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现代科技综述知识文库：植物花粉活体剥壁技术（10页）

来源：花匠小妙招时间：2024-12-21 11:14

现代科技综述系列—— 植植物物花花粉粉活活体体剥剥壁壁技技术术科技是人类区别于动物的重要文明之一，是人类对自然规律研究利用的学科。本文提供对科技基本概念 “植物花粉活体剥壁技术” 的解读，以供大家了解。植植物物花花粉粉活活体体剥剥壁壁技技术术持指采用物理的或化学的方法简单而快速地除掉花粉粒的外壁，分离出大量具有活性花粉原生质体的技术。这是近几年发展起来的新技术。花粉原生质体具有单倍性、结构简单、群体数量大从而构成一个天然单倍体系统及发育同步四大特点。因此，被普遍认为是遗传操作、突变研究的卓越体系，是花粉生理学、个体发育、体外模拟受精、细胞杂交、外源基因转化等研究的重要材料。由于烟草、矮牵牛等植物花粉在培养基上诱导胚胎发生成功，这意味着从花粉原生质体诱导再生植株的可能性，自然也就成为作物育种研究的材料。关键问题在于如何排除外壁的障碍，这一问题一旦解决，将大大地推动植物生物学、细胞工程、作物遗传育种等研究生产应用。近10多年来，对花粉发育的各个时期都有学者进行原生质体的分离研究。在小孢子母细胞至四分体时期其细胞壁质地为胼胝质，在花粉管时期其管壁质地为果胶质、纤维素胼胝质。这两个时期均可用果胶酶、纤维素酶、胼胝质酶降解而分离出原生质体。但从花粉时期(小孢子至花粉成熟)分离出活的原生质体成功者甚少，因为这个时期外壁发育业已完成，外壁质地为孢粉素，它是类胡萝卜素类胡萝卜素酯的氧化多聚化的衍生物，质地坚固，具抗酸、抗碱、抗生物分解的特性，除掉外壁并保存花粉原生质体的活性是非常困难的。早在20世纪70年代，Power(1973)、Bajai Davey(1974) 等实验研究除掉外壁分离出活性的花粉愿意生质体，他们对烟草及茄科、禾本科的几种植物进行实验，但效果不好。 1974年，Southworth试用30多种强酸、强碱、强氧化剂、洗涤剂、有机溶剂等分解外壁，发现仅有极少数试剂有效，但同时也杀死了原生质体。以后这方面的研究工作长期处于停滞状态。到1985年， oewus等用MMO ·H2O(4 －methyl morpho- line Noxide monohydrate)处理花粉，分离出大量的麝香百合花粉原生质体，但试剂高温使原生质体严重失活。 1983年，Bajai用解株酶、牛酶结合机械搅拌分离矮牵牛、烟草、小麦的成熟花粉具活性的原生质体。 1982年，朱徽、胡适宜等用离析酶(Macerozyme R 10) 纤维素酶(Onozuka R －10)从烟草花粉管分离出活性的亚原生质体，继后以同法分离出金鱼草、木番茄、朱顶兰、王百合、渥丹、君子兰、烟草的花粉管的活性亚原生质体并作了培养实验。 1987年，周嫦利用花粉水合作用导致外壁破裂，加超声波处理，用果胶酶、纤维素酶降解内壁分离出鸢尾、风雨花、萱草三种植物的大量的具活性的花粉原生质体，并进行了初步培养，观察到萱草花粉原生质体细胞壁再生、管状及其它多种结构的形成以及生殖核的一二次分裂。综上所述，近10年来从花粉母细胞至四分体时期花粉管时期用酶解法分离出较多植物的活性原生质体，而真正从花粉时期分离出活性的原生质体的植物还很少。 1985年以来，兰盛银、徐珍秀致力于花粉壁剥离观察研究，借助于自行研制的剥离溅射仪(ISC －A)产生的任意向散射离子的适当冲击将花粉粒的多层壁随机地剥开，暴露出多层壁的内外侧面置于扫描电镜下，观察到用常规方法无法观察到的掩盖于壁层结合面上的结构现象，获得200多种植物花粉被剥光外壁(仅存内壁) 的原生质体，并对这种原生质体的表面形态结构进