李春强PEG原生质体制备

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原生质体融合技术简介

原生质体融合技术简介

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中国科学院青岛生物能源与过程研究所
Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology
原生质体研究的发展
1838 1873 1896 1931 1954 1958 1970 1972 1972 1974 1976 1976 1977 1978 1981 1988 2002 Muller Lugmbuthl Unna Wathin Bnders et al Marston Power et al Carlson Ferenczy et al Michayluk Ferenczy et al Fodor et al Hopwood Gleba et al Menczel Kirimalra et al Stemmer et al 动物病理组织中发现多核细胞 天花病脓胞周围发现多核细胞 水痘侵害过的皮肤中发现多核细胞 麻疹病人扁桃腺中发现多核细胞 组织培养中发现麻疹病毒能诱导细胞用和成多核体 用副流感病毒诱发细胞融合 探索用硝酸钠诱导植物原生质体融合 用NaNO3进行了烟草种间原生质体融合 以白地霉营养缺陷型为材料经原生质体融合首次完成异核体形成 发现PEG是一种良好的聚合剂用于原生质体融合 是一种良好的聚合剂用于原生质体融合 发现 以曲霉 青霉营养缺陷型为材料经原生质体融合首次完成异核体形成 巨大芽孢杆菌内株间原生质体融合成功 链霉菌原生质融合并获融合重组子 用PEG+高pH-Ca2+研究原生质体融合 高 用高pH-Ca2++9℅DMSO与少量 与少量PEG获得较高的融合率 用高 与少量 获得较高的融合率 原生质体PEG融合获得黑曲霉二倍体柠檬酸高产菌株 融合获得黑曲霉二倍体柠檬酸高产菌株 原生质体 一种新的体内分子育种方法——全基因组改组技术 全基因组改组技术 一种新的体内分子育种方法

