作者簡介:馮婉婉(1991.10-),漢族。就讀于西北民族大學生命科學與工程學院生物技術專業(yè)。
摘要:文章主要對貼壁細胞懸浮培養(yǎng)進行研究。本次研究中通過文獻資料分析了貼壁細胞懸浮培養(yǎng)的特點,然后對培養(yǎng)中體系建立的要求進行明確。體系建立的過程中嚴格依照外植體培養(yǎng)標準及愈傷組織選取標準實施,體系建立非??茖W。該體系的構建對細胞培養(yǎng)學的豐富具有一定的貢獻性作用。
關鍵詞:植物細胞;懸浮培養(yǎng);特點;培養(yǎng)體系1.貼壁細胞懸浮培養(yǎng)的特點
細胞懸浮培養(yǎng)主要指在培養(yǎng)的過程中將細小的細胞聚集在培養(yǎng)液上實施培養(yǎng),該操作主要在搖床上完成,可以在短時間內(nèi)獲得大量細胞,培養(yǎng)效果非常顯著。該培養(yǎng)的過程中主要選取植物細胞完成培養(yǎng)過程,通過將植物愈傷組織處理后放置在液體培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)操作,可以有效改善愈傷組織的分裂和增殖能力,細胞生長速度大大提升。
植物細胞懸浮培養(yǎng)時一般不需要支持物,生長速度較快,對培養(yǎng)條件要求并不苛刻。這種培養(yǎng)的過程中植物細胞可以懸浮在培養(yǎng)基中培養(yǎng),上述狀況下植物細胞懸浮培養(yǎng)面積有效提升,培養(yǎng)效果較好。與此同時,這種培養(yǎng)的過程中植物細胞敏感性一般較低,培養(yǎng)操作中無需加入動物細胞培養(yǎng)過程中的血清、微生物培養(yǎng)過程中的有機物質(zhì)等,整體培養(yǎng)成本較低,經(jīng)濟效益較好。其具體培養(yǎng)特點見表1.
表1植物貼壁細胞懸浮培養(yǎng)中培養(yǎng)特點性質(zhì)微生物植物細胞植物器官大小(μm)1-1010-200≥103細胞聚集經(jīng)常發(fā)生通常成團毛狀根、芽、體胚等倍增時間≤1h24-150h幾天不等接種密度小整個體積的5%-20%大剪切力敏感程度低高、敏感高、敏感遺傳穩(wěn)定性強弱一般耗氧量一般低高營養(yǎng)要求簡單較復雜較為復雜產(chǎn)物積累胞外,高常存于液泡中,濃度低多為胞內(nèi)產(chǎn)物,較高通氣量(L/(L.min))高≥1低≤0.6略高,1左右環(huán)境敏感性適應范圍廣可浸沒培養(yǎng)長期浸沒易玻璃化傳統(tǒng)變異篩選技術廣泛使用有時使用有時使用
2.貼壁細胞懸浮培養(yǎng)體系的建立
2.1培養(yǎng)流程
在實施植物細胞貼壁懸浮培養(yǎng)的過程中人員要嚴格依照培養(yǎng)原則要求,細化細胞培養(yǎng)流程,保證培養(yǎng)的有效性、合理性、科學性。該過程中培養(yǎng)人員需要控制從外植體的選取著手,控制好愈傷組織的誘導,合理篩選愈傷組織,從而提升原細胞的分裂分化的控制效果。貼壁細胞懸浮培養(yǎng)流程主要為:誘導、篩選愈傷組織→液體懸浮培養(yǎng)→形成懸浮體系。
2.2植物外植體的選取
植物外植體在選取的過程中要控制好以下三項原則:
第一,選取分化程度較低的植物部分,例如植物的幼芽、根系等;第二,選取幼嫩的部位,盡量保證組織類型較為豐富,例如植物的下胚軸、子葉等;第三,嚴禁選取無分化分裂部位組織細胞,部分組織細胞抑制發(fā)育物質(zhì)較多也不可選取,例如老化葉片。
植物外植體的選取作為影響細胞懸浮培養(yǎng)的重要因素,其選取效益直接影響著后續(xù)培養(yǎng)質(zhì)量,直接限制著植物細胞的培養(yǎng)效益。上述培養(yǎng)的過程中培養(yǎng)人員必須要嚴格依照外植體選取標準。
2.3愈傷組織的誘導篩選
愈傷組織是指外植體在培養(yǎng)過程中經(jīng)過脫分化、再分化等過程形成的無特定細胞形態(tài)的細胞團。該細胞團具有非常好的增殖分化能力,具有較高的遺傳穩(wěn)定性,是植物組織形成的前提。在外植體培養(yǎng)獲得愈傷組織后,培養(yǎng)人員需要對愈傷組織進行誘導和篩選,從而保證愈傷組織能夠依照需求方向進行對應分裂、分化,從而提升細胞培養(yǎng)效益。具體誘導篩選中要控制好:
(1)培養(yǎng)基的選?。寒斍凹毎囵B(yǎng)基除了能夠完成細胞培養(yǎng)外還可以實現(xiàn)細胞分離的誘導,是愈傷組織生長分化的重要促進因素。愈傷組織培養(yǎng)基在選取的過程中可以選取MS、SH、N6等多種類型,需要依照植物細胞特定確定對應培養(yǎng)操作,從而提升植物培養(yǎng)的有效性和合理性。例如在青錢柳無菌葉愈傷組織誘導和篩選的過程中培養(yǎng)人員可以通過SH培養(yǎng)基完成,在SH培養(yǎng)基中加入MS培養(yǎng)基成分,通過MS培養(yǎng)基中因素實現(xiàn)青錢柳無菌愈傷組織的誘導和繼代培養(yǎng),從而實現(xiàn)誘導和篩選的雙管齊下,從本質(zhì)上提升培養(yǎng)的效果和質(zhì)量。
(2)激素的選取和配合:激素在選取的過程中要對其組成、配比、濃度等進行全面控制,要依照誘導和分化指標需求進行對應使用。植物細胞懸浮培養(yǎng)的過程中生長素常選取濃度為0.01-10mg/L左右的2,4-D、NAA、IAA等,細胞分裂素常選取濃度為0.1-10mg/L左右的KT、6-BA、ZT等。
(3)其他條件的選取:在貼壁細胞懸浮培養(yǎng)過程中人員要對其溫度進行有效控制,保持恒溫狀態(tài)。愈傷組織培養(yǎng)中溫度一般控制在25-28℃左右,可以依照植物細胞狀況適當調(diào)整。部分植物細胞在培養(yǎng)的過程中需要適量光照才能夠完成誘導,部分植物在培養(yǎng)的過程中需要進行暗處理才能夠完成誘導,培養(yǎng)人員可以依照植物對光的需求對應處理,合理控制光強、光色等光照因素。
3.總結
貼壁細胞懸浮培養(yǎng)可以有效提升細胞的培養(yǎng)質(zhì)量,通過培養(yǎng)過程中的各項處理提升細胞培養(yǎng)效益,從而形成安全、高性能細胞體系,對我國生物學發(fā)展和應用具有至關重要的作用。當前細胞學發(fā)展的過程中我國雖然已經(jīng)加大了對貼壁細胞懸浮培養(yǎng)的研究,但研究深度不夠,仍需進一步挖掘。
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