第七章 植物原生质体培养

原生质体培养名词解释原生质体培养是一种常用的植物组织培养技术，用于繁殖植物和研究植物基因转化等问题。

本文将介绍原生质体培养的定义、原理和应用等方面的名词解释。

下面是本店铺为大家精心编写的4篇《原生质体培养名词解释》，供大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。

《原生质体培养名词解释》篇11. 原生质体（Protoplast）原生质体是指从植物细胞中除去细胞壁后剩余的细胞质部分，包括细胞膜、质体、线粒体、质体小体、微管和微丝等细胞器。

原生质体是一个高度液态的细胞质体系，其形态和功能类似于一个微小的细胞。

原生质体可以通过融合实现远缘杂交，从而扩大植物遗传资源的利用范围。

2. 原生质体培养（Protoplast Culture）原生质体培养是指将离体的植物原生质体在适当的培养基上进行培养，以获得再生的植物组织或细胞。

原生质体培养的主要目的是通过原生质体的融合，克服远缘杂交障碍，实现植物遗传资源的利用和改良。

3. 原生质体融合（Protoplast Fusion）原生质体融合是指两个或多个原生质体合并成一个细胞的过程。

原生质体融合可以通过电激、化学处理或生物方法等手段诱导。

融合后的细胞称为杂种细胞，可以用于植物遗传资源的利用和改良。

4. 再生（Regeneration）再生是指通过培养技术，使离体的植物组织或细胞重新分化、再生为新的植株或组织。

再生是原生质体培养的重要应用之一，也是植物组织培养技术的基础。

5. 遗传转化（Genetic Transformation）遗传转化是指将外源基因或基因组导入植物细胞内，并使其表达的过程。

遗传转化是植物基因工程的重要组成部分，也是原生质体培养的应用之一。

通过原生质体培养技术，可以将目的基因导入植物细胞内，并实现植物的遗传转化。

6. 植物组织培养（Plant Tissue Culture）植物组织培养是指将离体的植物组织或细胞在适当的培养基上进行培养，以获得再生的植物组织或细胞。

原生质体的培养1. 原生质体的分离与纯化原生质体培养的意义(1)再生植株由原生质体再生生成植株，不论在进行有关细胞生物学或生物合成和代谢的实验研究上，还是在组织培养实践中，都有一定的优点：①可利用均一的分化细胞群体；②因无细胞壁，试剂对细胞作用更为直接，其反应能直接测量，以使反应产物能较快的分离出来；③在理论和实践中，可极大节省空间，如在一个三角瓶就能培养210个细胞，但在大田种植需要4亩地；④可缩短实验周期，如悬浮培养时仅需1～2个小时。

原生质体培养可在遗传学方面进行基因互补，不亲和性，连锁群和基因鉴定，分析基因的激活和失活水平的研究。

在研究分化问题时，用一个均一的原生质体群体可以筛选数以千计的不同。

营养和激素条件，探索诱导单细胞的分化条件等。

(2)用于远缘体细胞融合，进行体细胞杂交。

这是一种新的远缘杂交方法，为人们提供新的育种方法。

两个亲缘关系较远的植株用一般杂交方法是不容易成功的，而用细胞融合的方法却成为可能。

首先，两个原生质体融合形成异核体，异核体再再生细胞壁，进行有丝分裂，发生核融合，产生杂种细胞，由此可培养新的杂种。

一、原生质体(protoplast)的分离（一）材料来源原生质体是通过质壁分离与细胞壁分开的部分，是能存活的植物细胞的最小单位。

自从1960年用酶法制备大量植物原生质体首次获得成功以来，原生质体培养成为生物技术最重要的进展之一。

通过大量的试验表明，没有细胞壁的原生质体仍然具有"全能性"，可以经过离体培养得到再生植株。

原生质体的分离研究较早，1892年Klereker首先用机械的方法分离得到了原生质体，但数量少且易受损伤。

1960年，英国植物生理学家Cocking首先用酶解法从番茄幼苗的根分离原生质体获得成功。

他使用一种由疣孢漆斑菌培养物制备的高浓度的纤维素酶溶液降解细胞壁。

然而，直至1960年纤维素酶和离析酶成为商品酶投入市场以后，植物原生质体研究才成为一个热门的领域。

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第七章植物的生长生理一、基本名词解释1、植物的生长：是指由于细胞分裂和伸长引起的植物在体积和质量（干重）上的不可逆增加。

