ΙΣΤΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ Ιστοκαλλιέργεια: πολυκύτταρη καλλιέργεια σε θρεπτικό υπόστρωμα Συχνά: τα κύτταρα σε πρωτοπλασματικό συνεχές.

Παρουσίαση με θέμα: "ΙΣΤΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ Ιστοκαλλιέργεια: πολυκύτταρη καλλιέργεια σε θρεπτικό υπόστρωμα Συχνά: τα κύτταρα σε πρωτοπλασματικό συνεχές."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΙΣΤΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ Ιστοκαλλιέργεια: πολυκύτταρη καλλιέργεια σε θρεπτικό υπόστρωμα Συχνά: τα κύτταρα σε πρωτοπλασματικό συνεχές

2 Στόχος των ιστοκαλλιεργειών:
A. ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΓΗ ΦΥΤΩΝ ΜΕ ΕΠΙΘΥΜΗΤΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ Χαρακτηριστικό των φυτικών κυττάρων: ολοδυναμία: Ολοδύναμο είναι ένα κύτταρο όταν από αυτό μπορεί να αναπτυχθεί ένας ολοκληρωμένος οργανισμός.

3 Αναπαραγωγή φυτών με ιστοκαλλιέργειες
Καλλιέργεια διαφόρων εκφύτων σε θρεπτικά υποστρώματα → Προκύπτουν ρίζες, βλαστοί, σωματικά έμβρυα ή κάλλοι οι οποίοι μεταφερόμενοι σε άλλα θρεπτικά υποστρώματα δίνουν βλαστούς, ρίζες, ή σωματικά έμβρυα.

4 Κάλλος: ιστός που αποτελείται από αδιαφοροποίητη μάζα κυττάρων που διαιρούνται.
Μπορεί να διατηρηθεί, σχεδόν, επ’ αόριστο, σε στέρεες ή υγρές συνθήκες καλλιέργειας. Προϋπόθεση: ανακαλλιέργεια σε τακτά χρονικά διαστήματα και σε άσηπτες συνθήκες. Παρατεταμένη καλλιέργεια του κάλλου μπορεί να προκαλέσει διάφορες μεταβολές στο σύστημα: εθισμό στις ορμόνες του θρεπτικού υποστρώματος, απώλεια του οργανογενετικού δυναμικού του κάλλου και μεταβολές στη μορφή του κάλλου.

5

6 Οργανογένεση: κύτταρα ή ιστοί «εξαναγκάζονται» να υποστούν παρεκκλίσεις στο μεταβολισμό και, κατ’ επέκταση, στο πρότυπο της μορφογένεσής τους, → παραγωγή μίας μονοπολικής δομής, συγκεκριμένα μίας καταβολής βλαστού ή ρίζας, της οποίας ο αγωγός ιστός, συχνά, συνδέεται με το μητρικό ιστό. Παράγοντες που οδηγούν στην οργανογένεση: Α) Παράγοντες που βρίσκονται στο υπόστρωμα της καλλιέργειας Β) Ενδογενείς παράγοντες που παράγονται κατά την καλλιέργεια Γ) Παράγοντες που προέρχονται από το έκφυτο

7 Ο πλέον συνήθης τύπος οργανογένεσης σε ιστοκαλλιέργειες είναι η ριζογένεση.
Το δυναμικό σχηματισμού ρίζας χάνεται μετά από πολλές ανακαλλιέργειες των κάλλων. Πιθανές αιτίες:  Εξάντληση από το έκφυτο του απαραίτητου παράγοντα ριζογένεσης, ο οποίος δεν συντίθεται κατά τη διάρκεια της in vitro καλλιέργειας.  Να έχουν συμβεί επιγενετικές μεταβολές οι οποίες περιλαμβάνουν την επιλεκτική έκφραση γονιδίων στους καλλιεργούμενους ιστούς.

8 Σημαντικό ρόλο στην οργανογένεση παίζει ο λόγος αυξίνη/ κυτοκινίνη.
Ρύθμιση της μορφογένεσης σε ιστοκαλλιέργειες από φολίδες βολβού του Bowiea volubilis από το λόγο κυτοκινίνης/αυξίνη

9 Ανάπτυξη βλαστού πάνω σε έκφυτο

10 Ανάπτυξη κάλλου (1), βλαστών (2 και 3) σε κάλλους και ανάπτυξη ρίζας σε βλαστό.

