“红颜”草莓原生质体制备及瞬时转化体系的建立

为探索“红颜”草莓悬浮细胞系原生质体提取的最优条件,并建立“红颜”草莓原生质体瞬时转化体系,以“红颜”草莓悬浮细胞为材料,对酶液组成、酶解温度、酶解方式进行研究。用PEG介导的瞬时转化法将标记基因GFP转化到“红颜”草莓原生质体中。结果显示：以“红颜”草莓悬浮细胞系作为分离材料,酶液组合为CPW中含有0.5%PVP+0.1%MES+1%纤维素酶+0.5%离析酶+0.01%半纤维素酶+0.9 mol/L甘露醇,在低速（50 r/min）恒温（31 ℃）震摇下进行酶解反应,酶解10 h时,达到“红颜”草莓原生质体最佳分离效果,每克鲜重产量可得原生质体6×10⁸ 个,活力值可达93.0%。PEG介导法成功将含有绿色荧光蛋白（green fluorescent protein, GFP）的植物表达载体转化“红颜”草莓悬浮细胞原生质体,转化效率达44%。通过实验筛选得到“红颜”草莓悬浮细胞原生质体的最佳制备条件,建立“红颜”草莓悬浮细胞原生质体的瞬时转化体系,为进一步开展“红颜”草莓功能基因及合成生物学研究奠定基础。     

普通小麦幼苗叶肉细胞原生质体分离方法的优化

以7日龄小麦幼苗的叶肉细胞为材料,采用正交试验分析了纤维素酶浓度、离析酶浓度、酶解时间、甘露醇浓度对原生质体分离时的产量和活力的影响;采用瞬时表达技术通过PEG-Ca~(2+)介导法转化小麦的原生质体,分析了PEG浓度对转化效率的影响。结果表明,小麦叶片原生质体分离的最佳条件为纤维素酶1.5%,离析酶0.75%,甘露醇0.4 mol/L,酶解时间3 h,得到的原生质体的产量可达到7.2×10~6个/g·FW,活力超过95%;瞬时表达实验结果表明,在25%PEG浓度下,小麦原生质体的转化效率最高。     

沙冬青子叶原生质体瞬时表达体系的建立及其AmDREB1蛋白的亚细胞定位

以沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus(Maxim.ex Kom.)Cheng f.)幼苗的子叶为材料,对其原生质体的分离、纯化和瞬时表达体系进行了研究。结果表明,子叶原生质体分离的最佳酶解液组成为CPW溶液+3.0%纤维素酶R-10+0.5%离析酶R-10+0.3%半纤维素酶+9.0%甘露醇(p H5.8);最佳酶解条件为室温、避光、40 r/min轻摇14 h。采用W5溶液作为漂洗液将酶解物稀释后进行过滤,将过滤液在4℃、700 r/min条件下离心5 min,所得纯化原生质体的产量约为2.50×106cells/g,活力达到90%;以纯化的原生质体作为受体,利用聚乙二醇(PEG)介导法成功将植物瞬时表达载体p BI-GFP导入其中,转化效率达到50.8%。利用本研究建立的原生质体瞬时表达体系,检测到沙冬青脱水应答转录因子Am DREB1定位于细胞核内。     

苦荞叶肉细胞原生质体的分离纯化及瞬时转化

高效分离原生质体是遗传转化、细胞融合和再生培养的基础性工作。该实验以苦荞(Fagopyrum tartaricum)品种‘榆6-21’的叶肉细胞为材料,研究了酶类组合、甘露醇浓度、酶解时间以及离心速度对苦荞叶肉细胞原生质体分离纯化的影响。结果表明:酶解液组成为1.5%纤维素酶R-10+0.5%离析酶R-10+0.5mol/L甘露醇+20mmol/L MES+20mmol/L KCl+10mmol/L CaCl2+0.1%牛血清白蛋白,以第5~7片真叶为材料,用胶带纸撕去叶片下表皮后,25℃黑暗酶解4h,以900r/min离心收集,可以获得高质量的原生质体,原生质体产量可达6×106个/g,活力达到90%以上;用双荧光素酶报告基因载体检测原生质体的转化效率,以分离纯化的苦荞叶肉细胞原生质体为受体,将双荧光素酶报告基因载体与其混合后,在终浓度为20%PEG4000介导下,黑暗转化20min,可以检测到较高活性的萤火虫荧光素酶和海肾荧光素酶,证明双荧光素酶报告载体可成功转化到原生质体中。研究结果为苦荞原生质体瞬时转化及遗传操作提供了技术基础。     

