植物細胞工程

專題2細胞工程

2021/10/101細胞工程——

是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過細胞水平或細胞器水平上的操作，按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術。2021/10/102細胞工程應用的原理和方法細胞生物學和分子生物學細胞整體水平或細胞器水平按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品概念分類植物細胞工程研究的目的研究的水平動物細胞工程2021/10/103前者是細胞水平或細胞器水平上生物技術,后者是分子水平上的生物技術?？寺《嗬蜓蚣夹g是

水平上的技術，培育抗蟲棉是

水平上的技術。細胞工程與基因工程相比：細胞分子思考:2021/10/104植物細胞工程的理論基礎是什么？通常采用的技術手段有哪些？一、植物細胞工程2021/10/105所采用技術的理論基礎

植物細胞工程通常采用的技術手段

植物組織培養(yǎng)

植物體細胞雜交植物細胞的全能性2021/10/1062、理論基礎：細胞的全能性1、植物組織培養(yǎng)的概念在無菌和人工控制的條件下,將離體的植物器官、組織、細胞，培養(yǎng)在人工控制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。(一)、植物組織培養(yǎng)一、技術手段2021/10/107細胞的全能性1)、概念1）受精卵生殖細胞體細胞＞＞：生物體的細胞具有使后代細胞形成完整個體的潛能的特性，叫做細胞的全能性。2)、原因3)、全能性的比較：從理論上講，每個細胞都包含該物種的全部遺傳物質(zhì)（全部基因），所以每個活細胞都應具有全能性。2）植物細胞全能性一般比動物細胞強2021/10/108

在一個生物體內(nèi)，細胞沒有表現(xiàn)出全能性，原因是（）Ａ．細胞失去了全能性Ｂ．細胞中的基因部分丟失Ｃ．細胞中的基因選擇性表達Ｄ．細胞中的基因變異不同C2021/10/109離體,活細胞，一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。人工條件下實現(xiàn)的這一過程，就是植物組織培養(yǎng)。

全能性表現(xiàn)的條件？2021/10/1010離體的植物器官、組織、細胞脫分化愈傷組織再分化根芽植物體3

植物組織培養(yǎng)的基本過程2021/10/1011愈傷組織愈傷組織是通過細胞分裂形成的，其細胞排列疏松而無規(guī)則，高度液泡化呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞。2021/10/10124

影響植物組織培養(yǎng)的因素

材料的選擇、營養(yǎng)成分、激素、一定的外界因素（溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合的PH、適時光照等）。2021/10/1013外植體選擇脫分化難易程度因植物種類，器官來源和生長狀況不同有很大差異，一般煙草，胡蘿卜，植物花和幼嫩組織脫分化較易2021/10/1014以下培養(yǎng)基出現(xiàn)的現(xiàn)象說明什么問題？2021/10/1015激素配比對組織培養(yǎng)的影響在培養(yǎng)基中需要添加生長素和細胞分裂素等植物激素，其濃度、使用的先后順序、用量的比例等都影響結果。

高利于根分化、抑制芽的形成生長素/細胞分裂素低利于芽的形成適中利于愈傷組織的形成

2021/10/10161、定義：

將兩個來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞，且把雜種細胞培育成新的植物體的過程。2、優(yōu)勢：（與有性雜交方法比較）

克服了遠緣雜交不親和的障礙，拓展了可用于雜交的親本組合范圍。。(二)植物體細胞雜交2021/10/1017植物細胞A植物細胞B原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B雜交細胞細胞融合再生細胞壁愈傷組織去除細胞壁：纖維素酶、果膠酶。人工誘導方法：物理法：離心、振動、電激；化學法：聚乙二醇。植株3、過程2021/10/1018利用電激法將野生馬鈴薯與栽培馬鈴薯進行細胞融合2021/10/1019失敗甘藍白菜白菜—甘藍4.成果及未解決問題2021/10/1020.為什么“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學家所想像的那樣，地上長番茄、地下結馬鈴薯？

主要原因是：生物基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，馬鈴薯—番茄雜交植株的細胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達，所以雜交植株不能地上長番茄、地下結馬鈴薯。2021/10/1021植物A細胞植物B細胞去壁原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體融合融合體再生壁雜種細胞細胞分裂愈傷組織雜種植株去壁的常用方法：酶解法（纖維素酶、果膠酶等）

