2.單細胞培養技術培育突變體的基本環節
(1)細胞材料的準備分離植物的各個器官，在離體條件下誘導形成愈傷組織，進而繼代培養在液體培養基中進行振蕩培養，從而獲得小細胞團和單細胞的懸浮培養物。也可從器官或細胞培養物遊離出單個的原生質體進行突變體的培養。
(2)細胞誘變處理用各種物理的、化學的誘變因子。物理射線包括X射線、α線、β線、γ射線、紫外線等，紫外線照射誘變多用於微生物。常用的化學誘變劑包括亞硝酸、羥胺以及烷化劑等。其劑量因植物種類、器官和年齡而不同。
(3)突變體的篩選根據期望篩選的突變體特性，向培養基中加入一些脅迫因子，如病菌毒素、鹽類、除莠（you）劑、氨基酸類似物等。
(4)突變細胞的植物再生將篩選出的愈傷組織轉移到分化培養基上進行分化培養。讓它發育成完整的植株，直到長成成熟的植株，開花結果，得到能生活的種子。
(5)細胞突變體的鑒定突變體的鑒定可在細胞和整體兩個水平上進行。其中細胞水平上的鑒定，始於早期,是一種輔助方法，但它可大大節省勞力和時間；整體水平上的鑒定是主要的和必不可少的,它簡單而可靠。整體水平鑒定又必須進行當代(再生植株）和有性後代的鑒定，後一鑒定才能真正確定它是否為可遺傳的突變體。
(6)對突變體後代進行選擇和性狀比較實驗，選出優於親本的材料，培育成品種。
(二)應用體細胞無性係變異培育突變體
體細胞無性係變異（somaclonalvariation）是指由於組織培養而發生在植株上的變異。植物組織培養研究者很早就發現了組織培養後在再生植株上產生的變異現象。Lakin和Scowcroft首次將這種變異命名為體細胞無性係變異。通過對組織培養產生的植株同無性繁殖或種子繁殖植株的變異進行對比研究表明，經組織培養產生的變異要比常規繁殖方法產生的植株表現更多的變異。自從Sheoard等在馬鈴薯（SolanumtuberosumL.）栽培品種“RussetBurbank”葉肉原生質體無性係中獲得範圍廣泛的變異後，Lakin等建議采用“體細胞無性係變異”來描述經組織培養後在再生植株上觀察到的表型變異，到目前為止，體細胞無性係變異幾乎可以在所有的植物類型是發生，有時高達90%以上。
1.植物組織培養中體細胞無性係變異的原理
(1)原理在離體培養條件下，體細胞無性係產生遺傳變異是一種普遍現象。植物組織培養中體細胞無性係變異與愈傷組織的形成和不定芽的分化有密切關係。植物組織培養過程中的器官發生需經兩個發育階段，這兩個階段的主要區別在於是否形成愈傷組織。新生器官由愈傷組織誘導產生的階段稱為間接器官發生（indirectorganogenesis），即由植物組織（explant）→愈傷組織（callus）→擬分生組織（meristemoid）→器官原基（organprimordium）。在這種由愈傷組織到器官再生的過程中，增加了細胞內染色體變異的概率，從而導致無性係變異產生。未經愈傷組織而直接由體細胞分化成器官，稱為直接器官發生（directorganogenesis），即由植物組織→擬分生組織→器官原基，直接器官發生可降低無性係變異概率。由於植物愈傷組織細胞處於多變、未定型階段，可分化形成不同的器官原基，因此分化形成的後代也就極易出現無性係變異。
(2)體細胞胚胎發生時高等植物的重要特性植物的韌皮部、木質薄壁組織等部位的細胞都可形成體細胞胚胎，進而分化形成不定芽。不同部位的體細胞分化形成的組織培養後代的變異程度也不同。如Evans在進行Nicotianaalata葉片直接再生的組織培養過程中，其後代在葉形、花形及生長等方麵都出現了不同程度的變異。另有研究表明，在植物學報胚胎的發言過程中，由胚前限定細胞（preembryogenicdetrminedcells）直接發育成的體細胞胚胎一般可產生相對一致的無性係，即體細胞無性係變異概率較小，而由誘導胚胎限定細胞（inducedembryogenicdeterminedcells）發育成的胚胎細胞會產生較高的體細胞無性係變異。
2.體細胞無性係變異株育種中的作用
體細胞無性係變異既可在離體培養中處理和選擇，也可直接經組織培養後在大田環境下選擇，從育種的觀點看，體細胞無性係變異有以下優點和缺點。
