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植物组织培养快繁技术:单细胞培养及无性系获得

【摘要】:培养基和愈伤组织供给单细胞营养,使细胞能持续分裂形成细胞团。一般1个多月后,单细胞可分裂成为肉眼可见的愈伤组织小块,待2~3个月后即可从滤纸上直接转移到新鲜培养基上,得到单细胞无性系。平板培养是为分离单细胞无性系,研究其生理、生化、遗传上的差异而设计的一种单细胞培养技术,广泛应用于细胞、原生质体及融合产物的培养。由于培养基少,营养、水分和pH变动大,培养细胞仅能短期分裂。

(一)看护培养法

指用一块活跃生长的愈伤组织块来看护单个细胞,并使其生长和增殖的方法。此法简单易行,易于成功,但不能在显微镜下直接观察细胞生长过程。

具体方法是:

1.把含琼脂的培养液加到小三角瓶中,使成1 cm厚,高压灭菌后备用。

2.在无菌条件下,取处于活跃生长期的约1 cm见方的愈伤组织块,将其安放在三角瓶中固体培养基上的中央部位,并在愈伤组织块上放一片约1 cm2的无菌滤纸,将其在培养室中放置过夜,使滤纸充分吸收从组织块渗出来的营养成分

图8-1-1 看护培养法的培养过程

3.将分离出的单个细胞接种到滤纸上进行培养。

培养基和愈伤组织供给单细胞营养,使细胞能持续分裂形成细胞团。一般1个多月后,单细胞可分裂成为肉眼可见的愈伤组织小块,待2~3个月后即可从滤纸上直接转移到新鲜培养基上,得到单细胞无性系。

(二)平板培养法

指将单个细胞与融化的琼脂培养基均匀混合,并平铺一薄层(1 mm)在培养皿底上进行培养的方法。平板培养是为分离单细胞无性系,研究其生理、生化、遗传上的差异而设计的一种单细胞培养技术,广泛应用于细胞、原生质体及融合产物的培养。

1.单细胞悬浮液的制备

将要培养的材料诱导形成愈伤组织,再将愈伤组织或器官组织用酶解法或机械振荡培养法游离出单细胞,然后用孔径大小适当的不锈镍丝网过滤,除去残渣和多细胞团,滤液即为细胞悬浮液。

图8-1-2 平板培养法

2.悬浮细胞密度的调制

平板培养要求一定的细胞密度,过高过低都对培养不利。因此,必须对过滤得到的悬浮液进行细胞计数。操作方法如下:

(1)滴一滴悬浮细胞液到计数板凹槽中。

(2)盖上盖玻片,稍压使之与计数板紧密结合。若凹槽中有气泡,应重新制作。(www.chuimin.cn)

(3)置于显微镜下经重复多次观察,记下视野中计数板上方格内的细胞数。

(4)换算成每毫升中的细胞数。

由于每个方格的体积是已知的,可根据已知方格中的细胞数换算出每毫升悬浮液中的细胞数,然后根据平板培养要求的细胞密度和悬浮液的实际密度进行调制。一般的平板培养要求细胞密度每毫升1×103~1×105个,若悬浮液同琼脂培养基以1:2或1:4混合,则应把悬浮液的细胞密度调到每毫升2×103~2×105个或者5×103~5×105个。若悬浮液中细胞密度高于此值,则加培养液稀释;若低于此值,则通过离心使细胞下沉后,吸出一定量上清液使其达到所要求的密度。

3.琼脂培养基的配制

有两种配制方法,一是直接配制1.4%琼脂培养基;二是配制条件培养基,其制作方法是,首先把已进行一段时间亲本细胞培养的液体培养基离心,沉淀细胞材料,取上清液一份同灭菌的1.4%琼脂培养基一份趁热充分混合,即为含0.7%琼脂的条件培养基。

4.平板制作

取上述已知细胞密度的单细胞悬浮液一份,与溶化状态的(35℃)0.7%琼脂条件培养基2~4份充分混合均匀,倒入各个无菌培养皿中,制成1 mm厚的琼脂培养基平板,盖上皿盖,并用胶带封口。

5.培养

将平板置于25℃的条件下培养,定期观察,大约3周后即形成单细胞无性系。再计算每个培养皿中出现细胞团的数量,由此计算植板率。植板率是指已形成细胞团的单细胞与接种总细胞数的百分比(即每100个铺在平板上的细胞中有多少个能长出细胞团)。

植板率=(每个平板中所形成的细胞团数/每个平板中接种的细胞数)×100%

(三)微室培养法

指人工制造一个小室,将单细胞培养在小室中的少量培养基上,使其分裂增殖形成细胞团的方法。该方法可在暗视野或相差显微镜下清楚地观察到活细胞的各种变化,甚至还可以观察到线粒体的变化。由于培养基少,营养、水分和pH变动大,培养细胞仅能短期分裂。其培养方法是:

图8-1-3 微室培养法

1.将洗净的盖玻片与载玻片在酒精灯火焰上消毒,冷却后按盖玻片大小在载玻片上涂一圈四环素眼膏,形成一个凹穴。也可用石蜡油与盖玻片组建凹穴。

2.将细胞悬浮液滴一小滴于凹穴内,然后在四环素眼膏上放一小段毛细管,将消毒后的盖玻片盖在四环素眼膏围成的凹穴上,使其与眼膏紧密接触,这样在盖玻片与载玻片之间形成一密闭的小室,小室通过毛细管与外界通气,盖玻片盖上后要使其与细胞悬浮液滴相接触。

3.带有培养物的微室可以按需要放在培养箱或培养室中,温度26℃~28℃,光照或黑暗条件下进行培养。

4.观察或照相时的环境温度一定要与培养时的温度相同。