植物原生质体技术及其应用

植物原生质体技术及其应用

植物原生质体技术及其应用中国蓉亏通报2009,25(08):22—26ChineseAgriculturalScienceBulletin植物原生质体技术及其应用于晓玲,李春强,彭明(中图热带农,『科学院热带生物技术研究所,海口571101)摘要:原生质体技术是在原生质体分离基础上,进行一系列技术操作,包括原生质体融合,遗传转化,植株再生等.原生质体技术为细胞杂交,新品种培育,及其与有关的细胞,分子和遗传等学科的交叉渗透,提供一种使用范围广,可行性强的技术体系.阐述了植物原生质体的分离培养,遗传转化等关键技术及其应用,认为原生质体技术在高等植物遗传性状的改良及生产实践中有着广阔的应用前景.关键词:原生质体;制备;遗传转化中图分类号:$336文献标识码:A AdvancesontheResearchofProtoplastTechnologyYuXiaoling,LiChunqiang,PengMing(b~tituteofTropicalBioscienceandBiotechnology,ChineseAcademyofTropicalAgricultu ralSciences,Haikou571101)Abstract:ProtoplasttechnologyisaseriesoftechnicaloperationsbasedOilprotoplastisolati on,includingprotoplastfusion,genetictransformation,andplantregenerationandSOon.Theprotoplastte chnologiesprovideawideuserangeandfeasibletechnologysystem,forcellhybridizationandbreedingofnewsp ecies,andcross—infiltrationamongsubjectsofcellculture,molecularandgenetics.Inthispaper,theseparation ,cultureandapplicationofprotoplasttechniqueweresummarizes.Webelievethattherehasfartherap plicationinthegeneticimprovementofhigherplantsandpractice.Keywords:protoplast,preparation,genetictransfonnation植物原生质体是指去除细胞壁被质膜所包围的,具有生活力的细胞,其结构包括细胞膜,细胞质(包括各种细胞器,细胞骨架系统及胞基质)和细胞核等部分.原生质体技术是指在原生质体的分离培养基础上进行的一系列技术操作,主要包括原生质体植株再生,原生质体融合和细胞杂交,转基因等培育变异新类型的生物技术等.原生质体培养和植株再生技术具有使用范围广,可行性强等优点,是植物生物工程的基础.对植物原生质体的研究,可追溯到20世纪60年代,英国植物学家Cockingt用酶解方法降解细胞壁,获得了番茄根尖原生质体,自此原生质体的研究得到迅速发展.1970年Nagata和Takeble口首次报道烟草叶肉原生质体经分离,培养得到再生植株.Carlson于1972年利用原生质体融合技术从烟草中获得第一个种间杂种,可部分克服有性杂交不亲和性,获得体细胞杂种,从而为创造和选育优良品种找到了一条新途径.近年来,由于原生质体具有结构简单,发育同步性好,群体数量大,DNA分子易于进入细胞,易获得纯合性转化子的特点,及其培养技术与有关的细胞,分子和遗传等学科的交叉渗透,使植物原生质体的研究越来越受到重视.研究领域也从分离原生质体进行的生理生化和利用不同材料的原生质体得到再生植株的阶段转到原生质体的应用(尤其是遗传性状改良)方面.笔者对植物原生质体的关键技术及其应用进行综述.1原生质体的分离和培养1.1原生质体的分离1.1.1分离方法原生质体的分离方法有两种:机械分离法和酶解分离法.机械分离法由于产量低,方法繁琐费力;以及对分生组织和液泡化程度不高的细胞不适用的特点,现在已很少有人使用.基金项目:中国热带农业科学院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助"橡胶转基因技术平台的建立"(ITBBZD0711)a第一作者简介:于晓玲,女,1979年出生,硕士,研究方向:基因工程通信地址:571101海南省海口市城西学院路4号热带生物技术研究所,E—mail******************.收稿日期:2009.O1.07,修回日期:2009.02.18.于晓玲等:植物原生质体技术及其应用?23?酶解分离法为目前普遍采用的原生质体分离方法.酶解是在25~28℃的恒温,黑暗或弱光下进行;酶解后经过O.038nlnl孔径左右的镍丝网过滤,滤去消解不完全的组织碎块(导管,筛管等)和细胞团.然后将滤液离心,弃去上清液,将离心下来的原生质体重新悬浮在洗液(CPW)中,再次离心,去上清液,重复3次.在倒置显微镜下检查纯化效果,效果好,用原生质体培养基离心,效果不好,用质量分数为20%的蔗糖离心,使完整的原生质体浮于液面.1.1.2影响原生质体分离的因素植物材料的选择,预处理过程,酶制剂的使用等均可影响原生质体的分离效果.(1)材料选择适宜材料是成功分离原生质体的关键,主要包括基因型,材料的类型及材料的生理状态等方面.基因型影响原生质体分离的效果,包括原生质体产量, 活力和植株再生方面.材料及其生理状态对原生质体的制备和活力的影响也很大阁.叶片可以得到大量比较均一的原生质体且不使母细胞受到破坏,许多资料报道双子叶植物分离原生质体的最佳材料是叶片p.此外,子叶,胚轴,茎尖及愈伤组织,悬浮培养物和体细胞胚等均可作为分离原生质体的材料.在木本植物中,愈伤组织或细胞悬浮物是应用最广泛的原生质体培养材料u.但是,采用愈伤组织和细胞悬浮物往往需要经若干次的继代培养才能达到适合分离原生质体的状态;而继代时间的长短在很大程度上影响所获得原生质体的活力和产量n".(2)预处理许多研究报道,酶解之前对材料进行预处理有利于原生质体的分离,对保持原生质体的完整性及提高原生质体的产量都有积极的作用.Power等[1报道,酶解以前对材料进行暗处理,有利于原生质产量的提高.Willin等同把苹果叶片放在附加质量分数为5% PVP并添加0.5mmol/L的蛋氨酸的W5盐.糖溶液中处理30min,原生质体的产量明显提高.金晓玲等的研究表明,在分离草莓叶肉原生质体前将试管苗转入低浓度蔗糖的培养基中预培养2~3周,或暗处理1周,原生质体的产量大大提高【8].但是并非所有的原生质体分离都需要经过预处理,如柑桔试管苗幼叶原生质体的游离.在实验中,材料是否需要预处理要根据不同的情况而定.(3)酶制剂酶的类型及使用浓度:目前用于游离原生质体常用的酶有纤维素酶,半纤维素酶,果胶酶和离析酶等,其中纤维素酶和果胶酶对植物原生质体的制备是最必要的.酶液中纤维素酶与果胶酶或离析酶的浓度和比例对原生质体的解离效果具有较大的影响【".酶制剂的选择要根据材料的不同而定.此外,由于不纯的酶制剂所含杂质对原生质体可能有不同程度的毒害作用,因此,也要特别重视酶的质量和来源.酶液浓度过高或过低均不利于原生质体的解离.而酶浓度随其酶活性高低而异,且每批次酶活性不一,因此不同批次的酶宜先进行最佳浓度预实验.酶液添加物:酶液对原生质体的产量和活力有很大影响.原生质体在无稳压剂的介质中会因过分吸胀而裂.过高或过低的渗透压对原生质体均有损伤,不利于以后的培养.常用的渗透压稳定剂有两大类:一类为糖醇或可溶性糖(如甘露醇,山梨醇,蔗糖或葡萄糖等)组成有机溶液;另一类为无机盐溶液,常由CaC1:,MgSO或培养基中的无机盐组成.通常用甘露醇,山梨醇,葡萄糖来调节酶液的渗透压.W巴尔茨(1983)等认为,代谢活跃的渗透压稳定剂(葡萄糖和山梨醇)与代谢不活跃的渗透压稳定剂(甘露醇)一起使用有利于维持酶液的渗透压.由于酶制剂中常含有核酸酶,影响原生质体的活力,可以用降低保温温度或减少酶解时间,提高原生质体的活力.加入适量的PVP或MES能稳定酶解过程的pHt】.酶液的处理时间:酶解处理~般静置在黑暗中进行,也可偶尔轻摇,酶解时间几小时至几十小时不等. 实践表明:如果酶液处理时间太短,所获得的原生质体量少而不能满足实验的需要,但过长时间酶液又会对原生质体具有一定的伤害作用,从而影响原生质体的产量和细胞壁再生的能力.因此,为了获得大量的具有高活力的原生质体,酶解时间一般以12~14h为宜.酶解温度一般在27℃左右.1.2原生质体的培养1.2.1培养基原生质体的培养基多采用以MS培养基为基础的改良培养基,一般酸度为pH5.6—5.8.