荧光原位杂交(植物体细胞杂交)

一、何谓体细胞杂交与有性杂交相比,体细胞杂交有何特殊用途

体细胞杂交是指把2种不同基因型个体或不同种、属、科生物体细胞的原生质体分别分离出来，再用一定的技术融合成一个新的杂种细胞，乃至发育成杂种植株的过程。

与有性杂交相比，体细胞杂交不存在有性杂交过程中的生殖隔离机制限制，为远缘物种间的遗传物质交换提供了有效途径。理论上说，任何细胞都有可能通过体细胞杂交而成为新的生物资源，这对于种质资源的开发和利用具有深远的意义。

二、什么是***quot***植物体细胞杂交***quot***其原理***应用方面***优缺点

物体细胞杂交（Somatic hybridization）,又称原生质体融合（Protoplast fusion）是指将植物不同种、属，甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合，然后进行离体培养，使其再生杂种植株的技术。植物细胞具有细胞壁，未脱壁的两个细胞是很难融合的，植物细胞只有在脱去细胞壁成为原生质体后才能融合，所以植物的细胞融合也称为原生质体融合。将植物细胞A与植物细胞B用纤维素酶和果胶酶处理，得到不含细胞壁的原生质体A和原生质体B，运用物理方法或是化学方法诱导融合，形成杂种细胞，再利用植物细胞培养技术将杂种细胞培养成杂种植物体。①杂交时间：植物细胞杂交是从细胞融合开始，到培育成的新植物体结束。 a.原生质体制备：用酶解法去除细胞壁（纤维素酶和果胶酶） b.原生质体融合：膜融合（高钙、高pH诱导融合）、核融合（杂种细胞第一次有丝分裂时融合）原生质体的融合细胞分裂与染色体丢失如果细胞分裂而核不发生融合，在以后的发育过程中就会有两种结果，一是细胞分裂几次以后即停止生长从而导致死亡；二是在发育过程中某一亲本的细胞核部分或全部丢失。如果这样就会产生几种情况：A细胞＋B细胞质；A细胞＋B细胞质和部分染色体或基因。 2．基因转移与性状表达由于染色体的部分丢失，常常使某个亲本的部分或个别基因与另一亲本的染色体发生整合，其结果是实现了亲本间的基因转移。基因转移通常是在后代中某些性状得以表达，有时由于基因的重组也可能产生双亲均没有的新性状。 3．体细胞杂种遗传上的不稳定性体细胞杂种后代在遗传上常常不稳定，这可能涉及到多方面的因素，如亲缘关系的远近、培养过程中的染色体变异、细胞核、细胞质遗传物质的重组等。②优点：克服远缘杂交不亲和的障碍，扩大杂交亲本范围，培育新优良品种。③举例：“白菜-甘蓝”同白菜相比，具有生长期短，耐热性强，和易储藏等优点。

三、体细胞杂交面临哪些问题

自从得到首例烟草体细胞杂种以来，体细胞杂交技术已经有很长的历史，也在许多植物上得到了种间、属间，甚至科间体细胞杂种。

但是，体细胞杂交在蔬菜育种方面取得的突破性成果并不多，它面临的主要问题是：①植株再生的难易会直接影响体细胞杂交育种的成败。如豆科和葫芦科植物，植株再生困难，随机性大。因此，原生质体再生困难直接阻碍了体细胞杂交在这些作物上的应用。

②体细胞杂种或胞质杂种本身染色体数目不定、染色体结构发生变异及异常的减数分裂等都会造成培养过程中表现不稳定。不是通过受精作用组合双亲的遗传物质，而是在物理、化学因素诱导下使双亲的体细胞融合。所以在杂种细胞内很容易产生染色体或基因排斥，减数分裂时联会错乱等异常现象，从而导致基因的拷贝数不定。除此之外，所得的体细胞杂种一般是双亲基因组的随机组合，即使是对称体细胞杂交，也极少得到具有两个亲本完整基因组的杂种。上述因素已经成为体细胞杂交育种面临的主要障碍。因此，提高体细胞杂种的遗传稳定性将成为体细胞杂交育种取得突破性进展的关键。

③用射线照射（紫外线、X射线、γ射线等）非对称杂交的供体亲本，从悬浮培养细胞中提取原生质体，或通过芽再生途径获得植株等都会加重杂种染色体的丢失，而且染色体丢失是一个非常复杂的过程，还受双亲的遗传关系、倍性水平等因素影响。由于体细胞非对称杂交具有一些独特优点，其应用受到重视。但目前还不能严格控制用射线等因素打断供体染色体的程度，向受体转移特定基因还具有很强的随机性。因此，进一步优化处理供体原生质体的措施，降低转移供体基因的随机性显得尤其重要。

④体细胞杂交育种同样面临着杂种不育或育性差的问题。利用体细胞杂交技术已经得到许多植物的体细胞杂种，然而一些植物的属间体细胞杂种存在着不育或育性低的问题。这一问题很可能是由上述的遗传不稳定性造成的。因此研究体细胞杂种的遗传基础乃是重中之重。面对以上实际问题，将细胞工程与分子生物学手段相结合，降低杂种基因来源的随机性，采取对杂种进行早期鉴定的措施，能够促进体细胞杂交在园艺作物育种中取得突破性进展。

除此之外，体细胞杂交时选用不同基因型的个体作亲本得到正常植株的希望比较大；延长再生过程能够增加重组率；采用不同的培养方法和诱导植株再生的方法能在一定程度上避免遗传信息丢失。非对称杂交获得的杂种含供体亲本染色体片段的频率比较高，而对称杂交会使杂种含有较多完整双亲染色体。所以在体细胞杂交前多选择几个基因型的植株作亲本，慎重选择对称杂交还是非对称杂交，选择合适的融合产物培养方法，以及选择出最好的再生植株加以研究利用都很重要。总之，体细胞杂交在创造园艺作物新种质，转育园艺作物优良性状，提高园艺作物的抗性，改变园艺作物生理类型等方面都有独特的优点。但是，体细胞杂交也是一项非常精细繁琐的工作，各方面都要考虑周全。作为传统育种的辅助手段，体细胞杂交常常与花药培养、回交等育种方法相结合，才能发挥其优势，完成新品种的选育，推进园艺作物育种工作的发展。

目前原生质体融合的发展趋势是：原生质体融合由以模式植物为主转移到以经济作物和重要粮食作物为主；融合方式由先前的对称融合为主逐渐变为对称、非对称融合同时发展；融合技术不断改进，从早期的NaNOsubscript3subscript诱导融合，逐步发展到以PEG诱导融合为主，现在采用电场诱导融合的研究不断增多；融合由追求新异转变为近年朝着育种和优异种质创造方向发展；开展融合的材料已涉及到很多植物，既有粮食作物，也有经济作物。

四、两体细胞杂种与两品种杂交有什么不同

两个体细胞杂种是两个体细胞融合在一起，这个杂种的染色体数是两个细胞的染色体数的和。

两品种杂交，其实就是一个物种的两个品种各自产生配子，配子结合再形成新个体，所以新个体的染色体数与这个物种的染色体数是一样的。