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原生质体融合育种PPT课件

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原生质体融合技术的研究进展_PPT幻灯片

原生质体融合技术的研究进展_PPT幻灯片
• 宋赵依等（2011）以非致病性尖镰孢F047和对西瓜枯萎菌 有抑制作用的植物内生放线菌SG2、生长较快并对尖孢镰 孢萎蔫专化型有抑制作用的重寄生链霉菌PR进行跨界原生 质体融合，经筛选获得的融合子生长速率和对多菌灵抗药 性均优于F047菌株。
三、原生质体融合的应用
• 在污水工程菌构建上的应用
• 许燕滨等（2005）采用原生质体融合技术，将两株具有含氯 有机化合物降解特性的菌假单胞菌T—l和诺卡氏菌RB-1融合 构建成一株高效降解含氯有机化合物工程菌，应用于造纸漂 白废水，融合菌去除CODCr和TCL的能力比混合菌分别提高 了72.05％和190％。
三、微生物原生质体融合的应用
• 选育抗生素高产菌株
• 张琪等（2009）以红霉素高产茵HE-08-6及低产优组分茵 HA-08-20为出发菌株，其原生质体经紫外诱变后在适宜条 件下进行融合，得到了既保留了亲本HE-08-6的高产性状， 又保留了亲本HA-08-20的组分优良特性，而且具有较好的 传代稳定性优良融合菌株。
体融合的步骤和方法
三
微生物原生质体融合的应用
四
前景及展望
一、概述
• 原生质体：细胞内由原生质组成 的各种结构统称为原生质体，包 括细胞膜、细胞质(包括各种细胞 器、细胞骨架系统及胞基质)和细 胞核等部分,原生质体是由原生质 特化而来。
• 植物细胞即细胞壁内的原生质部 分；动物细胞就是原生质体。
• 吴萍等（2012）以刺糖多孢菌CB11（Saccharopolyspora spinosa CB11）与红霉素高产菌株红色糖多孢菌E2为亲本进 行种间原生质体融合，得到了遗传稳定性良好的高产融合
子S．spinosa X9，其多杀菌素产量可达290 mL，比亲本S．

《原生质体融合育种》课件

《原生质体融合育种》课件
原生质体融合育种
目
CONTENCT
录
• 引言 • 原生质体制备与融合 • 原生质体融合育种技术应用 • 原生质体融合育种的优势与挑战 • 案例分析
01
引言
定义与特点
定义
原生质体融合育种是一种通过将不同植物的原生质体进行融合， 以创造具有优良性状的新品种的育种方法。
特点
能够打破物种间的遗传限制，实现种间遗传物质的重组和转移， 加速新品种的培育。
酶活性的提高
通过原生质体融合技术， 将酶活性提高的基因导入 微生物中，提高微生物产 酶的效率和活性。
04
原生质体融合育种的优势与挑战
优势
高遗传改造潜力
高效基因导入
原生质体融合能够打破物种间的生殖隔离 ，实现基因在不同物种间的转移，从而创 造出具有优良性状的新品种。
通过原生质体融合，可以将多个优良性状 集中到一个新品种中，实现高效基因导入 。
抗病性改良
将抗病基因导入动物细胞中， 提高动物的抗病能力，减少疾 病的发生。
在微生物育种中的应用
01
02
03
高产菌株的选育
通过原生质体融合技术， 将高产菌株进行杂交育种 ，获得具有优良性状的高 产菌株。
抗菌抗药性改良
将抗菌或抗药基因导入微 生物中，提高微生物的抗 菌或抗药性，用于医药、 农业等领域。
遗传稳定性差
由于原生质体融合打破了物种的遗传 稳定性，因此新品种的遗传稳定性较 差，容易发生变异。
法规限制
原生质体融合涉及到伦理和法规问题 ，需要进行严格的伦理审查和法规限 制。
未来发展方向
提高技术水平
未来需要不断提高原生质体融合 的技术水平，提高融合效率和遗 传稳定性。
拓展应用领域

