植物种间体细胞杂交

植物种间体细胞杂交

由于细胞全能性的发现,使人们意识到性细胞与体细胞在遗传信息的储存上,本质是并无二样的。既然性细胞间能融合,为什么体细胞间就不能融合?答案是肯定的:不但物种内的体细胞之间能;而且不同物种的体细胞之间也能。这就极大地扩大了杂交的范围,突破了“种豆得豆,种瓜得瓜”的传统观念。

番茄和马铃薯是我们日常生活中的蔬菜或主食,是属于不同属的作物。约20年前,两位德国科学家利用番茄和马铃薯的体细胞进行了杂交,主要过程如下:

1.去细胞壁。植物细胞外层是细胞壁,妨碍细胞彼此接触、融合。杂交前,用纤维素酶和果胶酶处理,以除去细胞壁,除去壁的细胞叫原生质体。

2.诱导原生质体融合。通常用NaNO3和聚乙二醇作为融合剂,使两个核共处一个原生质体中(异核体)。

3.诱导异核体再生细胞壁,这可把异核体放入适当的培养基中完成。

4.诱导异核体细胞分裂和核融合。经核融合的细胞为杂种细胞。

5.诱导杂种细胞分化成幼苗,最后发育成完整植株。这样的杂种植物兼有这两种作物的遗传特性,可以说是“非驴非马”又“似驴似马”,是自然界中未曾有过的杂种植株,这就是被称为“番茄薯”或“薯番茄”的体细胞杂种植株。

“番茄薯”的产生,在理论上说明了远缘植物间通过体细胞杂交可形成杂种植株,使得物种间遗传物质的交流成为可能。在实践上,扩大了育种的选择范围,如当时一些科学家正在设想构建地上结番茄和地下结马铃薯这样的“两层楼作物”(图7—9)。番茄薯杂种植株的获得,无疑朝这一目标的实现跨进了一大步。

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图7—9 理想中的体细胞杂种

体细胞杂交的成果,有些也得到了生产上的应用。如日本的科学家把不同种的甘蓝和白菜体细胞融合在一起,育成了一种形似白菜、味道近于甘蓝的新型蔬菜——白菜甘蓝,它具有生长期短、耐热性强、易于贮存等优点,受到人们的普遍欢迎。