2、植物的发育：在植物生活史中，细胞生长和分化成为执行各种不同功能的组织与器官的过程二、植物细胞的生长和分化：1、细胞是植物体的结构和功能单位。

2、细胞分化特点：植物根和茎的顶端分生组织细胞以及侧生分生组织（形成层）细胞处在不断分裂的过程中。

（1）具有分裂能力的细胞体积小，细胞质浓厚，没有液泡，细胞核大及细胞壁薄（2）从母细胞分裂后形成的子细胞到下次分裂形成两个子细胞所需要的时间称为细胞周期，分裂间期较长。

（3）控制细胞周期的关键酶是蛋白激酶（CDK），其磷酸化或去磷酸化能有效调节细胞周期的过程。

分裂期特点：1）DNA含量发生了很大变化2）呼吸速率的变化（变快）3）植物激素的影响3、细胞的伸长特点：（1）细胞体积显著增加（2）呼吸和代谢十分旺盛4、细胞的分化特点：组织与器官的分化细胞的分化调控：有特异基因表达（激素对基因表达起重要的调控所用）三、种子的萌芽：1、概念：种子萌发是指种子从吸水到胚根（很少情况下是胚芽）突破种皮期间所发生的一系列生理变化过程。

但在农业生产实践中，种子萌发是指从播种到幼苗出土之间所发生的一系列生理变化2、影响种子萌发的因素（1）内部因素：1）种子的生活力：种子的发芽潜力即种子的发芽力2）种子活力：即种子的健壮度，包括发芽潜力，生长潜力和生产潜力检测种子活力的方法：①利用组织还原力②利用原生质的着色能力③利用细胞中的荧光物质3）种子寿命：种子从采收至失去发芽力的时间。

种子寿命即与植物种类有关，也与贮藏条件有关（可分为：短命种子，中命种子，长命种子）4）种子老化（负面）种子成熟后在贮藏过程中活力逐渐降低的过程（2）外界因素1）水分：干燥种子最初依靠吸涨作用进行吸水2）氧气3）温度4）光：光不是所有种子萌发所必须的外界条件，只有少数种子萌发所必须的①需光种子：需要光照才能萌发的种子，如莴苣，烟草②需暗种子：有些种子只能在暗处萌发，光会抑制萌发过程对需光种子而言，白光和波长为660nm的红光都能有效促进萌发的作用，然而红光的效应可被随后的远红光（730nm）所抵消，红光和远红光对种子萌发的逆转作用是通过光敏色素实现的。

第一章至第五章一、主要名词和概念：一．1. 植物细胞全能性：植物体的每一个具有完整细胞核的细胞都具有该物种全部遗传物质，在一定条件下具有发育成为完整植物体的潜在能力。

2. 脱分化：将已分化的不分裂的静止细胞放在培养基上培养后，细胞重新进去分裂状态，一个成熟细胞转变为分生状态的过程。

3. 再分化：经脱分化的组织或细胞在一定的培养条件下可转变为各种不同的细胞类型，形成完整植株的过程。

4. 器官发生途径：由外植体或愈伤组织诱导形成不定根或不定芽，再获得再生植株的方法5. 体细胞胚胎发生途径：在组织培养中起源于一个非合子细胞，经过胚胎发生和胚胎发育过程，形成具有双极性的胚状结构而发育成再生植株的途径。

