嵌合體

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嵌合體 chimaera, chimera

由不同基因型細胞構成的生物體。

嵌合體的詞意是古希臘神話中的吐火獸(chim-aere, chimera),具有羊身蛇尾的怪物。在生物學中的嵌合體是指同一個體中不同基因型的組織相互接觸而存在的現象。動物中通常把同樣的情況稱為鑲嵌(mosaic)。最普通形成嵌合體的就是嫁接,砧木接穗癒合後,將癒合部位切斷(圖1),可見切口處先生長出愈傷組織,由此抽出新芽。此種芽中有來自砧木和接穗的細胞以各種狀態混同存在。類似的情況在自然界也能通過體細胞突變產生。不同組織混生的類型大體分為三種:Ⅰ—方組織向內伸入他方組織的軸心部位,稱為區分嵌台體;Ⅱ包圍莖軸的某些層的細胞基因型屬於另一方的,稱為周緣嵌合體;Ⅲ兩方組織相互交錯在一起稱為周緣區分嵌合體(圖2)。嵌合體最早的典型例子是嫁接產生的亞當金雀花(C-ytisus adami);這是一個以紫色金雀花外部組織包裹金鏈花內部組織的周緣嵌合體,以後H.Winkl-er(1914)用番茄和狗酸漿嫁接,獲得大量的嵌合體。除了在基因型質上不同的嵌合體之外,還有在量上互不相同的,例如染色體數目不同的嵌合體。分別稱為染色體嵌合體(chromosomal chimera)、細胞嵌合體(cell chimera)或稱混合倍數性。 Sati-na等(1940)用秋水仙素處理生長點曾獲得倍數性不同的染色體嵌合體,並調查了生長點上哪一些細胞分化植物體的哪一些部分。

由兩種或多種遺傳上不同的細胞類型混合而成的植物體或植物部分。嵌合體可為「嫁接雜種」,即在植物嫁接時出現於接穗與砧木交接處的芽,包含兩種植物的組織。雖然這種嵌合體在過去偶然出現過,但是德國植物學家溫克勒(Hans Winkler)於1907年才首次認真地研究這種嵌合體。在他最早進行的一些實驗中,他將龍葵(Solanum nigrum)嫁接到番茄(Solanum lycopersicum)上,在連接處發出的枝條或具龍葵的特徵或具番茄的特徵,只有一個從兩種植物組織交界處發出的枝條,在一側具龍葵的特徵,另一側具有番茄的特徵。溫克勒稱之為嵌合體,因為它在一定程度上應屬某一個種,在一定程度上又屬另一個種。在以後進一步的實驗中,他給某些嫁接雜種起了專門名字。另一位植物學家鮑爾(Erwin Baur)後來提出證據說明︰溫克勒起了名的兩種植物分別由番茄核心和有1∼2層細胞厚的龍葵外皮組成,而另外兩種則由龍葵核心和1∼2層細胞厚的番茄外皮組成。這樣,在嵌合體中各個組成成分保持它們的特性,但在生長點處以一定的形式排列。

嵌合體亦可因生長區細胞的突變而形成。新的組織類型可以與舊類型明顯不同(例如舊類型為綠色而新類型為無色),但更常見的情況是︰這種差異僅能用特殊的研究手段發現,例如染色體數目的改變。

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