原生質(zhì)體融合方法：物理法：離心、振動、電刺激等化學法：聚乙二醇（PEG）植物體細胞雜交過程示意圖細胞融合的基礎：細胞膜的流動性2021/10/1022

B．不同植物的原生質(zhì)體的融合

C．完整的兩個體細胞的融合

D．植物花粉細胞的兩兩融合AB1、植物體細胞融合完成的標志是()A．產(chǎn)生新的細胞壁

B．細胞膜發(fā)生融合

C．細胞質(zhì)發(fā)生融合

D．細胞核發(fā)生融合2、用不同種植物的兩個體細胞融合成一個雜種細胞的過程。該過程是指()

A．不同植物的精子和卵細胞的融合

2021/10/1023比較無性繁殖細胞全能性①脫分化②再分化保持優(yōu)良性狀繁殖速度快、大規(guī)模生產(chǎn)提高經(jīng)濟效益雜交技術應用了組織培養(yǎng)克服不同種生物遠源雜交的障礙①去除細胞壁②融合形成雜種細胞③組織培養(yǎng)膜流動性細胞全能性染色體變異、基因重組2021/10/1024自然界中有一種含有葉綠體的原生動物──眼蟲，說明植物的細胞器同樣可以在某些動物細胞中存活，請?zhí)接懀簞游锛毎c植物細胞之間可以實現(xiàn)雜交嗎？如果理論上可行，請設計出具體實驗方案。提示：根據(jù)眼蟲的特點，動物細胞和植物細胞之間在理論上是可以實現(xiàn)雜交的。具體的實驗方案可以設計如下：2021/10/10251.微型繁殖技術（也稱快速繁殖技術）(一)植物繁殖的新途徑(1)概念：快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術.(2)特點:A、保持優(yōu)良品種的遺傳特性;B、高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖.(3)優(yōu)點：從植物體上取材少，培養(yǎng)周期短，繁殖率高，便于自動化管理。例：用一個蘭花莖尖就可以在一年內(nèi)生產(chǎn)400萬株蘭花苗.二

應用2021/10/1026

蘭花因高雅美麗而深受人們喜愛。蘭花常用分根法和種子進行繁殖。在蘭花的常規(guī)繁殖中，遇到的難題是：用分根法繁殖速度緩慢，不利于新品種的推廣;用種子繁殖又很困難，因為蘭花的種子十分微小，胚很纖弱，種子幾乎沒有儲藏營養(yǎng)物質(zhì)，在發(fā)芽過程中很容易夭折。2021/10/1027植物細胞工程的基本技術2021/10/1028試管苗大規(guī)模培養(yǎng)2021/10/10292.作物脫毒1.)作物脫毒的原因:2.)作物脫毒的材料:3.)作物脫毒的方法:4.)作物脫毒的結果:長期進行無性繁殖的作物，易積累感染的病毒，導致產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差分生區(qū)（如莖尖）的細胞進行組織培養(yǎng)獲得脫毒苗5.)成就:2021/10/10303.神奇的人工種子

天然種子的局限

1）培育周期長

2）優(yōu)良雜種的后代會發(fā)生性狀分離而喪失其優(yōu)良特性

3）生產(chǎn)會受到季節(jié)、氣候和地域的限制，并且需要占用大量的土地實現(xiàn)制種2021/10/1031人工種子

胚狀體2021/10/1032通過植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。（1）人工種子概念胚狀體（或不定芽、頂芽和腋芽）+人工種皮

(3）人工種皮中的有效成分適量的養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌、植物生長調(diào)節(jié)劑等(4)技術：植物組織培養(yǎng)（2）人工種子組成2021/10/1033討論①培植周期短②后代無性狀分離③不受氣候,季節(jié)和地域限制④可以很方便地貯藏和運輸(5)優(yōu)點：2021/10/10341.單倍體育種(二)作物新品種的培育由配子不經(jīng)過受精作用而直接發(fā)育成,且體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體.1.)單倍體定義：2.)舉例：3.)單倍體育種的優(yōu)點：

蜜蜂中的雄蜂

通過花藥或花粉來獲得單倍體植物①明顯縮短育種年限②得到的植株都是純合體2021/10/10352.突變體的利用(二)