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浅谈植物悬浮细胞培养

(2018-10-25 14:56:56)
标签:

悬浮细胞系

植物悬浮细胞培养

分类: 悬浮细胞系


  植物细胞悬浮培养是指植物细胞或小的细胞聚集体在液体培养基中,于摇床上进行悬浮培养。这些细胞或小的聚集体来自愈伤组织,某个器官或组织,甚至幼嫩的植株,通过物理或化学的方法进行分离而获得。与传统的整株材料相比,植物细胞悬浮体系由于其分散性好、细胞形状及细胞团大小大致相同,而且生长迅速、重复性好、易于控制等有利因素,被广泛用于生理学、细胞学、生物化学、发育生物学及遗传学、分子生物学的研究。它不仅可直接用于原生质体分离、培养、杂交、基因转移、生产次生代谢物等,还可在短期内在细胞水平筛选出预期突变体,因此,悬浮细胞培养已成为植物生物技术中一个最有用的手段之一。

  悬浮细胞本质上属于能快速增殖的高度分散愈伤组织,生长和代谢速度快,细胞全能型较高。作为瞬时表达检测的材料,结果更直观,无叶绿体干扰,可以明显简化实验操作,缩短实验周期。作为稳定表达材料,除缩短转化实验周期外,还可明显缩短筛选周期。植物细胞表达蛋白质量高于微生物,培养成本低于动物细胞。

悬浮细胞系优势

http://s6/bmiddle/007eE9R1zy7oFU6zvrTc5&6901、悬浮细胞生长速度快
  悬浮培养细胞的二倍生物量扩增周期一般为5~15d,最快的烟草BY-2细胞系可在13h完成一个细胞周期。该增殖速度是一般组培苗和愈伤组织的5~15倍。

http://s10/bmiddle/007eE9R1zy7oFU7gvB7a9&6902、悬浮细胞的稳定性高
  悬浮细胞分散性和均一性远远优于传统材料,因此实验重复性好,结果更有说服力。且在实验中由于比表面积大,颗粒度小,本身就避免了许多由于材料不均匀导致的实验误差。

http://s12/bmiddle/007eE9R1zy7oFU8ovijeb&6903、悬浮细胞在优化实验方面的优势
  作为细胞水平的实验材料,悬浮细胞生长速度快、增殖快、细胞活力强、代谢速度快,具有明显的优势,可大大缩短实验周期。且其分散性好节省了很多材料处理的步骤,可简化实验操作。作为细胞水平研究材料,较原生质体相比,节约了制备原生质体的步骤,且悬浮细胞的细胞活力较强,在实验操作中比原生质体更容易存活。

  此外,根据我们钟鼎生物的经验,悬浮细胞的耐受性较强,温度胁迫、缺氧、缺乏营养物质等环境会对其生长造成影响,但不会导致细胞死亡,耐长途运输。对一种悬浮细胞的培养条件探究实验中发现,一旦悬浮体系建成,营养、温度、氧气、pH等条件对其生长影响都不大。对很多抑菌剂和实验试剂的耐受性也较好,同样的实验操作,组织叶片和愈伤组织会出现萎蔫和褐化等现象,但悬浮细胞就不受影响。植物组培几乎都不耐受微生物侵染和毒害,即便耐受操作难度也较大,侵染时间不能过长,但悬浮细胞在污染的培养体系中仍然可以存活很久,也有和微生物共培养的潜力。


应用于亚细胞定位


1、采用原生质体进行亚细胞定位,结果更直观明显。


2、悬浮细胞有类似效果,且细胞更大,细胞壁薄。


3、可作为制备原生质体的最佳材料。

悬浮细胞应用于瞬时表达

操作方法 前期准备 转染 检测
传统方法 种植植株 注射叶片 叶片制片
优势 种植技术成熟 技术成熟
劣势 周期较长,受环境影响较大,占地面积大 操作时间长,转化时间长 操作不方便,细胞不规则
悬浮细胞 维持细胞系 混合细胞 细胞制片
优势 随用随取,占地小 操作方便,转化时间短 操作方便,细胞大二规则,结果更直观。
劣势 建立周期长,维系难度大,设备成本高 无叶绿体
传统方法 悬浮细胞
材料准备 种植1~2个月 长期维持,随取随用
操作时间 5~10 分钟 5~10秒钟
实验周期 3~5天 2~3天
材料体积 一盆植株 1~3 mL细胞悬浮液
优势 应用成熟 实验周期短,技术水平高,部分实验结果更直观。

悬浮细胞系应用于稳定表达--以拟南芥为例

实验操作 拟南芥 实验操作 悬浮细胞
待发芽开花 14天 构建基因载体 3~5天
花盘转染至收种 30天 农杆菌转化 1~3天
收种筛选(T0) 40天 阳性筛选及分化结种(T1) PCR鉴定 40天
阳性种(T1)PCR鉴定 40 天
实验周期 3~4个月 实验周期 2~3个月
缩减实验周期 3个月 缩减实验周期 2月左右

悬浮细胞系应用于稳定表达--以水稻为例

实验阶段 以种子为材料 以悬浮细胞为材料
诱导愈伤 14天 无(另需3~5天构建表达载体)
继代 (10~20)*N 天 0~5天
侵染 3~5 天 1~3天
筛选 14天 14天
分化 15天 15天

PCR检测

3~5天 3~5天
总周期 2~3个月 1~2个月

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