植物體細胞雜交技術(shù)是植物生物技術(shù)領(lǐng)域的一項重要手段,它通過將不同植物的體細胞(即非生殖細胞)融合,克服有性雜交不親和性的障礙,從而創(chuàng)造新的植物類型。該技術(shù)主要包括原生質(zhì)體的制備、誘導融合、雜種細胞篩選與培養(yǎng)以及植株再生等關(guān)鍵步驟。
核心步驟與技術(shù)要點
- 原生質(zhì)體制備:這是技術(shù)的第一步,也是基礎(chǔ)。利用纖維素酶和果膠酶處理植物細胞,去除堅韌的細胞壁,獲得僅由細胞膜包裹的球形原生質(zhì)體。這一步的描述(選項b)是正確的。
- 原生質(zhì)體融合:將不同來源的原生質(zhì)體混合后,需要誘導它們?nèi)诤稀3S玫幕瘜W誘導劑是聚乙二醇(PEG),它能夠促進細胞膜緊密接觸并發(fā)生融合。電融合法也是常用的物理方法。需要特別指出的是,滅活病毒(如仙臺病毒)是動物細胞融合中常用的誘導劑,而非植物細胞融合的常規(guī)方法。因此,選項c中“或滅活病毒”的表述對于植物體細胞雜交而言是不準確的,這是題目中不正確的描述。
- 雜種細胞的篩選與培養(yǎng):融合后的產(chǎn)物是異核體,經(jīng)過核融合后形成雜種細胞。需要利用特定的選擇培養(yǎng)基(如基于營養(yǎng)缺陷互補、抗性差異等)將未融合的親本細胞和同核融合細胞篩除,只讓雜種細胞生長。
- 植株再生:篩選出的雜種細胞在適宜的培養(yǎng)基上,經(jīng)過脫分化和再分化過程,先形成愈傷組織,進而誘導出芽和根,最終再生為完整的雜種植株。
技術(shù)的意義與潛力
- 創(chuàng)造多倍體與遠緣雜種:當兩個不同物種的二倍體原生質(zhì)體融合并再生后,得到的雜種植株的染色體組通常是兩者之和,即形成異源四倍體,這屬于多倍體的一種。因此,利用該技術(shù)可以獲得多倍體植株(選項a正確)。這為克服遠緣雜交障礙、結(jié)合不同物種的優(yōu)良性狀(如將一種作物的抗病性與另一種作物的高產(chǎn)性結(jié)合)提供了可能。
- 在細胞技術(shù)研發(fā)和應用中的角色:植物體細胞雜交技術(shù)本身就是細胞工程技術(shù)的一個核心組成部分。它的研發(fā)深化了我們對細胞全能性、膜融合機制及遺傳物質(zhì)互作的理解。在應用層面,它已成功用于馬鈴薯、煙草、柑橘、油菜等多種作物的品種改良,創(chuàng)造了有性雜交無法獲得的新種質(zhì)資源,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生物多樣性提供了新途徑。
與辨析
在題目給出的描述中:
- a和b是正確的,它們準確闡述了該技術(shù)的潛在成果和一個關(guān)鍵步驟。
- c是不正確的,因為滅活病毒誘導融合是動物細胞雜交的典型方法,植物體細胞雜交主要采用聚乙二醇或電融合法。
因此,植物體細胞雜交技術(shù)是一項強大的工具,但其具體操作細節(jié)需要準確把握,區(qū)分其與動物細胞融合技術(shù)的差異,才能正確理解與應用。