细胞突变体的分离和选择
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220页（3831字）
细胞培养物为高等植物分离突变体提供了很多方便，它与整体植物不同，可同时从大量的细胞中筛选所需要的特性。因为细胞是生长在均匀的培养环境中，因此可以使用可重复的选择程序。在一个细胞系中可以更加严格地鉴定突变体的特性，因为可以使用严格的生长条件。对细胞可以用物理或化学的突变剂进行均匀处理，植物细胞的有效突变是可能的。高等植物的营养缺陷细胞系的分离落后于抗性突变体的分离，主要是因为缺乏稳定的单倍体细胞系和选择系统。近来已证明，用大规模筛选法从诱变原生质体来的细胞无性系分离营养缺陷细胞系。
变异细胞系通常从原生质体分离，而更普遍地是从细胞悬浮物中分离。原生质体的好处是有大量单细胞可供利用。在有些条件下，如玉米，可从悬浮细胞再生植株，而不能从原生质体再生植株。然而，可以用过滤的方法去掉较大的细胞团。把细胞悬浮培养物在固体琼脂培养基上植板，和直接在细胞悬浮培养物中选择的办法，已分离到变异的细胞系。在交叉饲喂及有毒化合物减少的情况下，用植板的方法是有利的。此外，从一个选择平板上可以得到多个变异的无性系。在细胞悬浮培养物中直接选择可产生广泛的交叉饲喂，因为细胞是浸在液体培养基中的。在液体培养基中选择可能产生来源更杂的细胞群，因为不可能对各个细胞无性系进行鉴定。从而植板技术是至今用得最广的。
几乎在所有报道的例子中，所选择的突变体都是一种抗代谢产物。最普遍的是选择氨基酸衍生物和氨基酸抗性(图11-1)。确实，至今已报道抗13种不同氨基酸衍生物和4种氨基酸的突变体。其他的抗代谢产物有核酸碱衍生物、抗生素、除草剂和植物抗毒素。大多数耐抗代谢产物的机理，是使抗代谢产物不能与靶的大分子相互作用。如当对一种除草剂或植物抗毒素的敏感性，是由于化合物对于一个单一位点的作用时，就可以用体外培养技术选择抗性。简单的正选择已得到抗玉米胡麻斑病的玉米细胞系和抗除草剂毒莠定的烟草细胞系。
已经选择的突变细胞系曾直接用于农业，但更多的是用于植物遗传学的基本研究。在人工培养分离的最普遍的具有经济价值的突变体是抗植物抗毒素(如：玉米胡麻斑病)，抗除草剂(如抗毒莠定)，抗氯化钠和抗寒冷。所有这些特性除了最后一个特性以外，已经证明是可以经有性生殖传递的。许多其他突变体，尽管没有直接的经济重要性，在体细胞杂交中可能是有用的选择标志。在林烟草经证明抗氨基酸衍生物的细胞系在选择体细胞杂种中的用途。
在大多数例子中正选择不能分离出营养缺陷突变体。通过筛选大量从原生质体再生的细胞系(如需要异亮氨酸和尿嘧啶的细胞系)，或从悬浮培养物滤出的单细胞和小细胞团(如需要泛酸和腺嘌呤的细胞系)的营养需要来分离营养缺陷突变体。用溴脱氧尿苷富集不生长的营养缺陷细胞。生长的细胞把BudR掺入DNA。当转入光照下，BudR的光解引起DNA的广泛损害。没有生长的细胞没有掺入BudR，因而对光不敏感。分离到6个具有营养需要的细胞系。Malmberg(1979)也把BudR用于富集温度敏感的条件致死烟草突变体。通过选择对氯酸盐的抗性，已经分离到不能代谢硝酸盐(硝酸盐还原酶缺陷体)的细胞。然而这些细胞系是技术上的营养缺陷型，它们是用抗代谢产物——氯酸盐的直接正选择法分离得到。
经体外培养技术已经分离到大量(约128种)变异细胞系。目前从21个不同种中选到了51种表型。其中在8个种中有25个细胞系已经再生植株。只有13例对于从体外培养分离的突变植物进行遗传分析。其中，11个是烟草属，最多的是普通烟草。然而，大多数变异细胞系进行过生化分析。许多变异细胞系完全没有进行过分析。人工培养突变体选择目前状态综述如下。
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