无机盐是构成培养基的主要成分,较高的Ca2浓度能提高原生质体的稳定性.高浓度的NH4+对原生质体的生长发育不利".实验证明糖是原生质体培养中较理想的渗透压稳定剂和碳源【l.抗氧化剂(甘氨酸,PVP(聚乙烯吡咯烷酮),维生素C等)的添加可较好地防止木本植物原生质体再生细胞团的褐化现象[2o1.细胞壁脱离后,随着培养天数的增加,RNase酶活性异常升高,加入BSA可降低该酶的活性,保证原生质体的活力".不同植物原生质体培养对激素的种类和浓度的要24?中国农学通报求存在很大的差异,通常在培养前期需要较高水平的生长素和细胞分裂素,才能启动细胞壁的再生和细胞分裂.1.2.2培养方法原生质体的培养方法主要有液体培养,固体培养和固液结合培养等.液体培养法操作简单,对原生质体损伤较小,且易于添加新鲜培养物,但此法常会使原生质体分布不均匀,发育的原生质体之间产生粘连而影响其进一步的生长和发育,尤其是难以定点观察单个原生质体的命运.最简单的固液结合培养法是在培养皿的底部先铺上一薄层含或不含原生质体的固体培养基,再在其上进行原生质体的液体浅层培养,此法有利于固体培养基中的营养成分(或细胞有用代谢物)缓慢地向液体培养基中释放,以补充培养物对营养的消耗,同时培养物所产生的有害物质也可被固体培养基吸收.固体培养法是将原生质体与含琼脂或低熔点琼脂糖的培养基相混合,其中尤其是低熔点琼脂糖固体包埋法可有效地防止液体培养中原生质体出现聚集现象,减轻原生质体局部区域的褐化,并可减轻因凝集而产生的植板率和分裂率统计的困难.它是既便于定点观察,又有利于追踪原生质体再生细胞的发育过程,因此是一种最为有效的培养方法.培养方法作为原生质体再生植株的关键一环,目前已愈来愈引起人们广泛的重视,其总体思路主要围绕着避免原生质体在培养过程中受到机械或化学伤害,使原生质体处于最佳的营养吸收状态,多种培养方法相结合等几个方面展开.Schween等口报道,近年来一种装有玻璃纸层的培养皿被广泛用于原生质体的培养中.1.2_3培养密度原生质体培养的常规技术是群体培养,培养密度对细胞的生长十分重要.密度条件一般在5×10~5×10个/ml时,植物原生质体才能正常的分裂与发育口.密度过高时,由于营养不足或细胞代谢物过多而抑制再生细胞的正常生长:密度过低时,又会使与分裂有关的物质达不到一定的浓度而使再生细胞不能持续分裂.1.3原生质体的低温保存原生质体从制备到转化操作繁琐,每次进行原生质体操作前都必须进行酶解,分离等步骤.为节约时间,避免药品的浪费,需要使原生质体在一段时间内保持其原生质体状态,不形成或减慢形成细胞壁,并保持原生质体的活力.原生质体的超低温保存为此提供了可能.早在20世纪70年代末,Withers和Street首次运用5%DMSO做保护剂,经液氮保存后,胡萝卜的原生质体的存活率达90%.此后,多种原生质体超低温保存获得成功].2原生质体的转化2.1生物介质介导的遗传转化目前应用的生物介质主要是根癌农杆菌和发根农杆菌.它们转化的原理分别是通过活化Ti和质粒的Vir区基因,达到对T-DNA转移的目的.外植体与农杆菌的共培养是获得转化植株的重要途径.根癌农杆菌转化频率比发根农杆菌转化频率高,并能直接从农杆菌转移基因到植物细胞核基因组,是目前较理想的转化系统.徐子勤等1以根癌农杆菌为介质转化苜蓿原生质体取得成功.由于不同品种或同一品种的不同器官或组织的再生能力不同,因此利用农杆菌进行遗传转化之前,首先要对不同的外植体建立相应的高效再生体系.2.2细胞融合法PEG介导法由Davey等.首先建立,主要原理是借助细胞融合剂诱导原生质体摄取外源DNA.PEG法的融合率可达10%~15%,无种属特异性,几乎可诱导任何原生质体的融合[28】.Rasmusse等通过PEG介导法将Gus基因导入油菜的原生质体.Panhar等p.研究PEG介导法指出,用CaC1处理原生质体及低剂量的紫外线处理可以提高DNA的摄取和外源基因的表达.20世纪80年代初开始探索使用电融合法,是目前最流行的物理诱导融合方法p".细胞电融合利用细胞在相对电极之间的介电电泳,诱导细胞按特定方向排列,通过电极间产生的较高场强的电脉冲使相互接触的细胞发生电穿孔,进而发生电融合.近年来,已经测出数十种植物原生质体的电融合参数,并获得部分细胞杂种.2.3激光微束穿刺法激光微束穿刺法就是利用直径很小,能量很高的激光微束引起细胞膜可逆性穿孔,从而使处于细胞周围的外源DNA随之进入细胞的转基因方法.早在1987年,Weber等p就利用微束激光照射油菜细胞,将荧光素标记的外源DNA导入叶绿体,观察到荧光显示, 并且发现这一处理对细胞的分裂能力和叶绿体的光合能力影响较小.由于激光微束穿刺技术操作简便,转化频率高,从而引起了许多科学家的重视,由此带动了此项技术在原生质体遗传转化中的应用与发展.激光微束穿刺法操作简便,对细胞的损伤小,可以准确定位于被照射的细胞,实验重复性好,已成为一种行之有效的转基因手段.但与农杆菌介导法相比,激于晓玲等:植物原生质体技术及其应用?25?光微束穿刺法转化效率较低,且激光微束仪设备复杂, 造价昂贵,因此限制了此技术的推广普及.2.4电击法电击法是利用高压电脉冲作用,在原生质体膜上"电击穿孔",形成可逆的瞬间通道,从而促进外源DNA的摄入,此法在动物细胞中应用较早,并取得了很好的效果.现在这一方法已被广泛应用于各种植物,例如Guerche等用纤维素酶处理油菜2周龄的嫩叶后获得原生质体,于电击仪中电击转化处理,筛选得到了21个抗性克隆,并最终获得了2株转化植株,其形态和育性完全正常;黄家总等p成功的利用电击细胞融合的方法使紫罗兰和桂竹香原生质体融合.该方法对细胞没有毒害作用,并且操作简便,融和同步性好,可在显微镜下观察融合的全过程,整个过程中的参数容易控制.至今已广泛应用于动植物及微生物细胞的融合.2.5其他方法目前植物基因工程中除了运用上述方法外,还有一些其他方法,如脂质体法,显微注射法等.脂质体法就是将包含外源基因的带负电荷的脂质体与植物原生质体融合,从而达到转基因的目的;显微注射法是利用显微注射仪将外源DNA直接注入受体细胞质或细胞核中.这些方法各有其优缺点及适用范围,在油菜育种中运用较少,而在其他作物上有成功的报道.3原生质体技术的应用由于原生质体失去了细胞壁这一屏障,因而使其具有特殊的优点.原生质体不仅可作为一个单细胞系统来研究细胞壁再生,细胞分裂与分化,摄入细胞器, 病毒侵染机理,膜透性及离子转运等基础理论研究的理想材料;同时还是原生质体培养和原生质体融合的基础[36].而且,近年来以原生质体为材料利用膜片钳技术研究离子通道及原生质体在受光,胁迫和激素作用后的调节机制已成为研究的热点.此外,原生质体也被用来作为研究植物细胞钙信号转导及其调节机制的理想材料_3s】.原生质体融合技术可以高效地将供体的目标性状基因转移给受体,解决种间杂交不亲和的缺点,为品种遗传改良,遗传工程和作物改良提供了多种可能.植物原生质体融合技术已在多种植物中获得成功的应用弘Ⅻ.利用原生质体导入外源基因不存在不亲和问题,且没有细胞壁的障碍,便于进行遗传转化操作.人们对利用原生质体导入外源基因及原生质体瞬间表达系统在基因研究中的应用进行了大胆的尝试和实践.杨仲南等【39通过PEG介导研究了外源GUS基因在花椰菜原生质体中的瞬间表达.薛红卫等4o]将GUS基因导人甘蓝下胚轴原生质体并获得转基因植株.Eimert等[4l用花椰菜叶肉原生质体,通过电激法转化得到了抗性芽.Mukhopadhyal等用甘蓝下胚轴原生质体在PEG的介导下,直接摄取了质粒DNA,转化频率为10%~33%,而且获得了转化再生植株㈣.目前,已经建立对芹菜,玉米,胡萝卜,拟南芥和烟草等植物对不同的外界刺激下信号转导机制的研究[431,以及应用原生质体单核化技术解决杂交育种难题等.这对植物遗传转化,性状改良等方面都具有深刻的指导意义【一.4展望几十年来,原生质体技术在细胞生物学,生物工程学,生理学,遗传学,病理学,病毒学和育种学等研究领域中都得到了应用.植物原生质体技术得到了迅速的发展,并取得了可喜的成绩,主要表现在通过原生质体获得再生植株的植物种类不断增加,包括林木,观赏植物,药用植物,果树和作物等.虽然对植物原生质体的研究取得了很大的进展,但是利用原生质体技术改良高等植物的遗传性状并将之运用于生产实践中还有一些距离.今后应重点在以下几个方面开展工作:(1)进一步扩大原生质体培养材料的种类及基因型;(2)加强对原生质体再生植株无性系变异的细胞遗传学研究;(3)继续加强原生质体融合方式方法与应用的研究;(4)加强利用原生质体融合技术进行遗传性状改良的研究.参考文献[1]CockingEC.Amethodfortheisolationofplantprotoplastsand 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原生质体无菌分离培养与融合