6. 外植体：由活体植物体上切去下来的，用于组织培养的各种接种材料。

包括各种器官、组织、细胞或原生质体等。

7.褐化现象：指在外植体诱导初分化或再分化过程中，自身组织从表面想培养基释放褐色物质以至培养基逐渐变成褐色，外植体也随之进一步变褐而死亡的现象。

8. 看护培养：利用活跃生长的愈伤组织来看护单个细胞，使其持续分裂和增殖的培养方法。

9. 分批培养；把细胞分散在一定容积的培养基中培养，当培养物增值到一定量时，转接继代，建立起单细胞培养物。

10. 连续培养：利用特质的培养容器进行大规模细胞培养的一种培养方式。

11. 体细胞杂交：使分离出来的不同亲本的原生质体，在人工控制条件下，相互融合成一体，形成杂种细胞，并进一步发育成杂种植株的技术。

12. 雄核发育：在适宜的离体培养条件下，花粉（小孢子）的发育可偏离活体时的正常发育转向孢子体发育，经胚状体途径或器官发生途径形成完整植株。

13. 雌核发育：以未受精子房或胚珠为外植体诱导单倍体的方法。

14. 非整倍体：生物体的核内染色体数不是染色体基数整数倍，而发生个别染色体数目增减的生物体。

15. 代换系：生物体的染色体被异源种属染色体所代换的品系。

16. 易位系：某染色体的一个区段移接在非同源的另一个染色体上，具有发生染色体易位的品种。

植物原生质体培养方法原生质体培养办法主要有固体培养法、液体培养法和固一液结合培养法。

另外对于低细胞密度的原生质体培养，还可以采纳饲养层培养法、共培养法和微滴培养法等。

而在原生质体应用于生物转化中时，常常采纳固定化原生质体培养技术举行固定培养。

一、固体平板培养法原生质体的培养办法和对培养条件的要求常与单细胞培养相像。

故原生质体的培养也可根据单细胞的平板办法举行。

首先把原生质体悬浮在液体培养基中(密度为104个／mL左右)，与高压灭菌后冷却至42～45℃的培养基(2倍固化剂浓度)用大口刻度吸管快速等量混匀，并快速转移到培养皿中，旋转培养皿，眨眼便凝固，用石蜡膜带密封，暗培养。

培养基层不宜过厚，普通2～3mm。

培养5～7d原生质体开头分裂，3周左右观看细胞植板率。

待形成大细胞团后，转移到去除渗透压调整剂的新奇固体培养基中继代培养。

近年来发觉，用琼脂糖代替琼脂粉可以提高植板率。

特殊是对于那些在琼脂培养基上不易发生分裂的原生质体，用法琼脂糖可能会取得比较好的效果。

低熔点琼脂糖可在30℃左右溶化，与原生质体混合不影响原生质体的活力。

该办法的优点：原生质体分布匀称，有利于分裂；简单获得单细胞株系；可定位观看单个原生质体的生长发育状况。

缺点：原生质体易受热损害；易破裂；原生质体始终处在高渗透压胁迫下，生长发育缓慢，植板率低。

二、液体浅层培养法尽管固体培养有上述优点，但无数讨论者还是喜爱用法液体培养基，这是由于，当用法液体培养基的时候，经过几天培养之后，可用有效的办法把培养基中的渗透压降低；另外，假如原生质体群体中的蜕变组分产生了某些能杀死健康细胞的有毒物质，可以随时更换培养基；再有，经过几天高密度培养之后，可把细胞密度降低，或把目标细胞分别出来。