11 Η βλαστογένεση από κάλλο: κατάλληλος λόγος συγκέντρωσης αυξίνης/κυτοκινίνης.
Συχνά η οργανογένεση δεν γίνεται στο ίδιο θρεπτικό υπόστρωμα στο οποίο αναπτύσσεται ο κάλλος. Η δημιουργία βλαστού ή ρίζας μπορεί να γίνει είτε απ’ ευθείας πάνω στο έκφυτο είτε πάνω στον κάλλο.

12 Η οργανογένεση σε έναν κάλλο ξεκινά από ένα μικρό συσσωμάτωμα κυττάρων, τα μεριστωματοειδή: αντιδρούν σε παράγοντες του συστήματος με αποτέλεσμα το σχηματισμό καταβολών οργάνων.

13 Τα κύτταρα του μεριστωματοειδούς είναι ιδιαίτερα μικρά, ισοδιαμετρικά, με λεπτά κυτταρικά τοιχώματα και μεγάλο πυρήνα και συνδέονται μεταξύ τους με πλασμοδέσμες. Μεταξύ κυττάρων διαφορετικών μεριστωματοειδών ή μεριστωματοειδούς και ιστού δεν παρατηρούνται πλασμοδέσμες. Οι εντοπισμένες κυτταροδιαιρέσεις που οδηγούν στη δημιουργία ενός μεριστωματικού κέντρου ή μεριστωματοειδούς φαίνεται πως αποτελούν ένα γενικό χαρακτηριστικό της de novo οργανογένεσης.

14 Η εντοπισμένη μεριστωματική ιδιότητα προηγείται της οργανωμένης ανάπτυξης της ρίζας ή του βλαστού.
Ο καθορισμός της θέση της δημιουργίας του μεριστωματοειδούς πιθανώς καθορίζεται από τη διαβάθμιση των διαχεομένων ουσιών από το θρεπτικό υπόστρωμα στον ιστό. Η μεριστωματική περιοχή πιθανώς παίζει και το ρόλο δεξαμενής παραλαμβάνοντας απαραίτητους μεταβολίτες από τα περιβάλλοντα κύτταρα οριοθετώντας, κατ’ αυτόν τον τρόπο, τη μεριστωματική ζώνη.

15 Μικροπολλαπλασιασμός
Μικροπολλαπλασιασμός (το έκφυτο είναι πολύ μικρό): η αναπαραγωγή φυτών με καλλιέργεια ακραίων μεριστωμάτων βλαστού ή οφθαλμών.

16

17 Μικροπολλαπλασιασμός: σε τρεις φάσεις:
 εγκατάσταση της άσηπτης καλλιέργειας.  πολλαπλασιασμός με αλλεπάλληλες ανακαλλιέργειες  προετοιμασία του φυταρίου για την εγκατάστασή του στο έδαφος (ανάπτυξη ριζικού συστήματος, σκληραγώγηση, και μετάπτωση σε αυτότροφη κατάσταση).

18 Στις δυο πρώτες φάσεις σημαντικό ρόλο παίζουν οι ορμόνες: κυτοκινίνες και αυξίνες.
Η έναρξη της αύξησης της ρίζας διευκολύνεται συνήθως με την προσθήκη μικρής συγκέντρωσης αυξίνης.

19

20 Ο μικροπολλαπλασιασμός έχει ευρύτατη εφαρμογή στη γεωργία και τη φυτοπαθολογία γιατί:
  Απαιτείται μικρή ποσότητα ιστού ως αρχικό έκφυτο για την αναπαραγωγή χιλιάδων κλωνοποιημένων φυτών.  Τα in vitro αποθέματα του φυτικού υλικού μπορούν να αναπαραχθούν σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή. Γιατί: τα κύτταρα των ακραίων μεριστωμάτων είναι μικρά και μη χυμοτοπιασμένα → είναι δυνατόν να διατηρηθούν ζωντανά σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες (κρυοσυντήρηση).

21 Η αναπαραγωγή των φυτών με μικροπολλαπλασιασμό σε αντιδιαστολή με αυτήν της οργανογένεσης και της σωματικής εμβρυογένεσης (όταν επιτυγχάνονται με ενδιάμεσο στάδιο τον κάλλο) πλεονεκτεί γιατί :  Το θυγατρικό φυτό είναι γενετικά ίδιο με το έκφυτο.  Η αναγεννητική ικανότητα των κάλλων μειώνεται σημαντικά μετά από διαδοχικές ανακαλλιέργειες και τελικώς το μορφογενετικό δυναμικό χάνεται.  Αναπαράγονται φυτά ελεύθερα ιών.