原生质体无菌分离培养与融合

生长素:2.4-D(1mg/ml),称取20mg,先用95%的酒精溶解,然后定 容至20ml
细胞分裂素:6-BA(0.5mg/ml),称取10mg,先用1M盐酸溶解,然 后定容至20ml
培养基的配制:MS+ 2.4-D(1mg/L)+ 6-BA(0.5mg/体积,依照母液浓缩倍数,定容培养
1
h
许多化学、物理学和生物学方法可诱导原主质体融合,现在被广泛采 用并证明行之有效的融合方法是聚 乙二醇(PEG)法,高Ca高pH法和电融合法。
PEG诱导融合的机理:PEG由于含有醚键而具负极性,与水、蛋白质和碳水化合物等一些正极化基团能形成 氢键,当PEG分子足够长时,可阼为邻近原生质表面之间的分子桥而使之粘连。
9
h
2
h
实验器具
材料灭菌:超净工作台,酒精灯,解剖刀,长短镊子,烧杯(4个),玻棒,滤纸若干张,培养皿(1个) 酶液抽滤灭菌:过滤用注射器(1个),滤头,0.25um滤膜(*4套) 培养基和高压灭菌:高压灭菌锅,带盖培养瓶(*4) 培养:离心机; 200目滤网和过滤用漏斗(*1);带盖离心管(×3);封口膜;移液枪; 培养皿(*3);1ML

5
h
原生质体的酶解与分离(无菌条件)
叶片表面消毒 用清水洗涤叶片,吸去叶表面水分,然后将叶片移入无菌室,在
70%乙醇液内
浸数秒钟,取出后立即放人3%次氯酸钠溶液10分钟,最后用无菌
水冲洗3-4次。
酶解: 将表面灭菌的叶片撕去下表皮,放入盛有5毫升酶液的培养皿中,让去除下表皮的一面接触酶 液,铺满一层,在室温下酶解3-4小时。
6
h
用350目网过滤除去未完全消化的叶片等残渣。
在1000rpm条件下离心5分钟,弃上清液,加入3~4ml13%CPW洗液,相同条件下离心 ,弃上清液。加1ml13%CPW洗液悬浮。

植物原生质体技术及其应用

植物原生质体技术及其应用

植物原生质体技术及其应用
于晓玲;李春强;彭明
【期刊名称】《中国农学通报》
【年(卷),期】2009()8
【摘要】原生质体技术是在原生质体分离基础上,进行一系列技术操作,包括原生质体融合、遗传转化、植株再生等。