《原生质体育种》课件

《原生质体育种》课件

化学诱变
使用化学诱变剂处理原生 质体，诱发基因突变，筛 选具有优良性状的新品种 。
细胞融合
将不同物种或同一物种不 同品系的原生质体进行融 合，以获得具有杂种优势 的新品种。
原生质体育种的应用
培育抗逆性强的新品种
改良作物的品质
通过原生质体育种技术，可以筛选出具有 较强抗逆性的新品种，如抗旱、抗寒、抗 盐碱等。
详细描述
物理法包括电融合、激光融合等，这些方法利用物理能量来诱导原生质体的融 合。化学法则是利用化学物质如聚乙二醇等诱导原生质体的融合。这些方法的 选择取决于实验条件和目的。
原生质体融合的应用
总结词
原生质体融合在植物育种、基因工程和生物技术等领 域有广泛的应用。
详细描述
在植物育种方面，原生质体融合可以用于创造新的植物 品种，通过将不同亲本的原生质体融合，可以产生具有 优良性状的杂种细胞，进而培育出新的植物品种。在基 因工程领域，原生质体融合可以用于基因转移和基因编 辑，通过将外源基因导入原生质体，可以实现基因的转 移和表达。此外，原生质体融合还可以用于研究细胞融 合的机制和细胞生物学特性，为生物技术的发展提供重 要的理论支持和实践经验。
现植物的遗传改良。
细胞融合
02
将不同植物的原生质体进行融合，创造新的植物品种或改良现
有品种。
细胞培养生产有用次生代谢产物
03
利用原生质体培养生产具有药用、工业或其他用途的次生代谢
产物。
02
原生质体融合
原生质体融合的定义
总结词
原生质体融合是将两种或多种植物细胞原生质体通过物理或化学方法融合，形成一个杂种细胞的技术 。
原生质体育种
目录
• 原生质体培养 • 原生质体融合 • 原生质体育种技术 • 原生质体育种的优势与挑战 • 原生质体育种案例分析

植物原生质体组织培养PPT课件

植物原生质体组织培养PPT课件

Organogenesis
Somatic genetics
Protoplast system
Cell physiology
Cell fusion
Organelle, DNA uptake
第3页/共83页
Cell cloning
意义
• 植物细胞育种中的核质替换 • 细胞质杂种的获得 • 远缘杂交创造新物种细胞 • 细胞器的互作研究
• 酚藏花红染色法（0.1%)
• 酚藏花红能使无活力的原 生质体染成红色，有活力 的原生质体不着色。
❖ 伊凡蓝(Evan’s blue)染色法(0.025%) 有活力但受损伤的细胞和死细胞能 够摄取这种染料，活细胞不摄取。
第23页/共83页
影响原生质体数量和活力的因素
• 供试材料及预处理方法 • 酶解条件：
第6页/共83页
原生质体分离的方法
酶解分离法 机械分 离 法
第7页/共83页
机械分离法：先将细胞放在高渗糖溶液
中预处理，待细胞发生轻微质壁分离，原 生质体收缩成球形后，再用机械法磨碎组 织，从伤口处可释放出完整的原生质体。
• 缺点：获得完整的原生质体的数量比较少，能够用此法产生原生质体的植物种 类受到限制。
第4页/共83页
植物原生质体的分离和培养
Flash
❖ 材料预处理 ❖ 原生质体分离的方法 ❖ 原生质体纯化 ❖ 原生质体活力测定 ❖ 影响原生质体数量和活力的因素 ❖ 原生质体培养方法 ❖ 影响原生质体培养的因素 ❖ 原生质体再生过程
第5页/共83页
用于分离原生质体的材料
材料预处理
用黑暗处理、低温处理和不同光质照射等方法，可提高某 些材料原生质体的产量和活力。 ☆ 龙胆试管苗的叶片用4℃处理较好。 ☆ 甘蔗植株必须先在黑暗下培养12h后分离的原生质体才 能分裂。 ☆ 马铃薯试管苗叶片需在黑暗下处理48h后分离原生质体， 才能获得高产量。