22 Σωματική εμβρυογένεση
Σωματική εμβρυογένεση είναι η ανάπτυξη εμβρύων από βλαστητικά κύτταρα (κύτταρα που δεν προέρχονται από τη σύντηξη γαμετών). Η σωματική εμβρυογένεση οδηγεί στο σχηματισμό (επάνω στο έκφυτο ή στον κάλλο) μίας διπολικής δομής η οποία περιέχει έναν άξονα ρίζας/βλαστού, με ένα κλειστό ανεξάρτητο αγγειακό σύστημα. Έκφυτα από τα οποία προέρχονται σωματικά έμβρυα: 1. Βλαστητικά κύτταρα ώριμων φυτών (π.χ. ρίζες, μίσχους). 2. Αναπαραγωγικοί ιστοί, πλην του ζυγώτη. 3. Υποκοτύλια και κοτυληδόνες εμβρύων και νεαρών αρτιβλάστων, τριπλοειδή ενδοσπέρμια, χωρίς την παρεμβολή κάλλου.

23 Σωματικά έμβρυα παράγονται:
 Απ’ ευθείας από την καλλιέργεια βλαστητικών ιστών από «προορισμένα προεμβρυακά κύτταρα» που έχουν προγραμματιστεί να σχηματίσουν σωματικό έμβρυο.  Εμμέσως, από κάλλους ή κυτταροκαλλιέργειες που αναπτύχθηκαν από την καλλιέργεια βλαστητικών ιστών ή κάλλων αντιστοίχως. (Οι κάλλοι μπορεί να αναπτυχθούν και από καλλιέργειες πρωτοπλαστών).

24 Ανάπτυξη εμβρύου (Arabidopsis) από ένα βλαστητικό κύτταρο

25

26 Α, Β, C:σφαιρικό στάδιο του σφαιρικού προεμβρύου σε διαφορετικές ηλικίες, D: έναρξη του σταδίου του καρδιόσχημου εμβρύου και Ε: τέλος του σταδίου αυτού, F: στάδιο του εμβρύου σχήματος τορπίλης, G: στάδιο των κοτυληδόνων. Η: όταν αφαιρεθούν οι κοτυληδόνες φαίνεται το αρχέφυτρο του βλαστού. Α: Εμβρυοειδή (em) ανάμεσα από έντονα χυμοτοπιασμένα κύτταρα, (Β) σωματικό προέμβρυο με χυμοτοπιασμένα κύτταρα στην επιφάνεια C: αρχικό στάδιο, D: μέσο στάδιο και Ε: τελικό στάδιο σφαιρικού προεμβρύου, F: αρχικό στάδιο και G: τελικό στάδιο καρδιόσχημου εμβρύου, Η: στάδιο σχήματος τορπίλης και Ι: στάδιο κοτυληδόνων

27 Κατά τη διάρκεια της ανάπτυξής τους τα σωματικά έμβρυα υφίστανται παρόμοιες οντογενετικές μεταβολές με τα ζυγωτικά έμβρυα και, όταν ωριμάσουν, περιέχουν παρόμοια αποταμιευτικά προϊόντα. H διαδικασία ανάπτυξης των σωματικών εμβρύων είναι παρόμοια με αυτήν των ζυγωτικών, περνώντας διαδοχικά από τα στάδια του σφαιρικού, του καρδιόσχημου και του σχήματος τορπίλης εμβρύου. Γονίδια που εκφράζονται στα ζυγωτικά έμβρυα εκφράζονται και στα σωματικά έμβρυα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα τα γονίδια των πρωτεϊνών LEA (Late Embryo Abundant, όψιμα, άφθονα εμβρυακά).

