植物體細(xì)胞雜交技術(shù)是植物生物技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要手段,它通過將不同植物的體細(xì)胞(即非生殖細(xì)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(dǎo)融合、雜種細(xì)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(diǎn)
- 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(xì)胞,去除堅(jiān)韌的細(xì)胞壁,獲得僅由細(xì)胞膜包裹的球形原生質(zhì)體。這一步的描述(選項(xiàng)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(dǎo)它們?nèi)诤稀3S玫幕瘜W(xué)誘導(dǎo)劑是聚乙二醇(PEG),它能夠促進(jìn)細(xì)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(tái)病毒)是動(dòng)物細(xì)胞融合中常用的誘導(dǎo)劑,而非植物細(xì)胞融合的常規(guī)方法。因此,選項(xiàng)c中“或滅活病毒”的表述對(duì)于植物體細(xì)胞雜交而言是不準(zhǔn)確的,這是題目中不正確的描述。
- 雜種細(xì)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(xì)胞。需要利用特定的選擇培養(yǎng)基(如基于營養(yǎng)缺陷互補(bǔ)、抗性差異等)將未融合的親本細(xì)胞和同核融合細(xì)胞篩除,只讓雜種細(xì)胞生長(zhǎng)。
- 植株再生:篩選出的雜種細(xì)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(jìn)而誘導(dǎo)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(yuǎn)緣雜種:當(dāng)兩個(gè)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(xiàng)a正確)。這為克服遠(yuǎn)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(xì)胞技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用中的角色:植物體細(xì)胞雜交技術(shù)本身就是細(xì)胞工程技術(shù)的一個(gè)核心組成部分。它的研發(fā)深化了我們對(duì)細(xì)胞全能性、膜融合機(jī)制及遺傳物質(zhì)互作的理解。在應(yīng)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(zhǔn)確闡述了該技術(shù)的潛在成果和一個(gè)關(guān)鍵步驟。
- c是不正確的,因?yàn)闇缁畈《菊T導(dǎo)融合是動(dòng)物細(xì)胞雜交的典型方法,植物體細(xì)胞雜交主要采用聚乙二醇或電融合法。
因此,植物體細(xì)胞雜交技術(shù)是一項(xiàng)強(qiáng)大的工具,但其具體操作細(xì)節(jié)需要準(zhǔn)確把握,區(qū)分其與動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)的差異,才能正確理解與應(yīng)用。