原生质体的分离与融合(1)ppt课件

原生质体的分离与融合(1)ppt课件
3 渗透剂
原生质体直接释放到培养基中会破裂，因此，在分 离原生质体期间，须对原来细胞壁机械维持压力用原 生质体分离混合液以及后来培养基的适当渗透压代替。 在合适的渗透压溶液中，刚分离的原生质体看起来是 球状的。
二、影响原生质体分离的因素
4 原生质体的纯化 酶消化后得到的混合物含有亚细胞碎片、未消化的 细胞、破碎的和完整的原生质体。可通过对此混合物 通过过滤、离心、漂洗联合的方法进行纯化。 1） 收集：原生质体混合液用滤网（40~100μm）去掉 没有降解的细胞及组织，收集滤液。 2）洗涤：将网下物低速离心，去掉上清液，再加无酶 液的CPW液悬起起原生质体，再离心，弃上清，重复 几次即可。
三、原生质体培养
原生质体培养 1. 液体浅层培养（Liquid thin layer culture） 原生质体纯化后，将原生质体悬浮于液体培养基中，取少许于 培养皿底部形成很薄的一层，封口培养。
2. 固体培养（Solid culture） 也叫琼脂糖平板法或包埋培养法。将原生质体悬浮于液体培养 基后，与凝固剂（琼脂或琼脂糖）按一定比例混合，在培养皿 底部形成一薄层，凝固后封口培养。 3. 固液双层培养法（Solid over liquid culture） 即先在培养皿底部铺一层固体培养基，待凝固后再在其上进行液体浅层培养。 固体培养基中的营养成分可以被液体层中的原生质体吸收利用，而原生质体 产生的有毒物质可以被固体培养基吸收。
体细胞杂交
物种间生殖隔离阻碍了物种之间的基因交流，从而 给作物育种带来很大的局限性。原生质体融合技术是 实现基因重组的一条新途径，目前利用细胞融合已从 很多物种、属间，甚至科间获得体细胞杂种，创造了 一些自然界不存在的植物类型。
原生质体融合技术体系大致包括三大环节： 1.诱导原生质体融合 2.选择融合体或杂种细胞 3.杂种植株的再生与鉴定

第八章第九章植物原生质体培养与体细胞杂交ppt课件

第八章第九章植物原生质体培养与体细胞杂交ppt课件

烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
第二节 植物原生质体培养的发展与意义
原生质体的培养技术，近年来也有很大改进，特别 值得指出的是单个原生质体培养再生植株的成功 （Spangenberg等，1986）。
利用这一技术，可以在单细胞水平上研究不同类型原 生质体的生理特性，相互之间的作用以及单个原生质体 的遗传操作。对不同亲本单个原生质体进行融合的研究 也是有利的（Schweigo等，1987）。
饲养层培养法可大大提高水稻（Kyozu等，1987）、 玉米（Rhodes等，1988）等作物原生质体的植板率。 已有不少报道说明，琼脂糖能促进原生质体的分裂 （Shillto等，1983），并有利于对原生质体生长过程 的观察。
第一节
植物原生质体的定义及特点
（5）能摄取外来物质，可作遗传转化工具。
外来物质如核酸、蛋白质等高分子物质乃至病毒、 叶绿体、细胞核和细菌等，是进行遗传转化研究的 理想工具。
（6）变异为单细胞，变异性状易纯。
原生质体在培养中会发生变异，由于其是纯粹单 细胞，因此变异原生质体再生植株的变异性状会更 纯。
第三节 植物原生质体培养方法
2、酶法分离原生质体： 即用细胞壁降解酶，脱除植物细胞壁，获得原生
质体的方法（Cocking,1960）。目前多用此法。 常用的细胞壁降解酶种类有：纤维素酶、半纤维
素酶、果胶酶、R-10（日本纤维素酶）、蜗牛酶 胼胝质酶、EA3-867酶等。 国内常用EA3-867酶是一种复合酶，其成分含 纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶（上海植物生化研 究所产）。
特别是一直认为难以培养的禾谷类作物，例如，水 稻（Fujimura等，1985）、玉米（蔡起贵等，1987； Rhodes等，1988）、小麦（Harris等，1988；王海 波等，1989）、谷子（夏镇澳等，1989），以及高粱 的原生质体培养都已相继成功。

十七烟草原生质体融合.ppt


弃上 清液
弃上清 液,重新 悬浮在
0.5ml CPW溶 液中
8基，用滴 管重新悬浮原 生质体
4、原生质体融合
（1）调整密度：用血球板计数后，将原生质体 的密度调整为106个原生质体/ml。 （2）配置PEG融合液（无菌下） PEG溶液：甘氨酸缓冲液：DMSO=8：1：1 （3）将愈伤组织原生质体和叶肉原生质体等体 积混合。
（4）原生质体融合步骤
取0.2ml 混合原 生质体 悬浮液
加入0.2ml 高钙高pH PEG融合液
静置 10min
重新悬浮 在0.5ml W5，静置 >10min
800rpm离 心3min， 弃上清夜
5min内缓慢 加入5ml W5 稀释液，轻 轻吸打混匀
静置 >30min
（5）融合原生质体的观察
（5）溶液III： 60 ml 5mol/L乙酸钾, 11.5 ml 11.5％冰乙酸 , 28.5 ml无菌水
（6）分别配制0.4 mol/L NaOH和2％SDS溶液（各50ml）
二、实验目的
学习植物原生质体融合的方法，为进行体细 胞杂交，培育体细胞杂种和胞质杂种打下基础。
三、实验材料和用具
1、材料：烟草BY2愈伤组织，烟草组培苗 2、用具：过滤器，注射筒，不锈钢网筛 （=54m），漏斗，三角瓶，滴管，10ml刻度离 心管，血球记数板。
四、实验步骤
1、配制酶液
各组（2人）配制下列酶液各10ml， 4000rpm离心6min后过滤灭菌于无菌三角瓶中。
实验十七
（2）烟草原生质体融合
一、原理
PEG带微弱极性的负电荷，能与水、蛋白质和碳 水化合物等具有正电荷基团的分子形成氢键。在邻近 原生质体表面之间起着分子桥的作用，加上PEG渗透 吸水的作用，使原生质体相互接触在一起。

