概述

出处:按学科分类—生物科学 农业出版社《植物细胞培养手册》第189页(2665字)

电泳和同工酶技术是研究植物的有力、有用的工具。众多关于它的应用的文章和报道,但,在这里仅引用几篇。一些优秀的综述有关高等植物可供参考。必须注意的是凝胶电泳的方法学和应用许多可在医药和动物生物学的领域找到。

这项技术能用来在相对早期阶段确定是否细胞杂交成功。Wetter(1977)在融合后二个月内得以指明在大豆和粉蓝烟草间发生了体细胞杂交。爬山和矮牵融合后产生的愈伤组织经分析过氧化物酶证明实现了杂交。

这项技术已广泛用于再生植株衍生的植物材料。有关粉蓝烟草和蓝格斯多夫氏烟草种间杂交的第一篇报道采用了过氧化物酶等特征来验证杂交的成功(Carlson etal,1972)。还有许多其它融合都采用了同工酶和电泳来证实。如黄花烟草+普通烟草;Retroselinum hortense Hoffm+胡萝卜;拟南芥+油菜;矮牵牛属九个种的种间体细胞杂种;普通烟草+奈特氏烟草;林烟草+奈特氏烟草;普通烟草+粉蓝烟草;拟矮牵牛+矮牵牛等;迪勃纳氏烟草2个基因型。用来测定植物体细胞衍生的杂交材料同工酶系统研究列表9-1。

表9-1 体细胞杂种植株同功酶系统研究

核糖-1,5-二磷酸(RuDP)羧化酶,也称Fraction-1蛋白,可用以确定杂交是否成功。因为RuDP羧化酶仅发现于绿色体中,所以做研究时必须有绿色植物材料。这项技术需要提取,化学修饰和等电聚焦,是由Wildman和他的同事在研究烟草属时发明的。从黄花烟草与普通烟草的体细胞杂交后代提取的RuDP羧化酶电泳研究结果表明杂交确实发生了。只要RuDP羧化酶能够提取的地方这种研究都可进行,不限于烟草属。铃薯与黄瓜的体细胞杂交产物就是通过RuDP羧化酶等电聚焦谱带作为表型标志鉴定出来的。

茄科的研究表明,这种方法对鉴定体细胞杂交植株的核基因有用。从多倍体小麦提取RuDP羧化酶研究,确定了多倍体的起源。

同工酶作为有效标志在分化和遗传研究上尤其突出。有几篇论文描述了在分化初期同工酶变化情况,即从细胞培养物的细胞到愈伤组织然后到长成植株。Thorpe和Gaspar(1978)报道了烟草愈伤组织诱导形成苗时过氧化物酶的酶谱变化。

关于愈伤组织和细胞悬浮物与正常组织同工酶谱带的比较研究极少。茄子的过氧化物酶有差异。从同一株苗上的不同组织衍生出的菜豆悬浮细胞培养物一些同工酶系统也有不同。

等电聚焦更为有用,尤其可作为传统电泳的辅助。例如,培养细胞中葡萄糖6-磷酸脱氢酶用传统的凝胶电泳进行分离产生比较简单的带型;但用等电聚焦检测时出现一些同工酶带,有利于进一步鉴定用。这项技术已广泛应用于动物细胞培养研究,但在植物研究中的应用才开始。Brassicaraphanus中酯酶和过氧化物酶的等电聚焦谱带表明它是一个杂种。酯酶的等电聚焦可检出单倍体绿色植物与林烟草突变体的差异。

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