本办法是用液体培养基举行原生质体培养。

把纯化后的原生质体用液体培养基调节好密度，用吸管转移到培养皿中，石蜡膜带密封，在培养室暗培养。

培养基层厚2～3mm。

培养5～10d细胞开头分裂，此时开头降低培养基中的渗透压。

植物细胞原生质体的制备与融合。

1、相关概念：（1）原生质体：是指那些已去除全部细胞壁的细胞。

细胞外仅由细胞膜包裹，呈圆形，要在高渗液中才能维持细胞的相对稳定。

此外，在酶解过程中残存少量细胞壁的原生质体称为原生质球或球状体。

（2）原生质体融合：即体细胞杂交。

用人工的方法，把分离的不同品种或不同种的原生质体诱导成融合细胞，再经离体培养诱导分化和再生完整植株的整个过程。

若取材为体细胞，则成为体细胞杂交。

2、原生质体的制备：在植物组织里，原生质体被坚硬的细胞壁包裹着，而且由于果胶质等使细胞相互紧紧粘连在一起。

在愈伤组织中，这种粘连相对松些；在细胞悬浮培养物中，只有存在细胞团的情况下，有轻度的粘连。

如果破除这种粘连作用，即可使细胞分离开来，进一步去除细胞壁，就能使裸露的原生质体游离出来。

游离效率的高低主要与植物材料和酶混合浓的组成有关。

基本程序如下：取材→除菌→酶解（加酶、渗透压稳定剂）→原生质体的收集与纯化→洗涤→原生质体活力的测定。

（1）取材与除菌：原则上植物任何部位的外植体都可成为制备原生质体的材料。

但人们往往对活跃生长的器官和组织更感兴趣。

因为，由此制得的原生质体一般都生活力较强，再生与分生比例较高。

常用的外植体包括：种子根、子叶、下胚轴、胚细胞、花粉母细胞、悬浮培养细胞和嫩叶。

对外植体的除菌要因材而异，悬浮培养细胞一般无需除菌。

对较脏的外植体往往要先用肥皂水清洗再以清水洗2-3次，然后浸入70%酒精消毒后，再放进3%次氯酸钠处理。

最后用无菌水漂洗数次，并用无菌滤纸吸干。

（2）酶解：现以叶片为例说明如何制备植物原生质体。

①配制酶解反应液:反应液应是一种pH值在5.5-5.8的缓冲液，内含纤维素酶0.3%-3.0%以及渗透压稳定剂，细胞膜保护剂和表面活性剂等。

③酶解：除菌绿。

反应液转绿是酶解成功的一项重要指标，说明已有不少原生质体游离在反应液中。

经镜检确认后应及时终止反应，避免脆弱的原生质体受到更多的损害。

植物原生质体培养的技术流程一、原生质体的分离解离液的准备：解离液的组成和浓度直接影响原生质体的分离效率。

常用的解离液包含酶类，如纤维素酶和果胶酶，它们能够分解植物细胞壁。

根据不同植物材料的特性，调整酶液的浓度和pH值，确保其能有效地分解细胞壁而不损伤细胞质。

原生质体的分离与纯化：解离后，将混合液通过筛网过滤，以去除未解离的细胞碎片。

然后，将过滤后的液体转移到离心管中，以低速离心收集原生质体。

使用适当的密度梯度离心技术进一步纯化原生质体，去除细胞碎片和其他杂质。

二、原生质体的培养培养基的选择与准备：原生质体的培养需要合适的培养基，通常选择含有碳源、矿质元素、维生素和生长调节剂的培养基。

培养基的配方会根据不同植物物种和实验目的进行调整。

培养基在使用前需要经过高压灭菌，以确保无菌条件。

原生质体的接种：将纯化后的原生质体悬液接种到固体或液体培养基上。

对于固体培养基，可以将原生质体悬液均匀地涂布在培养基表面。

对于液体培养基，则将原生质体悬液直接倒入培养瓶中。

接种后，培养基应保持无菌环境，并在适宜的温度和光照条件下进行培养。

培养环境的控制：原生质体的培养环境包括温度、湿度、光照等。

一般情况下，原生质体的培养温度为2528℃，光照条件则根据植物种类和培养目的进行调整。

保持适宜的环境条件，有助于原生质体的生长和分化。

三、原生质体的再生诱导再生：在适宜的培养条件下，原生质体开始分化成愈伤组织或小芽。

根据不同植物的需求，可能需要在培养基中添加特定的生长调节剂，如细胞分裂素、赤霉素等，以促进愈伤组织或芽的形成。

转化与选择：对于转基因实验，可能需要使用农杆菌介导的转化方法将外源基因导入原生质体中。

转化后的原生质体应在选择培养基上培养，以筛选出成功转化的细胞。

选择培养基通常含有抗生素，以筛选含有抗性基因的细胞。

分化与生根：成功转化的细胞在培养基中继续生长，并开始分化为完整的植物组织。

此阶段通常需要切换到生根培养基，以促使愈伤组织或芽生根。

植物原生质体培养一、目的要求掌握用培养皿进行原生质体的液体浅层培养。

二、基本原理原生质体就是具有细胞质膜而没有细胞壁的植物细胞，具有全能性。

原生质体经过培养后再生出细胞壁就可进行正常的分裂生长与分化。

三、材料、试剂与主要仪器1．仪器与设备培养皿(6cm、9cm)、封口膜、温箱、培养箱、1mL定量移液器、枪头、滴管(近滴头端加入少许脱脂棉)、三角瓶、血球细胞计数器、移液管、洗耳球、无菌滤纸、漏斗、滤器、滤膜、针管(30mL)，光学显微镜、酸度计或pH试纸、电子天平等。