《原生质体融合育种》课件


稻米和小麦的基因交换
细胞工程育种的应用
通过原生质体融合育种，实现稻 米和小麦遗传特性的交换， 以提 高两个农作物的产量和适应能力。
利用细胞工程技术和原生质体融 合，可以快速培育出抗性强、高 产优良品种。
植物基因编辑的进展
通过原生质体融合育种的细胞工 程技术，实现植物基因编辑， 能 够更精准地改良植物性状技术，将植物细胞分离并制备出原生质体。
2
随机融合和定向融合的区别
随机融合是将制备好的原生质体混合后融合，而定向融合是特定选择要融合的原生质 体进行融合。
3
影响融合效率的因素
原生质体浓度、温度、融合时间等因素会对融合效率产生重要影响。
应用案例
了解原生质体融合育种在农业和植物科学领域的具体应用案例。
优缺点
了解原生质体融合育种的优势、局限性以及未来发展方向。
原生质体融合育种的优点
快速获取新品种、遗传特性可控、有效提高农作物产量。
原生质体融合育种的缺点
融合效率低、变异性高、对环境的适应能力有限。
未来发展趋势
进一步改进原生质体融合育种技术，提高融合效率和品种稳定性。
结论
通过本课件的学习，我们了解了原生质体融合育种的基本原理、应用案例、优缺点以及未来发展趋势。 原生质体融合育种具有巨大的应用潜力，将助力农作物产量提升和遗传特性的改良。
《原生质体融合育种》PPT课 件
让我们一起了解原生质体融合育种的奥秘与应用。
介绍
原生质体融合育种是一种基因育种技术，通过将不同植物的原生质体融合，实现基因交流和遗传特性的 选择性增强。
什么是原生质体融合育种
原生质体融合育种是通过融合植物细胞的原生质体， 实现不同植物间基因的交流，以达到遗传性状 的改良。

微生物原生质体融合育种精品PPT课件

☺促融时间：促融时间增加可以使原生质体融合机会增多，但是，PEG对原 生质体有毒，为保证原生质体的再生能力，促融时间不宜过长。
☺无机离子：原生质体融合过程中需要一定量的 Ca2+和Mg2+促进融合， 而 K+、 Na+会显著降低融合率， 融合时一般 Ca2 +0 . 01 mol / L、 Mg2+0 . 02 mol / L 为佳。各菌种间略有差异。
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3、原生质体再生
原生质体再形成有生活能力的菌丝称为再生 。不同微生物的原生质体最 适再生条件存在一定的差异 ▪ 培养基：在再生培养基中会添加一些营养物质 这些物质可能是作为细胞壁 合成的前体物质 也可能通过代谢转化成细胞壁的前体物质或起到促进代谢 加速细胞壁合成的作用。 ▪ 菌龄：菌龄过短的菌丝经酶解破壁形成小原生质体，有的细胞器不完全， 营养供给不足再生能力也较低；菌龄长的原生质体再生率高。 ▪ Ca2+：Ca2+主要是通过维系膜结构的完整性来实现原生质体的稳定性与 活性。
过
低速离心数分钟
程
除去上清液，收集沉淀物
0.1 mol/L CaCl2洗涤两次 用融合液悬浮制备的融合体
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原生质体融合的影响因素
☺PEG浓度：PEG既是促融剂又是渗透压稳定剂，低浓度低分子量的PEG促 融效果不好，也容易导致原生质体破裂。但是高浓度的PEG会导致原生质 体收缩，降低融合频率，而且过高浓度的PEG对原生质体有毒害作用。一 般为40%。
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写在最后
成功的基础在于好的学习习惯