原生质体技术为细胞杂交,新品种培育,及其与有关的细胞、分子和遗传等学科的交叉渗透,提供一种使用范围广、可行性强的技术体系。

阐述了植物原生质体的分离培养、遗传转化等关键技术及其应用,认为原生质体技术在高等植物遗传性状的改良及生产实践中有着广阔的应用前景。

【总页数】5页(P22-26)
【关键词】原生质体;制备;遗传转化
【作者】于晓玲;李春强;彭明
【作者单位】中国热带农业科学院热带生物技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】S336
【相关文献】
1.植物原生质体融合培养技术及其应用 [J], 孙慧慧;王力军;闫晓红;叶永忠;魏文辉
2.通过原生质体融合改建酵母细胞的研究Ⅳ.原生质体融合技术在酵母育种上的应用 [J], 李桃生
3.植物原生质体培养技术在药用植物中的应用 [J], 吴登宇;韦体;高丹丹;臧荣鑫;徐
红伟;郭鹏辉
4.通过原生质体融合改建酵母细胞的研究——Ⅳ.原生质体融合技术在酵母育种上的应用 [J], 李桃生;陈士怡;章赛男;吴云法
5.原生质体技术在园艺植物育种中的应用 [J], 宋尚伟;牛姗姗;郑先波
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茶树原生质体制备体系的研究进展

茶树原生质体制备体系的研究进展
此外,实 验 证 明 在 混 合 酶 液 中 加 入 一 定 量 的 MES能 稳 定 酶 解 液 pH 值,而 PVPP、抗 坏 血 酸[38-39]、柠檬酸、氯化钠[39]等可以有效减轻酶解过 程中 原 生 质 体 的 褐 化 程 度。 酶 解 液 中 加 入 1% PVPP和 2mmol/L抗坏血酸后从茶树叶片游离出来 的原生质体的褐化程度降低,呈轻微褐绿色,说明二 者可以降低多酚氧化,提高原生质体的质量[31]。 1.3 原生质体纯化与活力检测
经过酶解处理后,得到的混合液中成分复杂,除 了原生质体外,还有未解离细胞、细胞或原生质体碎 片等。这些混杂物会对原生质体造成伤害,因此需 要去除杂质,以获得高活力的高纯度原生质体。
原生质体纯化的方法主要有沉降法、漂浮法和 界面法 [36]。沉降 法 应 用 最 广 泛,操 作 方 便 损 失 少, 但是纯度不 高 [40];漂 浮 法 得 到 的 原 生 质 体 纯 度 高,
原生质体的分离效率还与酶解温度和时间、酶 解液的 pH值和转速有关。通常木本植物的酶解温 度在室温 25℃左右,酶解液 pH在 5.6~5.8之间, 茶树原生质体分离实验中 pH值多为 5.7或 5.8;为 防止原生质体机械损伤,转速通常控制在 50~100 rad/min,在茶树已有报道中摇床转速多为 50~55 rad/min。由于分离材料的差异性,不同品种及不同 类型材料的酶解时间差距较大,一般在 4~18h之 间,茶树花瓣和胚根的最佳酶解时间比较相近,为 6 ~8h,而叶片的酶解时间一般长于 10h,有研究认为 16~18h最佳[27-32]。已有研究的酶解时间均比较 长,不利于操作。理论上酶解转速越高,酶解速度越 快,酶解时间越短,但茶树原生质体方面的研究少, 多少转速更加适合茶树材料的酶解尚缺乏依据。

PEG诱导细胞融合

PEG诱导细胞融合
• 常用的人工诱导方法包括:病毒诱导法、电刺激 法、聚乙二醇诱导法。
细胞融合开展史
1. 自然发生的细胞融合 早在19 世纪人们就发现在自然条件下生 物界中有自发的细胞融合现象。Muller 1838 年在肿瘤中观察到了多核细胞此后 在由病毒感染的病料组织中如天花脓疱的 周围、受水痘损害的皮肤、在麻疹病人的 扁桃体中陆续发现多核细胞这些多核细胞 可能是病毒作用的结果:但当时还没有人 认识到这一点。1875 年Lange 首先观察 到脊椎动物蛙类血液细胞合并,继之又有 一些研究者在无脊椎动物中也发现了融合 细胞。
新的细胞融合方法
• 细胞融合技术在生物科学各领域取得进展的同时, 从事细胞融合研究的科学工作者一直没有放弃寻 找具有更高融合效率的方法。虽然用PEG 作介质 诱导细胞融合具有上述优点,但PEG 诱导细胞融合 也存在一些内在的问题,如PEG 在有效的浓度范围 内〔 50 % ~55 % 〕对细胞毒性很大,因此人们又 试图寻找新的方法来替代PEG 介导细胞融合法。
2.PEG作为促融剂引起的革命、 由于病毒诱导细胞融合存在着病毒制备困难 、操作复杂、灭活病毒的效价差异大等原因, 科学家们又尝试寻找比病毒简便、快速和高 效且比病毒更易制备和控制、活性稳定、使 用方便的化学PEG加拿大华裔科学家高国楠 等〔 1974 年〕 的研究取得重大突破他发现 高分子量的聚乙二醇〔 PEG〕 在Ca2 +存在 时能促使植物原生质体融合显著提高融合率 从而迅速推动了原生质体技术的基础研究和 应用研究。至此应用原生质体和开展操纵它 们的方法已引起实验生物学的“无声革命〞。
• 1975 年,在动物体细胞杂交技术的基础上又 创立了淋巴细胞杂交瘤技术。同体细胞融合一 样, 杂交瘤工作早期使用的促融剂——灭活的 仙台病毒, 已逐渐为化学促融剂PEG 所取代。 Davidson 等于1976年建立的以PEG诱发哺乳 类细胞融合的方法, 也同样适用于淋巴细胞同 瘤细胞的融合。由于淋巴细胞杂交瘤技术能制 备纯度高、专一性强的抗体,适于由未纯化的 抗原大量制备,因而在短短几年时间里,即已被 广泛用于制备各种单克隆抗体。