2．试剂（1）原生质体液体培养基MS+2,4-D1mg/L+6-BA0.5mg/L+NAA0.2mg/L+葡萄糖0.4mol/L，pH 5.8,灭菌。

（2）酚红（0.1%）：称酚红2g，先用数滴5.6%的NaHCO3溶液溶解，再加进该5.6% NaHCO3溶液使最终体积为100mL，瓶装保存，备用。

3．材料制备好的菠菜原生质体。

四、实验步骤1．原生质体纯化将菠菜原生质体沉淀重新悬浮于10mL原生质体纯化液中，500rpm 下离心10min，原生质体会在蔗糖溶液的顶部形成一条绿带，用无菌吸管或移液管将原生质体转入另一离心管中。

2．原生质体清洗用原生质体洗涤液（CPW液）重新悬浮原生质体沉淀，1000rpm下离心5min，使原生质体沉淀在试管底，重复清洗一次。

之后加适量原生质体液体培养基悬浮原生质体。

3．活力检查凡具活力的原生质体均呈圆球形，在显微镜下可以观察到明显的胞质环流运动。

在叶肉原生质体中由于叶绿体的阻挡，看不清胞质环流运动。

可取一滴原生质体悬浮液放在载玻片上，加一滴0.1%的酚红染液，凡有活力的原生质体均不着色，而死去的原生质体立即染成红色。

4．密度调整用血球计数板于显微镜下计数，用液体培养基调整使原生质体浓度至105～106个/mL。

5．分装培养将调整密度后的原生质体悬浮液分装到直径6cm的培养皿中，每皿4mL，于28℃下培养，第1d是暗培养，第2～3d光照度为300Lx，以后移至光照度1500～2000Lx 条件下培养。

实验七植物原生质体的分离和培养一、实验目的：了解植物原生质体分离的基本原理及其过程二、实验原理：植物原生质体是除去细胞壁后为原生质所包围的“裸露细胞”，是开展基础研究的理想材料，在植物遗传工程和育种研究上具有广阔的应用前景。

是植物同源、异源多倍体获得的途径之一，不仅能克服远缘杂交有性不亲和障碍，也可克眼传统的通过有性杂交诱导多倍体植株的麻烦，最终将野生种的远缘基因导入栽培种中，原生质体融合技术可望成为作物改良的有力工具之一。

植物原生质体培养方法起源于植物单细胞的培养方法。

1954年，植物单细胞培养才获得成功。

Mllir 培养的万寿菊及烟草悬浮细胞植入到长有愈伤组织的培养基上得到了它们的单细胞克隆，并建立了看护培养的方法；1960年Jones等建立了微室培养法。

同年，Cocking应用酶法分离原生质获得成功，从而在实验条件下很容易获得大量的原生质体。

随着多种适用于原生质体分离的商品酶的出现，原生质体的培养方法也得到了不断地改进，其中酶解法分离原生质体是一个常用的技术，其原理是基于植物细胞壁主要由纤维素、半纤维素和果胶质组成，因而使用纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶能降解细胞壁成分，除去细胞壁，获得原生质体。

其原理是根据由纤维素酶、果胶酶和半纤维素酶配制而成的溶液对细胞壁成分的降解作用，而使原生质体释放出来。

原生质体的产率和活力与材料来源、生理状态、酶液的组成，以及原生质体收集方法有关。

酶液通常需要保持较高的渗透压，以使原生质体在分离前细胞处于质壁分离状态，分离之后不致膨胀破裂。

渗透剂常用甘露醇，山梨醇，葡萄糖或蔗糖。

酶液中还应含一定量的钙离子，来稳定原生质膜。

游离出来的原生质体可用过筛一低速离心法收集，用蔗糖漂浮法纯化，然后进行培养。

三、实验用品1、器材：三角瓶、离心管、烧杯、200目滤网、解剖刀、长、短镊子、培养皿、滤纸、0.2μm滤膜、滤器、培养瓶、台式离心机、高压灭菌锅。

2、实验材料：菠菜叶片3、试剂：（1）、酶解液成分如下：纤维素酶(cellulase，Onozuka )2%；果胶酶(13ectinase，Serva) 1 % (若用国产EA3-867纤维索酶，则果胶酶可省去。