细胞的全能性与遗传变异.ppt

第63页,共69页，星期六，2024年，5月第64页,共69页，星期六，2024年，5月DNA甲基化及CpG岛DNA甲基化是最早发现的基因表观修饰方式之一,可能存在于所有高等生物中。DNA甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则诱导了基因的重新活化和表达。甲基化的主要形式有5-甲基胞嘧啶,N6-甲基腺嘌呤和7-甲基鸟嘌呤。原核生物中CCA/TGG和GATC常被甲基化，而真核生物中甲基化仅发生于胞嘧啶。DNA的甲基化是在DNA甲基化转移酶（DNAMTs）的作用下使CpG二核苷酸5端的胞嘧啶转变为5甲基胞嘧啶。第65页,共69页，星期六，2024年，5月哺乳动物中，CpG序列在基因组中出现的频率仅有1%，远低于基因组中的其它双核苷酸序列。在基因组的某些区域中，CpG序列密度很高，可以达均值的5倍以上，成为鸟嘌呤和胞嘧啶的富集区，形成所谓的CpG岛[5]。CpG岛大约含有500多个碱基。在哺乳动物基因组中约有4万个CpG岛，而且只有CpG岛的胞嘧啶能够被甲基化[6]，CpG岛通常位于基因的启动子区或是第一个外显子区[7]。健康人中，CpG岛中的CpG位点通常是处于非甲基化状态，而在CpG岛外的CpG位点则通常是甲基化的。当肿瘤发生时，抑癌基因CpG岛以外的CpG序列非甲基化程度增加，而CpG岛中的CpG则呈高度甲基化状态，以致于染色体螺旋程度增加及抑癌基因表达的丢失[9]。

第66页,共69页，星期六，2024年，5月离体培养再生植株的甲基化变化首先在玉米体细胞无性系再生植株中发现.胡萝卜、番茄、马铃薯等多种植物的培养细胞或再生植株中，均报道发现了因DNA甲基化改变而产生的体细胞变异.离体培养中的某些变异还来自于DNA甲基化程度的降低。最典型的例子是油棕体细胞胚植株由于甲基化的减少而造成的雄蕊雌性化变异。（Rival，1997）第67页,共69页，星期六，2024年，5月小结离体培养中遗传的稳定性是相对的，而体细胞变异发生是普遍的。选用适当的外植体和培养方式，减少体细胞变异发生，使培养群体维持遗传稳定，利用离体培养的快速繁殖优势繁殖健康种苗。将离体培养技术与诱变技术相结合，可以提高变异频率，增加变异选择的基础材料，丰富遗传资源。第68页,共69页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第69页,共69页，星期六，2024年，5月1．体细胞胚从外植体上直接发生叶片为外植体，体细胞胚两个阶段：诱导期：叶片表皮细胞或亚表皮细胞感受培养刺激，进入分裂状态。胚胎发育期：形成的瘤状物继续发育，经过球形胚、心形胚等发育过程，最后形成体细胞胚。第31页,共69页，星期六，2024年，5月2．经过愈伤组织的体细胞胚发生三个培养阶段：诱导外植体形成愈伤组织；诱导愈伤组织胚性化；体细胞胚形成。在以幼胚、胚以及子叶为外植体时，通常可以直接诱导胚性愈伤组织产生，进而发生体细胞胚。因此，经过愈伤组织的体细胞胚胎发生，胚性愈伤组织的形成是培养的关键。第32页,共69页，星期六，2024年，5月图1甘薯茎尖分生组织诱导的胚性愈伤组织Fig11Embryogeniccallusfromapicalmeristem第33页,共69页，星期六，2024年，5月图2不同发育时期的体细胞胚Fig12Somaticembryosatdifferentdevelopmentalstages第34页,共69页，星期六，2024年，5月图3从体细胞胚分化丛生试管苗Fig13Plantletsfromsomaticembryos第35页,共69页，星期六，2024年，5月3．细胞悬浮培养的体细胞胚胎发生

两类细胞：自由分散大而高度液泡化细胞，不具备胚胎发生潜力；成簇团的体积小而细胞质致密的细胞，具有成胚能力，称为胚性细胞团。胚性细胞团：适宜的胚胎发生培养基，外围细胞开始第一次不均等分裂。一个细胞较大，以后发育成类似胚柄的结构；另一个分裂形成类似原胚的结构，经球形期、心形期等发育阶段形成完整的体细胞胚。第36页,共69页，星期六，2024年，5月二、体细胞胚的结构与发育特点

与器官发生形成个体的途径相比，两个特点：一是体细胞胚具有双极性（doublepolarity）二是体细胞胚形成后与母体的维管束系统连系较少，即出现所谓的生理隔离（physiologicalisolation）现象。与合子胚相比，体细胞胚一般没有真正的胚柄只有类似胚柄的结构；子叶常不规范，有时具有两片以上的子叶；体积明显小；没有休眠。第37页,共69页，星期六，2024年，5月三、影响体细胞胚发生的因素

外源激素对体细胞胚胎发生的调控培养基及培养条件