获得第一个植物细胞杂种――粉蓝烟草和郎氏烟草的细胞杂种。
1974年，Kao采用聚乙二醇诱导融合法诱导植物细胞融合，建立了相应的融合技术；1978年，Melchers首次获得属间细胞杂种（番茄＋马铃薯）；
1981年，Zimmerman发明了电融合仪，并首次提出了电融合概念；
1987年，Schweiger建立了单对原生质体电融合技术程序。
第二节植物原生质体融合的方法
目前，诱导体细胞融合的方法主要有电融合法（Zimmermann，1982）和聚乙二醇（PEG）高钙高pH值法（Kao，1977）。
一、电融合法
电融合法与PEG融合法相比具有三大优点：一是不存在对细胞的毒害问题；二是融合效率高；三是融合技术操作简便。
电融合的基本过程：1、细胞膜的接触；2、膜的击穿。
电融合的主要参数包括交流电压、
交变电场的振幅频率、交变电场的处理时间、直流高频电压、脉冲宽度、脉冲次数等。
二、聚乙二醇（PEG ）高钙高pH 值法
优点是融合成本低，勿需特殊设备；融合子产生的异核率较高；融合过程不受物种限制。
其缺点是融合过程繁琐，PEG 可能对细胞有毒害。
第三节 杂种细胞的发育动态及体细胞杂种应注意的问题
一、杂种细胞的发育动态
诱导植物原生质体融合后会产生不同的融合结果（见图11.10），包括杂种和胞质杂种。
胞质杂种是指所得到的细胞杂种完全没有供体的核基因，而仅仅是转入供体的叶绿体和线粒体基因。
(cybrid)胞质杂种
(cybrid)杂种(hybrid)杂种(hybrid)
图11.10 两种遗传上不同植物原生质体融合后可能产生的结果
核质重组、细胞器重组、部分核物质或细胞器丢失、核分裂的非同步性
二、体细胞杂种选择应注意的问题
体细胞融合可以克服常规植物育种中远缘杂交不孕性，实现遗传物质的交流，用以将控制优良性状的基因导入被改良的受体内，获得细胞杂种，创造新的育种材料或优良品系，丰富植物基因库。
但为了将体细胞杂交技术更好地应用于生物资源开发和作物品种改良，在进行体细胞杂交研究时，应考虑以下主要问题：
① 杂交组合的选择。
近缘种内或种间的体细胞杂交具有较强的目的性，因此，在进行杂交组合选择时，应选择再生能力强、具有优良农艺性状（高产、优质、抗病、抗逆等）的野生种或近缘种，通过细胞融合将优良特性导入相应的栽培种或近缘种，创造新的育种材料或新品种。
② 原生质体的制备。
体细胞融合一般要求新鲜、制备时间较短的原生质体，因分离时间过长，原生质体开始长壁，影响融合效果。
③ 融合方法。
经改良的电融合法要优于PEG 法，而且操作简便，对细胞无毒害作用（Bates and Hazenkampt ，1985），诱导频率较高。
但由于电融合需要昂贵的电融合仪，这种方法现在应用并不普遍。
PEG 法操作比较复杂，融合效果受原生质体的生理状态、纯度、密度，PEG 的质量和浓度，处理时间，钙离子浓度，洗液成分以及诱导融合程序等因素影响较大，在融合时应加以考虑。
④ 选择杂种的方法。
应用遗传或生理互补的选择方法能够在愈伤组织水平或再生植株中有效地选择杂种。
但应考虑到杂种细胞生长发育过程中染色体的丢失，即通过遗传互补选
择法进行杂种细胞选择时，淘汰了丧失标记基因的体细胞杂种。
因此，进行杂种选择时要小心谨慎。
⑤由杂种细胞诱导获得再生植株是否为杂种的鉴定方法。
根据形态学、细胞学、分子生物学和生物化学，用抗性鉴定、育性鉴定、叶绿体DNA、线粒体DNA、核DNA、RuBp 羧化酶分析和同工酶谱分析等方法，对获得的再生植株进一步分析和鉴定，以证实再生植株杂种的真实性。