不亲和性PPT课件.ppt
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1、不亲和性不亲和性:在有性生殖过程中,由于生物个体的细胞或组织水平上的不协调而使受精或接合不能正常进行,或是受精后不能产生后代的现象。例如:生殖细胞不能融合,或受精卵不能发育,或子代无繁殖能力等。不亲和性是稳定物种的重要机理之。种间不亲和性:异种、异属生物个体之间的生殖不亲和现象常由染色体组的不同所造成种内不亲和性:种内个体间的不亲和现象往往是受不亲和基因所制约。1.杂交杂交:通过不同的基因型的个体之间的交配而取得某些双亲基因重新组合的个体。杂交优势:两个遗传基础不同的植物或动物进行杂交,其杂交后代所表现出的各种性状均优于杂交双亲,比如抗逆性强、早熟高产、品质优良等一般情况下,种间、种内杂交通过
2、生殖细胞相互融合而达到。由体细胞相互融合达到这一结果的过程称为体细胞杂交。2.远源杂交远缘杂交:不同种属之间,或是地理上远缘的种内亚种之间个体的交配称为远缘杂交。由于种属间存在着隔离机制,致使远缘杂交常表现不亲和或获得的远缘杂种表现不育。体细胞杂交是解决远源杂交不亲和性的有力手段之一,更好地利用自然界基因资源,培育新物种。3.部分野生品种的块茎、果实虽不能食用,但它们的植株具有较强的抗病虫害、抗盐碱性和耐寒能力。因此,用野生马铃薯和番茄分别与马铃薯、番茄作物杂交,培育出了生存能力较强的杂交系植物。杂交玉米等杂交植物比它们的亲本更为健壮,产量更高。自然(Nature)2008年11月23日:中美
3、科学家发现杂交植物比其亲本生长更好的一个原因:负责光合作用和淀粉代谢的基因在白天要更为活跃。杂交拟南芥(中间)比其亲本(左和右)要大 4.问题:有没有可能培育出地下结土豆,地上结番茄的超级植物?1978年德国科学家梅歇尔斯将番茄与马铃薯进行体细胞杂交育成薯番茄“泡马豆”(po(tato)(to)mato)。马铃薯与番茄两种原生质体的融合率达4050。5.本节主要内容1.细胞融合2.体细胞杂交及其在育种中的应用关键问题:细胞融合的原理、方法与关键环节6.第一部分 细胞融合一 定义与意义 细胞融合(Cell fusion)是指使用人工方法使两个或两个以上的细胞合并形成一个细胞的技术。对于植物也叫“
4、原生质体融合”。亲本细胞是体细胞,也叫“体细胞杂交(somatic cellhybridization)”。由于它不仅能产生同种细胞融合,也能产生种间细胞的融合,因此细胞融合技术在创造新细胞、培育新品种方面意义重大。植物:体细胞杂交培育新品种动物:单克隆抗体生产(动物细胞生物制药讲授)7.二 细胞融合的分类1.材料:原生质体(去除了细胞壁的裸露的细胞)、动物细胞2.从亲本来源:(1)同核体(Homokaryon):基因型相同的细胞融合成的融合细胞称为。(2)异核体(Heterokaryon):来自不同基因型的融合细胞。3.从融合效果:(1)对称融合(Symmetric fusion):两个完整
5、的细胞间的融合(2)不对称融合(Asymmetric fusion):利用物理或化学方法使某亲本的核或细胞质失活后再与另外一个完整细胞进行融合。8.三 发展历史自发融合现象最初在动物细胞中发现。1858年发现正常组织、发炎组织以及肿瘤组织中的多核细胞情况。动物体内的破骨细胞也是自发融合形成的多核细胞。1962年日本学者发现一种叫日本血凝性病毒(HVJ)能引起艾氏腹水瘤细胞融合成多核细胞的现象。20世纪70年代初,华裔加籍科学家高国楠发现聚乙二醇(PEG)能促使植物原生质体融合,开拓了植物细胞融合的研究。20世纪80年代,齐默曼(Zimmerman)等建立电场诱导细胞融合方法。9.四 细胞融合原
6、理细胞膜磷脂分子扰动出现通道细胞桥10.主要环节(1)亲本选择(单细胞或原生质体制备)(2)两原生质体或细胞互相靠近,粘附(3)质膜融合形成细胞桥(4)胞质渗透(5)细胞核融合(6)融合细胞筛选11.原生质体及其制备(1)定义:去除细胞壁后裸露的细胞称之为原生质体(protoplast)。(2)特点:无细胞壁,可以方便地进行遗传操作、人工诱变、细胞器转移、细胞融合等操作。具有全能性,能再生细胞壁。12.(3)制备与纯化酶解法的建立1960年,英国科金第一次采用酶方法从番茄幼苗大量制备出原生质体。使植物细胞融合技术得以建立。植物细胞的细胞壁主要成分是纤维素(纤维素微纤丝Cellulose mic
7、rofibrils )、果胶(pectin)、多糖(glycan)。果胶酶、纤维素酶等处理植物组织,可以破坏胞间层和去掉细胞的纤维素外壁,得到游离的裸露原生质体。13.4 分离、鉴定与活力分析(1)分离飘浮法:常用的飘浮剂有蔗糖、Percoll、Ficoll等。Percoll是经过聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrolidone,PVP)处理的硅胶颗粒混悬液,对细胞无毒性和刺激性。Percoll混悬液的硅胶颗粒大小不一,经过高速离心后,可形成一个连续密度梯度,将比重不同的细胞分离纯化。离心法:低速离心,收集沉淀。(2)鉴定与活力分析低渗爆破:爆破后是无形的。渗透压调节剂:葡萄糖、甘露醇
8、、山梨醇等。染色发法:有活力的原生质体吸收不同染料显示与死亡细胞不同的颜色来分析。FDA(二乙酸荧光素)能自由地穿越细胞质膜,在活细胞内,FDA被酯酶裂解即发荧光(荧光素),由于荧光素不能自由通过质膜,因而可以在荧光显微镜下通过具荧光的细胞的观察确定细胞活性。14.关键:细胞核的融合若是没发生细胞核的融合,仅发生了细胞质的融合,则可能成为嵌合细胞。含有多个核的异核细胞合并后形成的单核细胞称为合核细胞。细胞核的合并发生在有丝分裂过程中。但是这种有丝分裂只有当两个核的DNA合成基本同步时才能发生:两个核同时进行有丝分裂,形成一个纺锤体,全部染色体都排列在一个赤道板上,结果伴随着细胞分裂就形成了单核
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