植物原生质体培养ppt课件

界面法：利用比重不同的溶液，经离心后使完整无 损的原生质体处在两液相的界面之间，而细胞碎片 等杂质沉于管底。
20
苜蓿叶片原生 质体的纯化
完整的原生 质体
21
苜蓿叶 片的原 生质体
22
4、原生质体活力的测定
荧光素双醋酸酯（fluorescein diacetate，FDA） 染色法
活细胞
FDA
紫外光照射
分离植物原生质体的酶根据作用分为:纤维素酶、 半纤维素酶和果胶酶
12
② 酶溶剂 无机离子：提高质膜的稳定性；也可以提高原生质
体活力
牛血清白蛋白：防止酶解过程对细胞膜和细胞器的 破坏
pH缓冲剂：保持酶解液的酸碱环境的稳定，增加原 生质体的释放量和原生质体的稳定性。
13
③ 渗透压调节剂 目的：维持等渗环境，保证释放出来的原生质
植物原生质体培养
1
01 植物原生质体培养的 定义及其应用 2
原生质体概况
植物原生质体 (protoplast)：植 物细胞除去细胞 壁后所剩下的部 分。即是没有细 胞壁的裸露细胞
3
• 植物原生质体研究进展
➢ 1960年，Cocking首次应用酶法制备番茄根原生质体获 得成功。
➢ 1968年，Takebe et al.首次获得烟草叶肉原生质体培 养再生植株。
质体悬浮液倒入或滴入固体培养基表面。 特点：固体培养基中的营养可以缓慢释放到液体培
养基中 如果在固体培养基中加入活性炭，还可以吸附培养
物分泌的有毒物质，促进原生质体的生长和分裂
34
（4）琼脂糖珠培养： 用移液管吸取含原生质体的琼脂糖培养基，
滴在三角瓶中，待其凝固后，再加入适量 的液体培养基进行振荡培养。 特点：改进了培养物的通气和营养环境，从 而促进可以促进原生质体的分裂及细胞团 的形成。
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.
1
(4) 存在着两株以上亲株同时参与融合形成融合 子的可能性。
（5）有可能采用产量性状较高的菌株作融合亲株。 (6) 提高菌株产量的潜力较大。 (7) 有助于建立工业微生物转化体系。
.
2
2、原生质体融合育种步骤
1）标记菌株的筛选和稳定性验证。
Байду номын сангаас2）原生质体制备。
3）等量原生质体加聚乙二醇促进融合。
1、原生质体融合育种的特点
(1) 杂交频率较高：细胞壁去除后在高渗条件 下形
成类似于球形的原生质体。 (2) 受接合型或致育型的限制较小：二亲株中任何一
株都可能起受体或供体的作用，因此有利于不同种 属间微生物的杂交。 (3) 遗传物质传递更为完整：原生质体融合是二亲株 的细胞质和细胞核进行类似的合二为一的过程。
.
4
(2) 原生质体的制备
原生质体的制备主要是在高渗压溶液中加入 细胞壁分解酶，将细胞壁分离剥离，结果剩下 由原生质膜包住的类似球状的细胞，它保持原 细胞的一切活性。
在放线菌和细菌中，制备原生质体主要采用 溶菌酶；酵母和霉菌一般可用蜗牛酶或纤维素 酶等。
.
5
影响原生质体制备的因素
• 菌体的前处理 为了使酶作用的效果好一些，可将菌作一些前处理。
如细菌加入亚抑制剂量的青霉素。 • 菌体的培养时间
为使细胞易于原生质体化，一般选择增殖期菌体。 • 酶浓度
对于不同种属的微生物，不仅对酶的种类要求不同， 就是对酶的浓度也有差异。另外，最佳酶浓度还随不 同的生长期的菌体而变化。
.
6
• 酶处理温度 • 破壁时的pH值 • 渗透压稳定剂
等渗透压在原生质体制备中，不仅起到保 护原生质体免于膨裂，而且还有助于酶和底物 的结合，渗透压稳定剂多采用甘露醇，山梨醇， 蔗糖等有机物，KCl、NaCl等无机物。
.
7
4）涂布于再生培养基，再生出菌落。
5）选择性培养基上划线生长，分离验证，挑取融
合子进一步试验、保藏。
6）生产性能筛选。
.
3
3、原生质体融合育种的要点
（1）标记菌种的选择 获得标记菌种的方法是采用常规诱变育种，筛
选出营养缺陷型或／和抗药性菌株。这里最重要 的是标记必须稳定。
采用抗药性菌株除可作标记外，在实验室中还 可排除杂菌污染的干扰。为的是确证融合的成功， 可以采用多标记菌种。