28 Τα σωματικά έμβρυα μπορούν να αποτελέσουν βιώσιμη εναλλακτική επιλογή της παραγωγής των ζυγωτικών εμβρύων γιατί:  Η χρήση ομοιόμορφα παραγόμενων συνθετικών σπερμάτων (από τα σωματικά έμβρυα) θα επέτρεπε την αναπαραγωγή υβριδίων με ανώτερα χαρακτηριστικά ενώ παράλληλα θα παρακάμπτονταν η ανάγκη για λίπανση προκειμένου να επιτευχθεί η σποροπαραγωγή.  Η σημαντικότερη χρήση των σωματικών εμβρύων θα μπορούσε να είναι η χρήση των συνθετικών σπερμάτων για τη συντήρηση γενετικού υλικού,

29  Τα συνθετικά σπέρματα παρέχουν τη δυνατότητα κλωνοποίησης «εκλεκτών» δένδρων με σχετικά χαμηλό κόστος (π.χ. κωνοφόρα).  Όταν η παραγωγή σπερμάτων υβριδίων φυτικών ειδών τα οποία έχουν μικρή εμπορική αξία (π.χ. γιατί τα άνθη είναι κλειστά- κλειστόγαμα ή γιατί τα άνθη πέφτουν πρόωρα) μπορούν να παραχθούν υβρίδια με την δια χειρός επικονίαση και από αυτά να παραχθούν μαζικά σωματικά έμβρυα  Για ορισμένες καλλιέργειες η παραγωγή σωματικών εμβρύων μπορεί να είναι πιο φθηνή από την παραγωγή υβριδίων (π.χ. τομάτα, σπαράγγι, ή άσπορο καρπούζι).

30 Αναπαραγωγή φυτών με ιστοκαλλιέργειες

31 Β. ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΩΝ ΦΥΤΙΚΩΝ ΠΡΟΙΟΝΤΩΝ ΜΕ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΣΗΜΑΣΙΑ
Δευτερογενή φυτικά προϊόντα: Είναι τα προϊόντα του μεταβολισμού που έχουν περιορισμένη κατανομή στο φυτικό βασίλειο και ο φυσιολογικός ρόλος τους δεν είναι προφανής. Tα ΔΠ αποτελούν, από χημική άποψη,μια ετερογενή ομάδα ενώσεων, σημαντικότερες από τις οποίες είναι υδατάνθρακες, τα τερπενοειδή, οι φαινολικές ενώσεις και τα αλκαλοειδή. Ρόλος των δευτερογενών προϊόντων: Πολλά από τα δευτερογενή προϊόντα, ενώ δεν είναι απαραίτητα για την επιβίωση του κυττάρου, είναι απαραίτητα για την επιβίωση του οργανισμού ως σύνολο.

32 Ρόλος των ΔΠ  Έχουν φυτοαυξητική δράση  Είναι χρωστικές ή οσμές ανθέων ή καρπών (π.χ. φλαβονοειδή)  Έχουν αντιμικροβιακή δράση (π.χ. φαινολικές ενώσεις)  Προστατεύουν τα φυτά από πρωτογενείς καταναλωτές (φυτοφάγους οργανισμούς) έχοντας τοξικές ή γευστικά απωθητικές ιδιότητες (π.χ. Αλκαλοειδή, νικοτίνη).  Είναι ενώσεις με ορμονική δράση σε ζωικούς οργανισμούς προκαλώντας επιπλοκές στην ανάπτυξή τους (π.χ. εκδυσόνη).  Σχετίζονται με συμβιωτικές σχέσεις ή σχέσεις αλληλοπάθειας  Προσδίδουν ανθεκτικότητα στο κύτταρο (λιγνίνη)

33 Χρήσεις δευτερογενών προϊόντων
 Φάρμακα (π.χ. κινίνο- κατά της ελονοσίας, καρδιακοί γλυκοζίτες- καρδιοτονοτικά, κωδεϊνη- αναλγητικό, κλπ.) αρώματα αρωματικά πρώτες ύλες για τη βιομηχανία (π.χ. γαλακτομαννάνες)  προσθετικά τροφίμων (χρώματα, γαλακτοματοποιητές, γλυκαντικές ενώσεις, κλπ.)

34 Πλεονεκτήματα των in vitro καλλλιεργειών έναντι των παραδοσιακών καλλιεργειών, ως πηγή παραγωγής δευτερογενών προϊόντων: 1. Ανεξαρτησία από περιβαλλοντικούς (κλιματολογικές συνθήκες, ασθένειες- ζιζάνια, μικρόβια , ιοί, έντομα) και γεωγραφικούς παράγοντες καθώς και από εποχιακούς περιορισμούς. 2. Καθορισμένα συστήματα παραγωγής με μεγαλύτερο έλεγχο των διαδικασιών παραγωγής καθώς και παραγωγή ΔΠ όταν απαιτείται. 3. Πιο σταθερή ποιότητα και ποσότητα του προϊόντος 4. Δυνατότητα παραγωγής νέων προϊόντων που φυσιολογικά δεν παράγονται από το φυτό.