葡萄原生质体分离及瞬时转化体系的建立

为了建立葡萄原生质体进行遗传转化的技术,该研究以葡萄品种‘黑香蕉’的叶片和愈伤组织为材料,分析纤维素酶和离析酶的浓度与配比、渗透压和酶解时间等主要因素对葡萄原生质体分离的影响,探讨建立稳定、高效的葡萄原生质体分离与瞬时转化体系,为鉴定目标基因的功能奠定基础。结果表明:(1)葡萄叶片原生质体的分离以3.0%纤维素酶和0.75%离析酶的酶组合,在0.6mol/L甘露醇溶液中,酶解14h为宜,每克游离产量为4.09×106个原生质体,活力为83.12%。(2)葡萄愈伤组织原生质体的分离以2.0%纤维素酶和0.5%离析酶的酶组合,在0.5mol/L甘露醇溶液中,酶解14h为宜,每克游离产量为6.05×106个原生质体,活力为84.13%。(3)利用该方法得到的葡萄原生质体为受体,采用40%PEG-4000介导转化质粒载体pEZS-NL,目标基因瞬时表达产物检测表明,GFP蛋白表达稳定、清晰。该研究建立的葡萄原生质体制备和转化体系,可以用较少量的质粒DNA获得外源基因在原生质体内的表达,为葡萄功能基因的研究提供技术支持。     

北美鹅掌楸原生质体的分离与培养

以鹅掌楸属植物北美鹅掌楸的悬浮细胞和组培苗叶片为材料,对北美鹅掌楸原生质体分离、纯化与培养条件进行研究.结果表明:叶片和悬浮细胞用含有0.1％2-吗啉乙磺酸(MES)和0.6 mol/L甘露醇的Cell ProtoplastWash(60M-CPW)溶液25℃预处理lh效果最好;悬浮细胞最佳酶解液为60M-CPW+ 1％纤维素酶+1％半纤维素酶+0.2％果胶酶Y-23+0.1％ MES,每克材料25℃酶解6h有效原生质体产量可以达到3×106个;叶片最佳酶解液为60M-CPW+2％纤维素酶+1％半纤维素酶+0.2％果胶酶Y-23+0.1％ MES,每克材料25℃酶解10 h有效原生质体产量可以达到11×106个;悬浮细胞原生质体易于培养,在KM8p+1.0 mg/L 2,4-D+0.5 mg/L 6-BA培养基中培养25 d可形成肉眼可见的愈伤组织.     

丹参悬浮培养细胞原生质体的制备和活力检测

对丹参悬浮培养细胞原生质体制备条件进行了研究,并利用FDA染色和钙离子荧光探针Fluo-3/AM装载对制备得到的原生质体的活力和功能进行了检测。丹参悬浮培养细胞原生质体的制备条件为:悬浮培养细胞酶解的适宜酶液组合为纤维素酶1.5%、果胶酶0.3%和离析酶0.5%;适宜的甘露醇浓度为0.4 mol/L;酶解时间为12 h;在600 r/min转速下离心5 min收集,纯化得到原生质体,其产量为1.1×106/g FW,FDA检测显示其活力为95%以上,荧光探针Fluo-3/AM可成功装载到原生质体中。     

非洲菊原生质体制备及瞬时转化系统的建立

非洲菊(Gerbera hybrida)已成为研究复杂花序进化与发育的模式植物。以非洲菊无菌组培苗叶片为材料,分析不同浓度纤维素酶及离析酶配比对非洲菊原生质体提取效率的影响,建立了稳定、高效的非洲菊原生质体提取与瞬时转化体系。结果表明,以2.0%纤维素酶+0.3%离析酶组合,在0.4 mol·L~(–1)甘露醇溶液中,酶解4小时,酶解温度为25°C,得到产量高达2.2×10~7个·g~(–1) FW及活力较高的原生质体,可直接用于植物蛋白亚细胞定位和蛋白间相互作用实验,转化效率达80%。该研究建立了非洲菊原生质体制备和瞬时转化体系,为非洲菊基因功能研究奠定重要的技术基础。     

'过山香'香蕉胚性悬浮细胞原生质体分离的方法研究

目的:研究不同的方法对‘过山香'胚性悬浮细胞原生质体分离的影响,筛选最适合用于‘过山香'香蕉胚性悬浮细胞原生质体分离的方案.方法:用不同浓度、不同组合的酶液对‘过山香'原生质体进行分离,并对酶液的甘露醇含量、pH值进行调节.结果:3.0%纤维素酶R-10+0.2%果胶酶Y-23的是最佳酶组合;酶解8 h、酶液中含0.41 M甘露醇、酶液pH值为5.3时,获得原生质体产量最高.结论:合适的酶组合、酶解时间、酶液的渗透压和pH值对‘过山香'香蕉胚性悬浮细胞原生质体的分离有明显的促进作用.     

