当前页面位置:第十三章 遗传与发育->第三节 细胞的全能性

              

1.概念:
  (1).细胞的全能性(totipotency):是指个体某个器官或组织中已分化细胞再生成完整个体的遗传潜力。
  *自然情况下,高等植物的个体发育分化雌雄配子经受精作用产生合子完成自然的去分化过程(dedifferentiation)恢复为具有全能性的分生细胞再次发生分化产生各种组织、器官和细胞。

*体细胞克隆:分化的组织或器官细胞体外培养或核移植去分化全能性分生细胞è再次发生分化产生新个体
动物细胞
植物细胞
动物细胞
植物细胞

  (2).克隆(Clone):无性系或无性繁殖系,也就是由一个细胞或个体以无性方式重复分裂或繁殖所形成的一群细胞或一群个体。
  克隆概念扩展:
  基因克隆:从生物体中通过分子生物学技术分离出单个基因的过程。
  细胞克隆:单个细胞培养分化成组织、器官或个体的过程。
  体细胞克隆:通过对分化的细胞进行脱分化,恢复成全能性的细胞,再培养发育成个体的过程。

  2. 证据
  (1). 植物:许多植物的特化组织,都可诱发出再生株。
  Steward(1958): 野生胡萝卜离体培养长出幼株;
  Vasil(1965): 烟草成熟组织细胞培养获得再生株;
  Guha和Maheshwari(1964和1966): 毛曼陀罗花药培养,并诱发出单倍体植株,证明单倍体染色体数的配子体细胞也具有全能性;

棉花组织培养

花药培养

观赏植物试管苗的生产

 
观赏植物组织培养


育种上,水稻的小孢子培养,芦荟的快速繁殖
  

  (2).动物中
  Gurdon(1960): 非洲爪蟾蝌蚪肠壁细胞核移植试验;
  Campbell(1996): 将羊胚细胞核移植到去核卵母细胞,培育出克隆羊;
  Wilmut(1997): 在6岁绵羊乳腺细胞成功克隆出“多莉羊”(Dolly)。
  至今,用体细胞克隆技术已成功克隆出小鼠、牛、山羊、绵羊、猪、兔、猫、猴子、骡子、马等动物。
  动物克隆技术的发展历程:
  1938年汉斯·斯皮曼建议用成年细胞核植入卵细胞的办法进行哺乳动物克隆。
  1984年斯蒂恩.威拉德森用胚胎细胞克隆出一只羊。这是第一例得到证实的克隆哺乳动物。

动物克隆技术  动物克隆技术

  下图左为克隆牛,右为利用克隆鼠克隆出的三代老鼠。

克隆牛
克隆鼠
英国罗斯林研究所的维尔穆特成功克隆了多莉羊(Nature, 1997, 385, 810–813 )。多莉羊的产生过程:左上角为芬兰多塞特白脸绵羊,右上角为苏格兰黑脸绵羊,左下角多莉为白脸绵羊,右下角为苏格兰黑脸母绵羊。

    
  动物克隆技术的发展历程:1999年,多莉共产4只小羊,克隆动物可以繁殖后代。
  1999年发现年仅4岁的多莉体内细胞开始显现老年动物的特征,并有严重的关节炎。作为克隆技术及其应用的象征,多莉带来争论,也留下谜团,克隆动物是否早衰?
  2003年2月14日,经兽医诊断,多莉患有严重的进行性肺病.鉴于这种情况,研究所决定为多莉实施“安乐死”。
  
克隆羊 克隆羊 克隆羊


  2000年6月16日,世界第一只体细胞克隆山羊“元元”在西安诞生。

体细胞克隆山羊
体细胞克隆山羊

2003年5月28日第一匹克隆 马“普罗梅泰亚” 在意大利诞生(36kg,世界上首次由哺乳动 物生下它自己的克隆体,具有 母女、姐妹关系),出生时。
   技术:将母马表皮细胞的细胞核移植到去核卵细胞内,850个卵细胞,22个能够顺利完成细胞分裂过程,17只母马,4只怀孕,仅雌马“普罗梅泰亚”成功 (Nature,2003,8月7日)

克隆马
克隆猫
右上图为美国成功体细胞克隆猫(2002 年2月21日 《Nature》 415:859)。
左图为克隆鹿(2003),中图为克隆狗斯努皮Snuppy(中,2005) 左:提供成熟细胞的阿富汗猎犬 右:黄色的代孕狗拉布拉多猎狗.右图为克隆哥廷根小型猪和普通长白猪(2007)
克隆鹿 克隆狗 克隆猪

 
制作单位:浙江大学农学院、浙江大学现代教育技术中心

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