35 5. Ανεξαρτησία από πολιτικές παρεμβολές.
6. Ταχύτητα παραγωγής. 7. Δυνατότητα στερεοεξειδικευμένων βιομετατροπών για την παραγωγή νέων προϊόντων από φθηνά υποστρώματα. 8. Πολλά φυτά, τα οποία περιέχουν πολύτιμα προϊόντα δεν είναι εύκολο να καλλιεργηθούν και πολλά από αυτά επαπειλούνται λόγω της εντατικής καλλιέργειας 9. Η χημική σύνθεση είναι οικονομικά δαπανηρή ή/ και δεν είναι εφικτή εξ αιτίας της πολυπλοκότητας των μορίων.

36

37

38 Σε πολλές περιπτώσεις, η παραγωγή ενός δευτερογενούς προϊόντος με ιστοκαλλιέργειες απαιτεί πολύ μικρότερο χρόνο απ’ ότι η παραγωγή του από το διαφοροποιημένο ιστό.

39 Οργανοκαλλιέργειες Καλλιέργειες βλαστών

40 Καλλιέργειες «τριχοειδών» ριζών (hairy roots)
H δημιουργία «τριχοειδών» ριζών επάγεται μετά από προσβολή με Agrobacterium rhizogens (ανάπτυξη τέτοιων ριζών έχει γίνει σε 116 είδη που ανήκουν σε 30 οικογένειες δικοτυλήδονων φυτών). Πολλά φαρμακευτικά προϊόντα παράγονται από τέτοιες ρίζες.

41 Η πρόκληση δημιουργίας «τριχοειδών» ριζών μετά από προσβολή με Α
Η πρόκληση δημιουργίας «τριχοειδών» ριζών μετά από προσβολή με Α. rhizogens οφείλεται στη μεταφορά γονιδίων της βιοσύνθεσης του ΙΑΑ και την έκφρασή τους στον ξενιστή. Παράλληλα παράγονται και οπίνες οι οποίες αποτελούν τον δείκτη μόλυνσης του φυτού. Οι ρίζες αυξάνονται με ταχύ ρυθμό χωρίς την ανάγκη παροχής αυξινών. Οι τριχοειδείς ρίζες έχουν γενετική ευστάθεια.

42 Κυτταροκαλλιέργειες Μία κυτταροκαλλιέργεια προκύπτει όταν τεθούν φυτικά κύτταρα (συνήθως κύτταρα κάλλων) συνήθως σε υγρό θρεπτικό υπόστρωμα. Τα κύτταρα της κυτταροκαλλιέργειας υφίστανται αλλαγή στο μεταβολισμό και την αύξηση και παράγουν μία «κυτταρική σειρά». Χαρακτηριστικά των κυτταρικών σειρών είναι:   Ο σε μεγάλο ποσοστό αποχωρισμός των κυττάρων  Η σχετική ομοιογένεια στη μορφολογία των κυττάρων  Απώλεια της ολοδυναμίας, εθισμός στις ορμόνες και αυξημένα επίπεδα πολυπλοειδίας

43 Μία καλή κυτταροκαλλιέργεια πρέπει να περιέχει κυρίως μονήρη κύτταρα και μικρά συσσωματώματα κυττάρων. Η μορφή της καμπύλης αύξησης των κυττάρων μετά τον εμβολιασμό μοιάζει με αυτήν των μικροργανισμών.

44 Προκειμένου να διατηρηθεί η βιωσιμότητα μιας καλλιέργειας τα κύτταρα πρέπει να ανακαλλιεργηθούν στην αρχή της φάσης στασιμότητας.

45

46 Εφαρμογές των κυτταροκαλλιεργειών:
Μαζική παραγωγή φυτικών, κυρίως δευτερογενών, προϊόντων όπως αλκαλοειδή (π.χ. νικοτίνη), φαινολικές ενώσεις (π.χ. φλαβονόλες), αλλεργιογόνα, κουμαρίνες, διοσγενίνη, κλπ. Βλαστητική αναπαραγωγή, ελεύθερα ιώσεων κύτταρα (τα οποία μετά μπορούν να σχηματίσουν υγιή φυτά), παραγωγή πρωτοπλαστών και σωματικών εμβρύων.