蕨麻愈伤组织原生质体制备条件的优化

以青海‘蕨麻4号’诱导培养的愈伤组织为材料,采用4因素3水平L9(34)正交实验,研究酶类组合、酶解时间、甘露醇浓度及离心速度等主要因素对蕨麻原生质体分离的影响,建立高效、稳定的蕨麻原生质体分离体系,为进一步通过原生质体融合、基因工程等方法对蕨麻进行品种改良奠定基础。结果表明:各因素对蕨麻原生质体产量的影响顺序为:酶类组合酶解时间甘露醇浓度离心速度;青海‘蕨麻4号’愈伤组织原生质体的最适酶解条件为:2.0%纤维素酶+0.75%果胶酶,40r/min振荡酶解10h,甘露醇浓度为0.5mol/L,离心转速为1 000r/min时原生质体的产量达最大(8.96×10~5 cells/g),活力为92.77%。     

基于响应面法对香菇原生质体制备条件的优化

香菇Lentinula edodes是我国食用菌年产量最大的单品,优化香菇原生质体的制备条件,获得高质量、高活力的原生质体可以为香菇育种和遗传多样性分析提供技术保障。本研究利用单因素试验对稳渗剂浓度、酶解液类型、酶解时间、酶解温度4个因素的最优作用条件和相关性进行检验和筛选;依据单因素试验的结果,对酶解时间、酶解温度、酶解液种类进行响应面法3因素3水平试验优化分析。单因素试验结果表明,使用2%的溶壁酶+蜗牛酶+纤维素酶混合酶制剂为酶解液、0.6 mol/L甘露醇为稳渗剂的效果显著高于其他处理(P<0.05)。经Box-Behnken设计得出香菇原生质体最佳制备条件为酶解时间3.25 h,酶解液浓度1.7%,酶解温度30.49 ℃,获得原生质体产量为14.02×10⁶ CFU/mL,与理论产量(13.862×10⁶ CFU/mL)偏差小,可为后续原生质体融合育种和多样性分析提供重要基础。     

利用荧光染色和流式细胞技术辅助卵孢小奥德蘑原生质体制备与再生研究

本研究以卵孢小奥德蘑液体培养菌丝作为实验材料,利用单因子变量法探索研究了菌丝培养时间、酶浓度、酶解时间、酶解温度、稳渗剂类型对卵孢小奥德蘑原生质体制备的影响,并对原生质体再生培养基进行选择和优化。通过荧光染色,利用激光共聚焦显微镜和流式细胞仪对原生质体的制备过程、得率和活力进行研究。结果表明,将卵孢小奥德蘑菌丝在液体培养基中培养5d收集菌丝体,以甘露醇作为渗透压稳定剂,在溶壁酶浓度2%、30℃条件下酶解5h,获得的原生质体得率最高,达2.0×10 ⁷个/mL;通过流式细胞仪分析,约57.69%的原生质体细胞为活细胞;在RM培养基中再生效果最好,再生率为(0.103±0.025)%。研究结果可以为卵孢小奥德蘑育种与食用菌原生质体制备再生提供研究基础。     

玉米、小麦、水稻原生质体制备条件优化

玉米Zea mays L.、小麦Triticum aestivum L.、水稻Oryza sativaL.是三大重要粮食作物,对其原生质体制备条件的优化具有重要意义.以玉米(综3)、小麦(中国春)、水稻(日本晴)10日龄幼苗为材料,研究了叶肉细胞原生质体分离过程中的酶浓度、酶解时间和离心力大小等因素对产量和活力的影响.结果表明:酶浓度和酶解时间对原生质体产量影响显著,随着酶解液浓度和酶解时间的提高,原生质体产量增加,但细胞碎片同时增多.水稻经真空处理后,原生质体产量大幅度提高.通过正交实验设计得出如下结果:玉米叶肉细胞原生质体分离的最佳条件为:纤维素酶1.5％,离析酶0.5％,50 r/min酶解7h,100×g离心2 min收集,原生质体产量为7×106/g FW;小麦叶肉细胞原生质体分离的最佳条件为:纤维素酶1.5％,离析酶0.5％,50 r/min酶解5h,100×g离心2 min收集,原生质体产量为6×106/g FW;水稻叶肉细胞原生质体分离的最佳条件为:纤维素酶2.0％,离析酶0.7％,50 r/min酶解7h,1 000×g离心2 min收集,得到的原生质体产量为6×106/g FW.通过二乙酸荧光素染色发现原生质体活力均在90％以上.用PEG-Ca2+介导法将含有绿色荧光蛋白的质粒转化入原生质体,转化率可达50％ ～80％.     

