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细胞工程前沿动态

1.对称融合与非对称融合

细胞融合在植物上可以克服有性杂交的不亲和性，打破物种之间的生殖隔离，是扩大遗传重组范围的一种有效手段，也称之为体细胞杂交，由此再生出来的植株是体细胞杂种。

进行细胞融合的方式有两种：一是将两个物种的细胞除去细胞壁后，将完整的原生质体融合在一起。在融合的细胞中含有两个细胞核和两种细胞质，这种融合方式叫做对称融合（symmetric fusion）。对称融合往往由于细胞核分裂不同步而产生染色体排斥丢失，同时也由于两个物种的全套基因组合在一起，好坏基因共处于一个杂种中，往往需要多次回交才能除去杂种中的不利基因，耗时长，效率低。为了较好的解决对称融合所带来的问题，产生了另外一种融合方式──非对称融合（asymmetric fusion）。非对称融合是指融合双方的亲本一方为完整的原生质体（包括细胞核和细胞质），而另一方只有部分染色体和细胞质，或者无染色体只有细胞质。这种融合方式可以较好的减少不利基因的重组，所得杂种只需要数次回交就可以达到改良作物的目的，耗时短，效率较高。除去染色体的方法可以用γ射线、χ射线、紫外线等物理方法，也可以用纺锤毒素等化学方法。

2.单倍体的诱导方法及应用价值

单倍体（haploid）是指具有配子染色体数目的个体。单倍体可以自发产生，也可以诱发产生。动物中（除蜜蜂、白蚁等外）的单倍体，由于生理上不正常，在胚胎发育时期就会死亡。植物上自发产生单倍体的植物很多，如番茄、棉花、咖啡、甜菜、大麦、小麦、油菜等，共有约10个科26个属36个种的植物可以自发产生单倍体。

除了自发产生单倍体外，人工诱导产生单倍体的方法有：

（1）种间和属间杂交。由于远缘杂交，虽然不能受精，但在远缘物种的花粉诱导下，卵细胞可以在未受精情况下发育成胚，这种情况在马铃薯、大麦、小麦、玉米中都可以发生；

（2）物理和化学诱变。花粉经射线照射或化学药品处理失去受精能力，但仍可以刺激卵细胞发育成胚；

（3）双生苗筛选。有些植物可以产生多胚种子，即2～3个胚共处于一个种皮中，这样的种子可以形成单倍体植株；

（4）花药或花粉培养。单倍体具有很好的应用价值：在植物育种上，单倍体经过加倍可以使后代迅速纯合，缩短育种年限；由于单倍体经加倍后，在理论上各基因位点应处于纯合状态，对后代进行选择时，选择到的个体代表着真实的变异，避免了杂交育种中杂交优势对选择个体的干扰，提高了选择效率；用单倍体作为转基因的受体，获得的转基因材料经加倍后基因即可纯合，避免了体细胞作为受体，会由于后代分离需要多代选择的麻烦。目前以油菜小孢子作为转基因受体已得到转基因植株。

3.体细胞核移植与线粒体DNA

目前出生的克隆动物，没有与核供体动物完全一样的，如在毛色花纹上就会有微细的差异。

对多利羊的研究发现，其核外的少量DNA，即线粒体中的DNA来自于受体卵母细胞，而不像其他DNA一样来自于供体核。

法国某研究中心最近指出，现有的核移植技术普遍重视细胞核中的DNA，而忽视细胞质中线粒体DNA的作用，因此无法真正克隆出一模一样的动物。该研究中心对实验鼠进行了12年的研究，发现细胞核DNA并非包含机体全部的遗传信息，其细胞质中线粒体DNA在机体某些遗传特征方面也起重要作用。细胞核含有成千上万的基因，细胞质线粒体DNA只含有不到50个遗传基因。该研究中心发现用目前普遍采用的体细胞核移植方法得到的克隆鼠的行为有时和体细胞核供体鼠完全不同，但若将线粒体DNA也移入去核卵母细胞，克隆鼠与其体细胞提供者的行为就基本一致了。这说明线粒体DNA对动物大脑的发育和行为都有直接影响。