植物体细胞杂交技术是植物生物技术领域的一项重要手段,它通过将不同植物的体细胞(即非生殖细胞)融合,克服有性杂交不亲和性的障碍,从而创造新的植物类型。该技术主要包括原生质体的制备、诱导融合、杂种细胞筛选与培养以及植株再生等关键步骤。
核心步骤与技术要点
- 原生质体制备:这是技术的第一步,也是基础。利用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞,去除坚韧的细胞壁,获得仅由细胞膜包裹的球形原生质体。这一步的描述(选项b)是正确的。
- 原生质体融合:将不同来源的原生质体混合后,需要诱导它们融合。常用的化学诱导剂是聚乙二醇(PEG),它能够促进细胞膜紧密接触并发生融合。电融合法也是常用的物理方法。需要特别指出的是,灭活病毒(如仙台病毒)是动物细胞融合中常用的诱导剂,而非植物细胞融合的常规方法。因此,选项c中“或灭活病毒”的表述对于植物体细胞杂交而言是不准确的,这是题目中不正确的描述。
- 杂种细胞的筛选与培养:融合后的产物是异核体,经过核融合后形成杂种细胞。需要利用特定的选择培养基(如基于营养缺陷互补、抗性差异等)将未融合的亲本细胞和同核融合细胞筛除,只让杂种细胞生长。
- 植株再生:筛选出的杂种细胞在适宜的培养基上,经过脱分化和再分化过程,先形成愈伤组织,进而诱导出芽和根,最终再生为完整的杂种植株。
技术的意义与潜力
- 创造多倍体与远缘杂种:当两个不同物种的二倍体原生质体融合并再生后,得到的杂种植株的染色体组通常是两者之和,即形成异源四倍体,这属于多倍体的一种。因此,利用该技术可以获得多倍体植株(选项a正确)。这为克服远缘杂交障碍、结合不同物种的优良性状(如将一种作物的抗病性与另一种作物的高产性结合)提供了可能。
- 在细胞技术研发和应用中的角色:植物体细胞杂交技术本身就是细胞工程技术的一个核心组成部分。它的研发深化了我们对细胞全能性、膜融合机制及遗传物质互作的理解。在应用层面,它已成功用于马铃薯、烟草、柑橘、油菜等多种作物的品种改良,创造了有性杂交无法获得的新种质资源,为农业生产和生物多样性提供了新途径。
与辨析
在题目给出的描述中:
- a和b是正确的,它们准确阐述了该技术的潜在成果和一个关键步骤。
- c是不正确的,因为灭活病毒诱导融合是动物细胞杂交的典型方法,植物体细胞杂交主要采用聚乙二醇或电融合法。
因此,植物体细胞杂交技术是一项强大的工具,但其具体操作细节需要准确把握,区分其与动物细胞融合技术的差异,才能正确理解与应用。