细胞杂交

“杂交”，农业上是在大田中进行的一种作为改良作物品质和培育新品种的重要方法。由于妨碍杂交的不亲和性因子的作用，通过正常的授粉程序来获得某些种内和种间杂种植物是较困难的。在实验室里，采用细胞杂交来产生杂种后代，就可能把有用的基因（抗病基因、固氮基因、抗虫基因、蛋白质量以及抗寒基因等）通过这种遗传操作技术从一个种转到另一个种。这样，就扩大了植物育种的遗传背景，对农业经济的巨大影响是不言而喻的。

细胞杂交亦称为原生质体融合，是以植物的体细胞为材料，经特殊的酶处理后，用去掉了细胞壁的裸细胞——原生质体为亲本进行融合的一种新型的生物技术。

在离体培养的条件下，每个生活的植物细胞都具有保持母体的遗传特性及重新形成新个体的细胞“全能性”。植物细胞分裂后形成细胞团，细胞团再分化而形成为新的植物个体。原生质体作为一个单细胞也具有这种产生新的植物个体的“全能性”。进行细胞杂交的第一步，是从植物的体细胞制备原生质体。如对不同植物的各种组织（叶、花粉、愈伤组织和悬浮细胞等）用纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶等处理，使去掉细胞的细胞壁，将原生质体分离出来。以后再将不同植物的原生质体置于某种方法下诱导细胞融合以产生杂种细胞及细胞团并使其进一步分化成为杂种小植株。目前采用较多的有聚乙二醇（PEG）高钙高pH法以及电融合法和最近新发展的一种微融合技术，即仅在一对严格挑选出来的原生质体间用电场和电脉冲诱导融合的方法。

细胞融合可以是完整的原生质体或亚原生质体，也可以是单倍体细胞或二倍体细胞。这些分化的或未分化的具全能性的细胞，都可以通过体细胞杂交而成为新的生物资源。由于融合过程不存在受精作用中特异性配子识别反应，因此，利用体细胞融合来生产杂种就可完全不受生殖隔离机制的限制，从而使远缘种间的基因重组成为可能，这也为性不亲和的近缘种间的基因交换创造了机会。生物学家们希望，利用不同植物可能携带的优良农艺性状，如高产、优质、抗病、抗逆等野生种或近缘种的优良特性转入相应的栽培种，为农业创造新的作物品种，扩大栽培品种的基因库。也可以利用细胞杂交来发展多个亲本的细胞融合技术探索更为广泛的基因重组，产生有性杂交方法生产的三属杂种以及通过配子细胞和体细胞融合产生三倍体杂种，等等。

目前，科学家们已从许多种内、种间、属间甚至科间的体细胞杂交获得了杂种细胞系或杂种植株。如番茄和马铃薯的体细胞杂交获得了杂种植株。大豆和粉蓝烟草的体细胞杂交产生了连续增殖的杂种细胞系。茄子和抗线虫与螨的野生茄细胞融合还获得了抗虫的杂种植株。我国科学家也曾用烟草瘤B6S3和矮牵牛W43两个不同属的植物为亲本进行细胞杂交，得到了属间的杂种后代。这些植株的叶子有点像矮牵牛，有的又像烟草。根据一系列筛选办法和对杂种的细胞学、酶学及形态学鉴定，均证明它是一个体细胞杂种植株。用类似的技术重复试验，还得到了粉蓝烟草和矮牵牛及普通烟草和拟矮牵牛的属间杂种植株。

不过，远缘体细胞杂种后代能否长期稳定地遗传下去；如何把特定性状的杂种选择出来，以及如何将大豆、小麦等主要作物的原生质体都诱导成再生植株，等等，都是正在进行研究的一些问题。总的说来，已诱导成功的马铃薯和番茄及烟草瘤和矮牵牛等体细胞杂种植株，虽然目前在生产上还未达到实际应用的地步，但这些研究成果，却预示了利用细胞杂交方法在远缘植物间合成新的杂种的可能性。体细胞杂交这一技术，已使育种工作超越有性杂交的局限性，可望在短期内获得重要经济价值的新品种。