紫花苜蓿是全世界栽培歷史最悠久、利用最廣泛的豆科牧草，但易造成家畜鼓脹病。百脈根富含單寧，單寧可與植物蛋白質(zhì)結(jié)合，不引起家畜采食后鼓脹。為培育抗鼓脹病的苜蓿新品種，科研人員利用野生型清水紫花苜蓿和里奧百脈根為材料進(jìn)行了實踐研究。研究主要流程如圖1：（注：IOA可抑制植物細(xì)胞呼吸第一階段，R-6G可阻止線粒體的呼吸作用，二者有效抑制不同植物細(xì)胞正常代謝的臨界濃度不同）
（1）培育抗鼓脹病的苜蓿新品種依據(jù)的生物學(xué)原理有

細(xì)胞膜的流動性和植物細(xì)胞的全能性

細(xì)胞膜的流動性和植物細(xì)胞的全能性

。
（2）在實驗前需通過預(yù)實驗來研究R-6G或IOA使原生質(zhì)體失去再生愈傷組織能力的臨界濃度，實驗的設(shè)計思路是：將獲取的原生質(zhì)體分別放置在不同濃度的

R-6G或IOA

R-6G或IOA

溶液中，培養(yǎng)一段時間后，觀察原生質(zhì)體再生情況。
（3）步驟②到步驟③需要更換新的培養(yǎng)基，其原因是經(jīng)過

脫分化

脫分化

過程誘導(dǎo)形成愈傷組織和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗所需的

細(xì)胞分裂素和生長素

細(xì)胞分裂素和生長素

（激素名稱）比例和營養(yǎng)條件不同。
（4）植物原生質(zhì)體融合過程常利用化學(xué)試劑

聚乙二醇（PEG）（或高Ca²⁺-高pH）

聚乙二醇（PEG）（或高Ca²⁺-高pH）

誘導(dǎo)，在鑒定雜種原生質(zhì)體時可用顯微鏡觀察，根據(jù)細(xì)胞膜表面熒光顏色不同可觀察到

3

3

種不同的原生質(zhì)體（只考慮細(xì)胞兩兩融合的情況）。若利用此技術(shù)獲得單寧，可培養(yǎng)到

愈傷組織

愈傷組織

階段即可。
（5）若苜蓿細(xì)胞內(nèi)有m條染色體，里奧百脈根細(xì)胞內(nèi)有n條染色體，則“苜蓿—里奧百脈根“細(xì)胞在有絲分裂后期含

2（m+n）

2（m+n）

條染色體。若雜種細(xì)胞培育成的“苜蓿—里奧百脈根”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培育得到的植株屬于

單倍體

單倍體

植株。
（6）為了提高原生質(zhì)體的產(chǎn)量，保證實驗的成功率，還需考慮酶液的滲透壓、酶解時間等因素。分別檢測上述兩個因素對原生質(zhì)體產(chǎn)量的影響，結(jié)果如圖2、3。
甘露醇能維持穩(wěn)定的滲透壓，由圖2可知，酶解時宜選用的甘露醇濃度為

0.55mol/L

0.55mol/L

。由圖3可知，最適宜的酶解時間為

清水紫花苜蓿酶解10h,里奧百脈根酶解12h

清水紫花苜蓿酶解10h,里奧百脈根酶解12h

。