植物原生质体 PEG- 高 Ca 2+ - 高 pH 融合法的研究

植物原生质体 PEG- 高 Ca 2+ - 高 pH 融合法的研究

文章编号:1005-2690(2018)07-0082-02中图分类号:Q943文献标志码:B植物原生质体PEG-高Ca 2+-高pH 融合法的研究李琦(河南师范大学,河南新乡453007)摘要:植物原生质体融合技术可打破物种生殖隔离障碍,实现基因在物种间的转移和遗传重组,创造出具有亲本优良性状的远缘杂交物种。

对于植物原生质体融合来说,PEG-高Ca 2+-高pH 融合法可使原生质体达到理想的融合效果,对植物培养有重要意义。

主要介绍了PEG-高Ca 2+-高pH 融合法,为植物原生质体融合的研究发展提供基础资料。

关键词:原生质体;PEG-高Ca 2+-高pH 融合法;研究在培养物中加入聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG )可促使植物原生质体融合,而原生质体处于高pH 高Ca 2+的条件下也能促使原生质体融合。

后来凯勒(Keller)发现了PEG-高Ca 2+-高pH 融合法。

经试验发现,PEG-高Ca 2+-高pH 融合法促进原生质体融合的效率较PEG 融合法更加理想。

1PEG-高Ca 2+-高pH 融合法的研究发现1973年,Keller [1]在诱导烟草原生质体时发现,原生质体在高pH 高Ca 2+的条件下可发生融合。

在多数试验中发现,使用这一融合方法可使20%~50%的原生质体发生融合。

1974年,Keller 等发现,用含有高浓度Ca 2+(7.35g/L CaCl 2·2H 20)的强碱性溶液(pH 值为9~10)清洗PEG 时,原生质体融合的效果要比用培养基清洗高很多,因此将PEG 融合法与高pH 高Ca 2+法结合在一起,建立了PEG-高Ca 2+-高pH 融合法。

该法的主要操作步骤是:用适当的比例将两种不同的原生质体进行混合,使其形成小滴状,在小滴状的原生质体上及其周围加上PEG 溶液,使原生质体粘连融合;用高pH 高Ca 2+溶液清洗PEG,最后用培养基清洗,去高pH 高Ca 2+溶液。

PEG长循环姜黄素脂质体的制备与表征

PEG长循环姜黄素脂质体的制备与表征

w a s s i mi l a r t o t h e b i o l o g i c l a me mb r a n e ,s u c h a s s t r o n g a f i f n i t y,n o n—t o x i c i t y ,g o o d b i o c o mp a t i b i l i t y a n d d e g r a d a b i l i t y .I t
t i o n e ic f i e n c y o f c u r c u mi n wa s v e y r h i g h.
Ke y wo r d s:P EG;hp o s o me;c u r c u mi n
姜黄 素 ( C u r c u mi n )是一 种从 姜 黄 ( C u r c u m a l o n g a L i n n ) 根部提取 出来 的活性黄色粉末物质 。在 中医和古 印度 医学 中很 早就被用来作 为重 要的天然药物 ,在 一些香料如 芥末 中也 同样 有姜黄素成分 … ,其结构是 如图 1 所示 。
郭红艳 ,王雪源
( 中南大 学化 学化 工 学院 ,湖 南 长沙 4 1 0 0 8 3 )
摘 要 :脂质体具有内腔亲水性和膜层亲油性的两亲性结构及双分子层的可调节性,它的结构和成分类似于生物膜,组织
亲和力强 ,无毒性 ,生物相容性和降解性 良好 。药物包封 于脂质 体内不仅 可以改变药物 的药代动力学特征 ,降低药物的毒副作用 , 且 能保 留或提高其活性 。本工作 中,我们采用薄膜分散法制备 了一种 P E G修饰 的长循环姜黄素脂质体 ,相 比于未修饰 的姜 黄素脂 质体 ,该 脂质体分散性单一 ,稳定性好 ,且药物包封率高 。

聚乙二醇_PEG_聚乙烯醇_PV_省略__温敏水凝胶的制备及温敏特性研究_孙大辉

聚乙二醇_PEG_聚乙烯醇_PV_省略__温敏水凝胶的制备及温敏特性研究_孙大辉

聚乙二醇(PEG)/聚乙烯醇(PVA)温敏水凝胶的制备及温敏特性研究*孙大辉1,崔 艳2,疏官胜2,马荣堂3,张 梅2(1.吉林大学第一医院,吉林长春130021;2.吉林大学军需科技学院,吉林长春130062;3.吉林大学化学院,吉林长春130023)摘 要: 温敏水凝胶作为一种智能高分子材料已成为一个研究热点,由于它的温度敏感性在生物医学、生物工程等领域具有良好的应用前景。

通过分子设计利用接枝共聚法将低熔点的结晶性,不同分子量的PEG 接枝到高熔点的PVA高分子骨架材料上,获得具有可逆相变特性、不同相变温度的功能高分子材料,在此基础上制备温敏性水凝胶,对其温敏性能及影响因素进行研究;用DSC方法对干凝胶的相转变行为进行研究,在此基础上探索PEG在相变温度的结晶熔融性能与水凝胶温敏行为之间的关系。

结果表明,水凝胶相转变温度可控制在38.5~40℃,在高于相转变温度20min内水凝胶失水60%以上。

此研究可在医学人体体表创伤创面药物控释方面得到应用。

关键词: 聚乙二醇;聚乙烯醇;温敏水凝胶中图分类号: TQ423.21;O648文献标识码:A 文章编号:1001-9731(2009)增刊-0493-041 引 言水凝胶是一种能显著地溶胀于水但在水中并不能溶解的胶态物质。

