大学课程植物组织培养16体细胞遗传学-组培课件.ppt

1、体细胞遗传学研究体细胞遗传学研究引言体细胞遗传学是遗传学、细胞学和组织培养相结合的产物，主要研究体细胞，特别是离体培养的体细胞在有丝分裂过程中的遗传规律。种内体细胞遗传学：对同一物种的培养细胞的遗传研究种间体细胞遗传学：研究不同物种体细胞融合后异核体的遗传行为供体植物在活体条件下的染色体变异供体植物在活体条件下的染色体变异树立一个概念：并非一个植物体内的所有细胞都含有数目相同的染色体。尤其成熟的分化组织（皮层、髓）染色体组成有很大变异。形成体细胞多倍性的原因：核内有丝分裂、核内（染色体）复制体细胞多倍性的可能意义：阻止分化细胞在正常条件下进一步分裂。在组培中能任意选择外植体在组培中能任意选择外

2、植体作为培养对象吗？为什么？作为培养对象吗？为什么？核变异的起源组织培养物细胞学异质性原因：1）存在于外植体中的倍数性和遗传组成不同的细胞，经诱导后都能发生分裂2）培养条件引起的变异。1.初生愈伤组织外植体接种到人工培养基上以后，细胞核内可能出现3种不同的过程：有丝分裂；核内复制+有丝分裂；核碎裂+有丝分裂那么请大家考虑初生愈伤组织是一个什么样的细胞群体？是一个包含二倍体、多倍体、单倍体、非整倍体和染色体结构变异体的异质细胞群体。2.建成愈伤组织培养的愈伤组织细胞中染色体数异常包括：1）整倍性；2）非整倍性在组织培养中，由于选择作用的结果，在最终形成的细胞群体中占优势的只是一种主要的核型，即一

3、种染色体数。此选择作用受到培养基成分、培养类型以及异质群体中细胞间竞争和互作的影响。注意：培养细胞染色体数目的稳定性不排除其在细胞遗传学上的不稳定性。（染色体的结构变异）影响培养细胞核型变异的因子影响培养细胞核型变异的因子1.培养基培养基的成分（重要因子），和培养基的物理状态都能影响培养细胞的细胞学行为。2.组织原有的倍数性在培养中处于二倍体水平上的细胞比处于单倍体水平上的细胞较为稳定。染色体变异与形态发生的关系在一个倍数性不同的细胞混合群体中，倍数性较高的细胞是处于一个在选择上不利于细胞分裂的位置上。非整倍性有可能导致器官分化能力的丧失。花粉植株中倍数性变异由花粉或花药培养得到的植株中存在单

4、倍体、二倍体和三倍体。原因在于花粉胚发育的不同方式，最终形成了各种不同倍性的胚。烟草中，荧光苯丙氨酸（PFP）能显著抑制二倍体的分裂，但并不影响单倍体细胞系的生长。嵌合性嵌合性：指遗传组成不同的细胞在同一个有机体中同时存在的现象。自然界，染色体数的嵌合性是由杂种或新近合成的多倍体的遗传不稳定性造成的。植株再生的遗传控制植株的再生能力由一定的基因控制，可以通过特定方法获得再生植株能力强的基因型。（转基因、杂交、筛选等）体细胞无性系变异对植物育种家来说，是除了有性杂交和诱变之外的第3个变异来源。1.体细胞无性系变异的普遍性1）植株再生方式的影响通过器官发生途径产生的再生植株变异频率比由胚胎发生途径

5、的高。2）离体培养时间的影响无性系变异频率随着离体培养时间的延长而增加。3）基因型的影响不同品种在离体培养中的遗传稳定性不同2.体细胞无性系变异的类型和理化诱变的比较两者变异频率不同突变细胞的离体选择1.突变细胞离体选择的方法正选择：将受选择的细胞群置于一定的选择压之下，从而淘汰正常细胞，得到突变细胞。负选择：选择对象是在一定选择压的作用下不能生长的细胞，而能够生长的细胞受到淘汰。2.影响突变细胞离体选择效果的因素1）亲本材料对选择效果的影响避免使用那些不具再生能力或再生能力不强的细胞系。2）培养方式对选择效果的影响4种培养方式：愈伤组织培养、细胞悬浮培养、细胞植板培养和原生质体植板培养。培养

6、物越是接近单细胞水平，离体选择的效果就越好。（应考虑操作上的难度）3）选择压的施加方式对选择效果的影响如果实验目的是选择一个细胞器基因突变，最好采用渐进式的选择方式。3.突变细胞离体选择的限制因素详见P3041）嵌合体2）过程长3）细胞水平上合整体植株上表现不一致4）细胞水平上不表现4.入选的变异性状在再生植株中的表达和遗传通常要求入选性状不但能在植株中表达，还必须能通过有性过程传递给后代1）变异体和突变体在没有足够的根据把入选的一种新的表现型确认为一种新的基因型，则把具有这种新表现型的细胞或个体成为变异体，而不应当成为突变体。2）后生遗传和遗传后生遗传变异是指在细胞的发育和分化过程中，对基因表达的调控上所发生的变化，而不涉及基因结构的变化。后生遗传变异不能通过再生过程而传给植株。遗传变异则能通过有性过程而传递给后代。总之，利用一个组织培养系统进行植物育种、繁殖或生化遗传研究的时候，所用的细胞群体必须是同质的，在遗传上和生理上是稳定的。作业：体细胞无性系变异在生产中的应用有哪些？什么是后生遗传？