(1)優點①離體培養和離體選擇體細胞無性係變異可以在有限的空間內大規模地檢測和選擇，因而增殖速度快，同時便於其他誘變處理，如輻射、在培養基中加入氯化鈉、真菌毒素、除草劑和抗生素等，也便於采用冷、熱和冰凍處理加以定向誘變。②適於對觀賞園藝作物、果樹和藥用植物等無性繁殖品種有效地分離嵌合體，獲得穩定的純突變體。③相對於體細胞雜交和遺傳轉化，體細胞無性係變異是一種較為經濟的生物技術，而且適用的作物也比上述兩種方法廣。④沒有必要對目的性狀的遺傳基礎進行詳細了解，而在遺傳轉化中則要分離和克隆基因。⑤有證據表明組織培養階段既可改變遺傳重組事件的頻率，也可改變其分布，不同於常規育種和誘變育種，即有可能產生嶄新的變異。
(2)缺點①產生的變異多，但變異類型複雜，並非所有的變異都可穩定遺傳，離體選擇隻對那些在離體培養和移植到大田環境都表現的表型變異有效，也就是說，離體選擇隻對那些適合離體選擇，又能在再生植株後代穩定表達和傳遞時才有效。②變異方向難以控製，難以預期，負向變異多，或當有一個性狀表現優良，但其他方麵則呈現負向，變異也並非總是嶄新的變異。③體細胞無性係變異選擇並非對所有植物都有效，相對而言，更為適用於營養繁殖的植物。
3.應用體細胞無性係變異篩選突變體的基本技術
(1)植物細胞突變體的類型體細胞無性係變異常見的類型有以下幾種類型。
①營養缺陷型植物細胞突變體的研究開始於Carlson（1970年）的工作。他用誘變劑甲基磺酸乙酯（EMS）處理煙草單倍體細胞懸浮培養物，以誘發細胞發生突變，在基本培養基中加入致死劑量的選擇劑5-溴脫氧尿苷（BuDR）。營養缺陷型細胞在基本培養基上不能生長，而野生型細胞則能正常生長，細胞中新複製的DNA有胸苷類似物BuDR的摻入，由於BuDR的摻入使DNA對光敏感。當培養物轉到光下培養時，BuDR的光解使攝入了BuDR的野生型細胞全部死亡；相反，在基本培養基上不能生長的缺陷型細胞由於未能攝入BuDR，對光不敏感而存活。將這些存活的細胞轉移到分別附加有某種營養物的培養基上（富集培養基），營養缺陷型的細胞就能生長。根據所需營養物的不同，Carlson選擇到了需要生物素、次黃嘌呤、對氨基苯甲酸、賴氨酸、精氨酸和脯氨酸等6種營養缺陷型。除脯氨酸缺陷型外，其餘5種均可由突變細胞再生出植株。
目前選擇到的營養缺陷型還較少，已得到的有洋金花（DaturametelLinn．）的泛酸、腺嘌呤、異亮氨酸、纈氨酸等的營養缺陷型，天仙子（HyoscyamusnigerLinn．）的組氨酸、色氨酸和煙酸等的營養缺陷型，白花丹（PlumbagozeylanicaLinn．）的異亮氨酸、亮氨酸和尿嘧啶等的營養缺陷型。此外在煙草中還選擇到抗氯酸鹽的硝酸還原酶缺失突變體（NR－），它在以硝酸鹽為唯一氮源的培養基上不能生長，補加氨基酸作氮源後才能正常生長。
②抗性突變體抗性突變體的含義很廣，根據選擇條件的不同可歸納為以下幾種類型。
a.抗氨基酸及其類似物的突變體此類突變體的選擇劑為人體必需的氨基酸及其類似物。其原理是：細胞中每一種氨基酸的生物合成中都有一個關鍵酶，該酶的活性常受到最終產物的反饋抑製，使氨基酸合成維持在一定水平。如果加入的選擇劑被正常細胞吸收，它就能反饋抑製酶的活性，從而阻止氨基酸的合成，使細胞發生饑餓，或者氨基酸類似物可替代氨基酸摻人蛋白質中，使細胞中毒。有的細胞在加入氨基酸及其類似物後，並不會引起細胞發生饑餓，細胞也不會中毒，把細胞的這一特性就叫做抗氨基酸及其類似物的突變體。細胞產生抗性的原因，一方麵認為是細胞中的關鍵酶對反饋抑製不敏感，在加有過量氨基酸或類似物時，氨基酸仍能照樣合成，於是超越常量地合成的氨基酸能稀釋類似物而阻止其摻入蛋白質；另一方麵也可能是有的細胞減少或拒絕攝人類似物，或者是攝人之後將類似物進行了分解和轉化。經過遺傳分析鑒定的此類突變體有：煙草的抗S-亞氨基甲亞磺酰丁氨酸突變型，煙草的抗纈氨酸突變型，煙草的抗氨乙基半胱氨酸突變型，還有玉米和大麥的抗賴氨酸和蘇氨酸並在其籽粒中增加蘇氨酸的突變型。玉米的這種突變型是在愈傷組織培養時篩選出來的，其抗性不但能在組織培養水平表達，也能在再生植株的根和地上部位表達。在抗性愈傷組織培養物中，遊離蘇氨酸的含量增加了6倍，在一純合突變體植株的籽粒中遊離蘇氨酸的含量增加了75～100倍，總的蘇氨酸含量在籽粒中增加了33～59％。遺傳學分析表明，玉米抗賴氨酸和蘇氨酸特性是以顯性單一核基因傳遞的。