47 Παραγωγή σε βιομηχανικό επίπεδο: πολύ μικρός αριθμός ΔΠ. π. χ
Παραγωγή σε βιομηχανικό επίπεδο: πολύ μικρός αριθμός ΔΠ. π.χ. σικονίνη και ταξόλη. Σικονίνη: (παράγον αντι-HIV, αναστέλλει την αγγειογένεση που επάγεται από μελανώματα, αλλά και κόκκινη χρωστική) από κυτταροκαλλιέργειες του Lithospermum erythrorhizon. Ταξόλη: σημαντικό αντικαρκινικό ευρύτατα χρησιμοποιύμενο έχει μερικώς παραχθεί από κυτταροκαλλιέργειες του Taxus brevifolia

48 1. Θρεπτικά υποστρώματα Πηγή οργανικού άνθρακα (σάκχαρα). Πηγή αζώτου (συνήθως ΝΟ3-/ΝΗ4+). Επίπεδα φωσφορικών.

49 Αυξητικοί παράγοντες Τροφοδότηση με πρόδρομες ενώσεις Ορισμένες φορές χρησιμοποιείται συνδυασμός προσθήκης στην καλλιέργεια μακρινών και κοντινών πρόδρομων ενώσεων.

50 2. Βελτιστοποίηση περιβαλλοντικών συνθηκών (θερμοκρασία, φωτισμός, pH, ανακίνηση και αερισμός).
3. Επαγωγή (elicitation) Επαγωγείς μυκητιακής και βακτηριακής προέλευσης ή από ζύμες. Αβιοτικοί παράγοντες (π.χ. άλατα χαλκού ή καδμίου, UV, οξειδωτικό στρες, κλπ.). 4. Παροδική μεταβολή της εκλεκτικής διαπερατότητας μεμβρανών των κυττάρων για την απελευθέρωση των ΔΠ με τη χρήση: 1. Οργανικών διαλυτών (π.χ. ισοπροπανόλη), πολυσακχαριτών (π.χ. χιτοζάνη). 2. Χρήση υπερήχων 3. Ηλεκτροπόρωση

51 5. In situ απομάκρυνση των προϊόντων
6. Εισαγωγή ή υπερέκφραση γονιδίων του βιοσυνθετικού μονοπατιού τους.

52 Το φυτό Lithospermum erythrorhizon (a), κυτταροκαλλιέργεια του ίδιου φυτού (b), πιλοτική καλλιέργεια στο εργαστήριο (c) και καλλιέργεια σε βιομηχανικό επίπεδο (d) για την παραγωγή σικονίνης (κόκκινο χρώμα)

53 Απομόνωση και καλλιέργεια πρωτοπλαστών
Πρωτοπλάστης είναι το σφαιρικό πλασμολυμένο περιεχόμενο του φυτικού κυττάρου που περικλείεται από το πλασμαλήμμα. Οι απομονωμένοι πρωτοπλάστες όταν καλλιεργηθούν σε κατάλληλα θρεπτικά υποστρώματα φτιάχνουν κυτταρικό τοίχωμα και υφίστανται μιτωτικές διαιρέσεις, οι οποίες συχνά οδηγούν στο σχηματισμό κάλλου.

54

55

56 Ιδιότητες των πρωτοπλαστών:
 Δύο ή περισσότεροι πρωτοπλάστες μπορεί να συντηχθούν.  Οι απομονωμένοι πρωτοπλάστες μπορούν να τροποποιηθούν γενετικά με την εισαγωγή DNA.  Οι καλλιεργούμενοι πρωτοπλάστες αναγεννούν νέα κύτταρα τα οποία μετά από καλλιέργεια σε κατάλληλα θρεπτικά υποστρώματα μπορούν να σχηματίσουν κάλλους ή σωματικά έμβρυα.

57 Από τη σύντηξη των πρωτοπλαστών μπορεί να προκύψουν πρωτοπλάστες-υβρίδια με πυρήνα που προέρχεται από την σύντηξη των δυο πυρήνων και των πρωτοπλαστών ή από τη σύντηξη του πρωτοπλασματικού υλικού χωρίς την σύντηξη των πυρήνων, μετά από επιλεκτική απώλεια χρωμοσωμάτων.