基于PEG介导原生质体转化构建粉红聚端孢荧光标记

粉红聚端孢是多种植物的重要病原菌。本研究通过酶解粉红聚端孢幼嫩菌丝细胞壁获得原生质体,用PEG介导原生质体转化将携带GFP基因和博来霉素抗性基因的外源DNA随机插入粉红聚端孢基因组,共获得博来霉素抗性菌株90株,转化效率达18个/μg。选取22株转化子荧光观察,发现均可表达荧光,菌株间荧光强度不同,其中10株转化子荧光表达较强。与野生型相比,突变菌株TR45的菌落生长、产孢量和致病力等生物学特性均未改变,在不含博来霉素的培养皿中继代培养10代荧光仍能稳定表达。本研究构建的高效原生质体制备和PEG介导粉红聚端孢遗传转化方法,可用于该菌基因功能研究,绿色荧光标记菌株可用于病菌侵入、田间监测、侵染循环等发生规律研究。     

Plant Regeneration from Protoplasts of Peucedanum Terebinthaceum (Fisch.) Fisch. ex Turcz

Calll with many embryogenic cell colonies were produced from segments of seedlling of Peucedanum terebinthaceum (Fisch.) Fisch. ex Turcz. which were cultured on the 1/2MS agar medium (with half quantity of macronutrients) containing 1 mg/l 2,4-D. Cell suspension culture with high percentage of embryogenic cell colonies was established from the calli shaking in liquid medium. The cell suspension culture was used for protoplast preparation. Protoplasts were obtained with the enzyme mixture containing 1.5% Onozuka R-10, 0.3% Macerozyme R-10, 0.5% Snailase, 5 mmol/l CeCl2, 1 mmol/l KH2PO4, 0.6 mol/l mannital at pH 5.8 and 25℃. Cultured in a modified MS liquid medium containing 1 mg/l 2,4-D+ 0.5 mg/l zeatin, the protoplasts emered division after four days, and formed cell colonies of 0.5–1mm after about forty days. When transfered to 1/2 MS liquid medium supplemented with zeatin (0.5 mg/l), the cell colonies differentiated in to embryoids, then developed into plantlets with many green leaves and roots on the 1/2 MS agar medium devoid of phytohormones.     

茯苓原生质体制备与再生条件的研究

研究了酶、酶解时间、菌龄、稳渗剂等对茯苓原生质体制备与再生的影响。茯苓原生质体制备的最佳条件为:纤维素酶(1．5%)和蜗牛酶(1．5%)的等量混合酶解系统,酶解时间3h,7d菌龄菌丝,产量可达1．77×10~7个/mL。以甘露醇为稳渗剂,采用CYM再生培养基,酶解时间3h,7d菌龄菌丝,其原生质体再生率最高,为0．164%。这一结果为茯苓通过原生质体技术进行菌种改良提供了重要技术参数。     

金色链霉菌转化系统的优化

12 %的蔗糖浓度、 0 5 %甘氨酸、溶菌酶酶解 1h,是金色链霉菌原生质体制备的较优条件。采用麸皮再生培养基替代R2YE再生培养基 ,原生质体再生率、生长及筛选效果得到明显改善。P buffer介导的质粒转化效率高于T buffer,33%的PEG1 0 0 0是质粒转化金色链霉菌原生质的最适浓度。     

Plant Regeneration from Protoplasts of Coriandrum sativum

Calli produced from stem segments of seedling of Coriandrum satwum which were cultured on MS agar medium containing NAA 1.0mg/L. The embryogenic cell colony suspension was estabilished on MS liquid medium containing NAA 1.0mg/L%2,4-D 0.2mg/L+BA 0.5 mg/L. The cell suspension culture was used for protoplast preparation. Protoplasts were obtained in the enzyme mixture containing 2.0% Onozuka R-10, 1.0% pectinase, 0.5% snailase, 0.5% dextran sulfate potassium Salt, 0.6mol/L mannital CPW solution at pH 5.8 and 25℃. Cultured in a KM8P liquid medium containing NAA 1.0mg/L+2,4-D 0.2mg/L+6-BA 0.5 mg/L, glucose 0.4mol/L and CM 20mi/L; the protoplasts entered the stage of derision after three days, cell clusters formed in 10 days and calli formed after about 50 days. When the calli were transferred to MS agar medium containing many growth substances, they differentiated into embryoids, and then developed into plantlet with many green leaves and roots on the 1/2 MS agar medium.