高等生物由多细胞构成,在整体条件下难于研究单个细胞或某一群细胞在体内(in vivo) 的功能活动,因此需要体外(in vitro) 培养。
活细胞离体后要在一定的生理条件下才能存活和进行生理活动,特别是高等动植物细胞要求的生存条件极其严格,稍有不适就要死亡
细胞培养技术(cell culture) 就是选用最佳生存条件对活细胞进行培养和研究的技术。
动物细胞的生存环境与植物细胞差别很大,因而二者的培养方法很不相同。
一 动物细胞培养
原代培养 (primaryculture):从动物机体取出进行培养的细胞群,生长比较缓慢,且繁殖一定代数后 (一般10代以内) 停止生长,需更换培养基。将细胞从一个培养瓶转移到另外一个培养瓶即称为传代或传代培养(passage) 。
细胞株 (cellstrain):从原代培养细胞群中筛选出的具有特定性质或标志的细胞群,能够繁殖50代左右,在培养过程中其特征始终保持。
细胞系 (cellline):从肿瘤组织培养建立的细胞群或培养过程中发生突变或转化的细胞,培养条件下可无限繁殖。
克隆 (clone):亦称无性繁殖系或简称无性系。对细胞来说,克隆是指由同一个祖先细胞通过有丝分裂产生的遗传性状一致的细胞群。
克隆培养 (clonalculture),高度稀释的游离细胞悬液加入培养瓶中,各个细胞贴壁后,彼此距离较远,经过生长增殖,每一个细胞形成一个细胞集落,称为克隆 (clone)。一个细胞克隆中的所有细胞均来源于同一个祖先细胞。
群体培养 (massculture),一定数量细胞的悬液置于培养瓶中,细胞贴壁生长,汇合 (confluence)后形成均匀的单细胞层。
为了制取细胞产品而设计了转鼓培养法,使用大容量的圆培养瓶,在培养过程中不断地转动,使培养的细胞始终处于悬浮状态之中而不贴壁 。
二 植物细胞培养
组织培养:诱发产生愈伤组织,诱导再分化可培养出再生植株。
悬浮细胞培养:在愈伤组织培养技术基础上发展起来的一种培养技术,适合于进行产业化大规模细胞培养,制取植物代谢产物。
原生质体培养:脱壁后的植物细胞即为原生质体,特点:①易于摄取外来遗传物质如DNA;②便于细胞融合,形成杂交细胞;③与完整细胞一样具有全能性,仍可产生细胞壁,经诱导分化成完整植株
单倍体培养:通过花药或花粉培养获得单倍体植株,经人为加倍后可得到完全纯合的个体。
三 细胞融合
通过培养和诱导,两个或多个细胞合并成一个双核或多核细胞的过程称为细胞融合 (cell fusion) 或细胞杂交 (cell hybridization)。
基因型相同的细胞融合成的杂交细胞称为同核体(homokaryon);来自不同基因型的杂交细胞称为异核体 (heterokaryon) 。
靠在一起的同种培养细胞可自发合并,称自发融合;异种间细胞必须经诱导才能融合,称诱发融合
诱导方法:生物(病毒)、化学(PEG)、物理(电激、激光)。在植物育种方面已经成功的有萝卜+甘蓝、粉蓝烟草+郎氏烟草、番茄+马铃薯等。