温敏水凝胶是指水凝胶的吸、放水(或溶剂)量在某一温度有突发性变化,即溶胀比在某一温度会突然变化,此温度称敏感温度(LCS T)。

由于温敏水凝胶随温度变化能快速吸收和释放水(或溶剂)而体现其开关性能,因此在生物化学、医药等领域具有广泛的应用前景[1~5]。

如将干的水凝胶浸泡于药液中而使药液渗透于水凝胶,或通过酶与水凝胶骨架上的活性基团之间的反应而将酶固定于水凝胶中,这种水凝胶可用于疾病的诊断与治疗,并可反复使用。

典型温敏水凝胶的特性是基于PNIPA自身结构中同时具有亲水性和疏水性基团,在31℃左右可发生可逆的非连续体积相转变[6~9]。

面包酵母原生质体的制备、再生及紫外线诱变的初步研究

面包酵母原生质体的制备、再生及紫外线诱变的初步研究

面包酵母原生质体的制备、再生及紫外线诱变的初步研究李用芳;李学梅;杨清香;刘国生;何方淑【期刊名称】《生物技术》【年(卷),期】2000(10)2【摘要】对面包酵母原生质体制备、再生的适宜条件进行了研究 ,并对原生质体进行了扫描电镜观察和紫外线诱变。

结果表明 :对数生长早期的细胞较易形成原生质体 ,用 1%蜗牛酶+0 1% β—巯基乙醇酶解 6 0min、90min ,原生质体的形成率分别为 88%、97% ,再生率分别为 4 31%和 0 4 % ;用 0 6mol/L甘露醇作渗稳剂时 ,原生质体的再生效果最佳 ,0 5mol/L蔗糖次之。

电镜观察表明酵母菌的细胞壁是逐步被降解的。

通过紫外线诱变原生质体获得了 1株高产CO2 菌株C35,该菌株发酵力比原始菌株提高了 2 5 3% ,表明利用原生质体进行诱变育种是可行的。

【总页数】4页(P23-26)【关键词】面包酵母;原生质体;制备;再生;诱变;菌株选育【作者】李用芳;李学梅;杨清香;刘国生;何方淑【作者单位】河南师范大学生命科学学院【正文语种】中文【中图分类】TS201.3;TS213.21【相关文献】1.酯化红曲霉原生质体制备及紫外线诱变育种 [J], 钱志伟;杨丹丹;方尚玲;李小强;陈茂彬2.紫外诱变原生质体选育碱性蛋白酶高产菌株的研究Ⅱ.53-A6菌株原生质体形成及再生最佳条件的研究 [J],3.金针菇原生质体的制备再生及其紫外线诱变的条件实验 [J], 周伏忠;贾身茂4.草菇原生质体制备与再生及诱变效应研究 [J], 韩业君;曹晖;陈明杰;潘迎捷5.紫外线诱变原生质体己酸高产菌株的选育(Ⅱ)——原生质体的制备、诱变及选育己酸高产菌株 [J], 张国政;杨志岩;路福平;杜连祥因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

生防木霉菌原生质体的制备及再生研究

生防木霉菌原生质体的制备及再生研究

生防木霉菌原生质体的制备及再生研究吕天晓;徐凤花;李世贵;顾金刚;姜瑞波;牛永春【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2009(000)004【摘要】ACCC 30150是由本实验室筛选的一株对黄瓜枯萎病、青椒疫病等多种土传病害具有较好防治效果的生防木霉菌.为了建立该生防木霉菌的CaCl2/PEG转化体系,对其原生质体制备及再生条件进行了摸索.结果表明,以0.6 M NaCl作为渗透压稳定剂,用PDA平板上培养36 h的微小菌丝接种液体菌丝培养基,菌龄16 h,用20 mg/ml的纤维素酶和蜗牛酶以1:1的比例混合,按照菌丝重量(g):酶液体积(ml)=1:20的比例,36℃酶解2 h原生质体产量最高.同时,酶解2 h,以CMR1为再生培养基原生质体的再生率最高.【总页数】5页(P130-134)【作者】吕天晓;徐凤花;李世贵;顾金刚;姜瑞波;牛永春【作者单位】东北农业大学资源与环境学院,哈尔滨,150030;中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,中国农业微生物菌种保藏管理中心,北京,100081;东北农业大学资源与环境学院,哈尔滨,150030;中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,中国农业微生物菌种保藏管理中心,北京,100081;中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,中国农业微生物菌种保藏管理中心,北京,100081;中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,中国农业微生物菌种保藏管理中心,北京,100081;中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,中国农业微生物菌种保藏管理中心,北京,100081【正文语种】中文【中图分类】Q93【相关文献】1.木霉菌T23菌株原生质体制备及再生研究 [J], 黄玉茜;刘限;程根武;刘海南;陈捷2.木霉菌原生质体的制备和再生的研究 [J], 刘限;高增贵;庄敬华;肖淑芹;陈捷3.稗草生防潜力菌Helminthosporium gramineum f.sp.echinochloae 的原生质体制备和再生 [J], 张建萍;朱凯;杨爽;周勇军;余柳青4.链霉菌702原生质体的制备和再生条件研究 [J], 熊姗薇;孙宇辉;涂国全5.根结线虫生防真菌交枝顶孢原生质体的制备与再生体系构建 [J], 姚玉荣;霍建飞;郝永娟;王万立因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

高粱原生质体的制备及转化方法研究

高粱原生质体的制备及转化方法研究

高粱原生质体的制备及转化方法研究谢鑫; 蒋君梅; 王勇; 任明见【期刊名称】《《种子》》【年(卷),期】2019(038)008【总页数】4页(P43-46)【关键词】高粱; 原生质体制备; 转化方法【作者】谢鑫; 蒋君梅; 王勇; 任明见【作者单位】贵州大学农学院贵阳 550025; 国家小麦改良中心贵州分中心贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】Q94-336; S514近年来对高粱的研究主要集中在采用基因工程手段培育抗病、抗寒、抗逆的高粱品种等方面[3-5]。

