Plant Protoplasts: A Biotechnological Tool for Plant Improvement

پرتوپلاست‌های گیاهی جدا شده سلول‌های "برهنه" هستند که دیواره سلولی آن‌ها با عمل مکانیکی یا هضم آنزیمی برداشته شده است. در نتیجه حذف دیواره تنها مانعی که بین پروتوپلاسم سلول و محیط خارجی وجود دارد غشای پلاسما است. برداشتن دیواره سلولی پیامدهای اسمزی شدیدی برای سلول جدا شده دارد. مانند سلول های حیوانی، پروتوپلاست های جدا شده باید در یک محیط غذایی متعادل اسمزی (ایزوتونیک) نگهداری شوند وگرنه می ترکند. همانطور که بعداً مشاهده خواهد شد، جداسازی پروتوپلاست‌های گیاهی اتفاق جدیدی نیست. در اوایل دهه 1890 دانشمندان پروتوپلاست ها را به صورت مکانیکی جدا می کردند و اثراتی مانند جریان پروتوپلاست را مطالعه می کردند. آنچه که فناوری پروتوپلاست را به خط مقدم زیست شناسی گیاهی آورده است، کاربرد بالقوه این ساختارها در روش های غیر سنتی اصلاح گیاهان است. با این حال، خواننده باید مراقب برخی از ادعاهایی باشد که برای استفاده از پروتوپلاست ها در برنامه های بهبود مطرح شده است. در 20 سال از اولین آزمایشات در جداسازی معمول آنزیمی تعداد زیادی پروتوپلاست، هیچ پیشرفت واقعی در یک گیاه زراعی تجاری حاصل نشده است. این بدان معنا نیست که بهبود غیرممکن است. این به سادگی نشان می دهد که ممکن است یک هدف بلندمدت از آن چیزی باشد که برخی افراد دوست دارند اعتراف کنند.

Isolated plant protoplasts are 'naked' cells that have had their cell wall removed either by mechanical action or by enzymic digestion. As a result of wall removal the only barrier that exists between the cell protoplasm and the external environment is the plasma membrane. The removal of the cell wall has drastic osmotic consequences for the isolated cell. Rather like animal cells, the isolated protoplasts must be maintained in an osmotically balanced (isotonic) nutrient medium or they will burst. As will be seen later, the isolation of plant protoplasts is not a particularly new event; as early as the 1890s scientists were isolating protoplasts mechanically and studying effects such as protoplast streaming. What has brought protoplast technology to the forefront of plant biology is the potential application of these structures in non-traditional plant improvement methods. Extreme care must be exercised by the reader, however, in be­ lieving some of the claims that have been put forward for the use of protoplasts in improvement programmes. In the 20 years since the first experiments in routine enzyme isolation of large numbers of protoplasts no real improvement has been obtained in a commercial crop plant. This does not mean that improvement is impossible; it simply indicates that it may be a longer term objective than some people would like to admit.