植物细胞工程的实际应用2017

2020/3/29离体的植物器官、组织或细胞（外植体）愈伤组织根、芽植物体脱分化再分化①无菌②营养：③一定的外界条件④植物激素：细胞分裂素生长素有机物无机盐水分遮光一定的光照芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞如：胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、月季的花药…植物组织培养技术2020/3/29①②③④⑤融合的原生质体原生质体B原生质体A去壁去壁植物A细胞植物B细胞诱导融合再生出细胞壁杂种细胞脱分化（细胞分裂）愈伤组织再分化杂种植株植物组织培养植物细胞融合植物体细胞杂交2020/3/29蝴蝶兰2·1·2植物细胞工程的实际应用2020/3/29实际问题：经济苗木、名贵花卉、珍稀植物等自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持……资料1兰花因高雅美丽而深受人们喜爱。兰花常用分根法和种子进行繁殖。在兰花的常规繁殖中，遇到的难题是：用分根法繁殖速度缓慢，不利于新品种的推广;用种子繁殖又很困难，因为兰花的种子十分微小，胚很纤弱，种子几乎没有储藏营养物质，在发芽过程中很容易夭折。2020/3/29概念：（一）.微型繁殖一、植物繁殖的新途径应用组织培养技术，快速繁殖优良品种植物（也叫快速繁殖技术）——无性繁殖植物细胞的全能性原理：优点：1）保持优良品种的遗传特性2）高效快速地实现种苗的大量繁殖.成就:例：用一个兰花茎尖就可以在一年内生产出400万株兰花苗。2020/3/292020/3/29资料2：生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产量高、价格高等特点，近年在各地发展很快。但是生姜在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%～50%。2020/3/29病毒容易沿植物体的维管组织传播，而分生组织区中缺乏维管系统，因此不含病毒。用做组织培养的植物材料可以是植物体任何类型的组织细胞。怎样利用植物组织培养技术解决？（二）作物脱毒1.作物脱毒的原因:2.作物脱毒的材料:3.作物脱毒的方法:4.作物脱毒的结果:长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差分生区（如茎尖）的细胞进行植物组织培养获得脱毒苗5.成就:“春种一粒粟，秋收万颗子”天然种子的结构自然种子胚种皮胚乳1）培育周期长2）优良杂种的后代会发生性状分离而丧失其优良特性3）生产会受到季节、气候和地域的限制，并且需要占用大量的土地实现制种特点：（三）神奇的人工种子（三）神奇的人工种子人工种子（1）概念（2）组成通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮人工种皮胚状体有机营养无机盐抗生素植物生长调节剂（三）神奇的人工种子一植物繁殖的新途径讨论①培植周期短②后代无性状分离③不受气候,季节和地域限制④可以很方便地贮藏和运输5）优点：（3）技术：植物组织培养（4）原理：植物细胞全能性二.作物新品种的培育复习:传统方法：杂交育种依据的原理是:基因重组（即优良的基因自由组合。）PAARRaarr有芒抗病　无芒不抗病配子　AR　arF1AaRr有芒抗病F2A_R_:A_rr:aaR_:aarr有抗:有不抗:无抗:无不抗9:3:3:1自交并　选育多代aaRR×（一）.单倍体育种2、单倍体的例子:蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的单倍体多数植物都可通过花药或花粉来获得单倍体3、单倍体育种的原理：1、单倍体的概念:是指由配子发育成的个体染色体变异过程优点•后代都是纯合子，能稳定遗传•明显缩短育种年限，加速育种进程花药接种花粉细胞培养脱分化愈伤组织再分化分化出小植物移栽单倍体植株诱导染色体加倍正常的植株花药离体培养的过程即是运用了植物组织培养技术2020/3/29（二）.突变体的利用新品种外植体愈伤组织多种突变体筛选脱分化再分化诱变处理（1）突变体的产生在植物组织培养的过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。产生的突变属于什么？为什么不断分生的细胞容易突变？（2）过程2020/3/29（二）.突变体的利用（三）转基因植物的培育转基因细胞转基因植物植物组织培养（四）植物体细胞杂交植物细胞融合杂种细胞杂种植物植物组织培养转基因技术（一）单倍体育种二.作物新品种的培育2020/3/29三、细胞产物的工厂化生产1.种类:2.技术:蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等.植物的组织培养----愈伤组织细胞培养2020/3/29工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：人参根愈伤组织增长速度快而且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞细胞增殖提取人参皂甙干粉脱分化培养选择破碎细胞放入发酵罐2020/3/29转基因细胞杂种细胞茎尖、根尖等分生区花药（花粉）外植体脱分化愈伤组织再分化丛芽或胚状体工厂化生产药物人工种子转基因植物杂种植物作物脱毒单倍体育种微型繁殖、根植物体诱变处理突变细胞2·1·2植物细胞工程的实际应用突变体的利用+人工薄膜培养2020/3/292、（2017届江西高考仿真考试）下图是植物组织培养示意图，据图回答下列问题：（1）若该技术用于单倍体育种，外植体应该选取，且需对幼苗进行处理，实现染色体数目加倍，得到稳定遗传的植株。（2）若要制备人工种子，需要将经过人工薄膜包装得到；若该技术用于培育脱毒苗，外植体应该选取，原因是。（3）图中A、B分别代表过程。花药秋水仙素胚状体、不定芽茎尖茎尖的病毒极少，甚至无病毒脱分化、再分化课堂练习2020/3/291、植物细胞工程的技术基础是植物组织培养2、细胞全能性与分化程度有关，一般是受精卵生殖细胞干细胞体细胞3、植物组织培养中植物激素是启动细胞分裂、分化的关键因素4、植物组织培养中常用的植物激素是生长素和细胞分裂素