但是,由于高粱转化及再生体系技术还不成熟,制约了利用转基因技术研究高粱基因功能,而利用原生质体可以对植物基因功能进行快速验证,因而,对高粱原生质体制备与转化研究具有重要意义。

20世纪60年代,Cocking 等第一次从藻类分离出原生质体以来,陆续从小麦、玉米、水稻、大麦等禾本科植物及木本植物中成功分离出原生质体[6-8],原生质体的应用也扩展到基因瞬时表达、蛋白亚细胞定位、蛋白-蛋白互作、启动子分析以及种质资源改良等领域。

目前,有报道用高粱悬浮细胞制备原生质体的方法[9],但是该方法费时、费力,不利于快速验证基因功能的需要。

本研究采用高粱黄化苗进行原生质制备,转化过程只需要2 d时间,简单、快速。

1 材料与方法1.1 试验材料1.1.1 供试植物材料供试的高粱样品为BTx 623,来自中国农业科学院生物技术研究所。

1.1.2 供试试剂纤维素酶Cellulose R 10 和果胶酶Macerozyme R 10购自日本Yakult Pharmaceutical公司;甘露糖、聚乙二醇4000、氯化钙、EDTA、氯化铯、MES、KCl等购自Sigma公司;甘油、正丁醇、异丙醇、醋酸钾、SDS、氯化钠、氢氧化钠等为国产试剂。

1.1.3 实验设备主要仪器:超速冷冻离心机(BECKMAN,L100-XP)、台式离心机(EPPENDORF,5424-R)、激光共聚焦显微镜(OLYMPUS,FV-1000)、普通光学显微镜(OLYMPUS)、光照培养箱、摇床和真空泵(WELCH,Model 2522 c-02)等。

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尖孢镰刀菌PEG转化
材料与方法
质粒:
pCT74,含有真菌Pyrenophora triticirepentis的ToxA启动子和潮霉素B磷酸转移酶基因(hygr)。

培养基:
LB培养基:酵母提取物5 g、蛋白胨10 g、NaCl 10 g、琼脂15 g、水1000 mL、pH 7.0 ;
PDB培养基:马铃薯200 g、蔗糖20 g,水1000 mL;
PDA培养基:马铃薯200 g、蔗糖20 g、琼脂粉l5 g、水1000 mL;
再生半固体培养基:马铃薯200 g、山梨醇182 g、琼脂9 g、水1000 mL。

酶制剂:
崩溃酶 (Drislase,购自Sigma公司),溶壁酶 (Lysing Enzyme,购自广东微生物所)。

(50)裂解液:0/20 mg·mL-1崩溃酶和20 mg·mL-1溶壁酶,酶液用冷的0.8 mol·L-1的NaCl配置,28 ℃,70 r·min-1轻微振动溶解30 min,用0.22 μm的微孔过滤器过滤,除去杂质
稳渗剂:
0.8 mol·L-1 NaC1,
山梨醇溶液 [STC,含1.2 mol·L-1山梨醇、10 mmol·L-1Tris-HCl (pH 7.5)、50 mmo1·L-1 CaCl2],PTC溶液 [含40% PEG4000、10mm Tris-HCl (pH 7.5)、50mm CaCl2]
抗生素:
氨苄青霉素(Ampicillin,Amp),潮霉素B(hygromycin B,HmB)。

原生质体制备:(预备实验:50ml离心管中孢子需要多少转才能沉淀下来)
从培养皿上挑取少量菌丝于250 mL三角瓶里摇床培养2d(48h)。

三层擦镜纸过滤除去菌丝,获得孢子悬浮液,浓度约为1×107 cfu·mL-1。

(从固体培养平板上挑起菌落,置入灭有无菌蒸馏水的200毫升试剂瓶中(瓶中加玻璃珠),剧烈振荡,把菌块打碎,释放孢子;三层擦镜纸过滤,滤液放在2个菌4个50ml 离心管里,然后离心,把孢子离心下来,倒去一部分无菌水,对孢子悬浮液进行浓缩) 取1-2 mL孢子悬浮液到盛有100 mL PDB培养基的250 mL三角瓶中,28 ℃,120-150 r·min-1摇床培养12-14 h。

培养液经三层擦镜纸过滤收集菌丝(先去除瓶壁上留有的一圈菌丝,用灭菌药匙刮下,置入50ml离心管中),并用0.8 mol·L-1的NaCl充分洗涤。

(离心倒掉上清液)
取600 mg菌丝体加2mL(50)裂解液(包含10/20 mg·mL-1崩溃酶和20 mg·mL-1溶壁酶,酶液用冷的0.8 mol·L-1的NaCl配置,28 ℃,70 r·min-1轻微振动溶解30 min,用0.22 μm的微孔过滤器过滤,除去杂质),28 ℃,70 r·min-1消化2-3 h。

三层擦镜纸收集滤液,室温3000 r·min-1离心10 min,弃上清液加2 mL STC溶液5000 r·min-1离心10 min;
沉淀加200ul STC,直接用于转化。

原生质体的转化:
加40ul pCT74质粒DNA,室温20分钟;
加1-1.25ml 40% PTC (2ml STC中加1g PEG4000,过滤除菌),一滴一滴的加,边加边摇,室温20分钟;
加到100ml冷却到40℃(50℃左右)的0.9%琼脂再生半固体培养基中(50ug/ml amp 和150ug/ml HYG),混匀后倒入底层已覆盖再生半固体培养基的平板上.
28 ℃,倒置培养7-10 d后获得转化子。

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