园艺植物生物技术期末复习

第一章绪论1.什么是生物技术（biotechnology）？P1答：生物技术（biotechnology）是以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，利用生物（或生物组织、细胞、器官、染色体、基因、核酸片段等）的特性和功能，设计、构建具有预期性能的新物质或新品系，加工生产产品或提供服务的综合性技术。生物技术包括传统生物技术与现代生物技术。传统生物技术是指通过微生物的初级发酵来生产产品，如酱油、醋、酒、面包、奶酪、酸奶等食品的制作技术。现代生物技术是指以现代生物学理论为基础，以基因工程为核心的一系列技术的总称。生物技术已广泛应用于农林牧渔、医药食品、轻工业、化学工业和能源等领域，与人民生活息息相关。2.什么是园艺植物生物技术（biotechnologyinhorticulturalplants）？P1答：园艺植物生物技术（biotechnologyinhorticulturalplants）以园艺植物为材料，利用生物技术，创造或改良种质或生物制品的一门技术,它是园艺学和生物技术的交叉技术学科，是在植物组织培养、植物细胞工程、植物染色体工程、植物基因工程、植物分子标记和生物信息学等现代生物技术手段基础上产生和发展起来的。这些先进的现代生物技术在园艺科学上的应用构成了园艺植物生物技术的主要内容。3.园艺植物生物技术的主要内容有哪些？P1——5答：①园艺植物组织培养（也称园艺植物离体培养）指无菌和人工控制的环境条件下，利用人工培育基，对园艺植物的胚胎（成熟和未成熟的胚、胚乳、胚珠、子房等）、器官、（根、茎、叶、花、果实、种子等）、组织（分生组织、形成层、韧皮部、表皮、表层、薄壁组织、髓部等）、细胞（体细胞、生殖细胞等）、原生质体等进行离体培养，使其再生发育成完整植株的过程。植物细胞全能性是植物组织培养的理论基础。②园艺植物细胞工程指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程手段，以植物细胞为基本单位，在离体条件下进行培养、增殖，或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而达到改良品种和创造新品种，加速植物繁殖或获得某种有用物质的过程。③园艺植物染色体工程培养获得单倍体，通过染色体加倍，迅速获得纯系；诱导多倍体，通过选育直接获得多倍体品种；通过染色体交换、附加或易位，获得染色体代换系、附加系或易位系。④园艺植物基因工程是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因（或DNA分子），按预先设计的蓝图，在体外构建杂交DNA分子，然后导入园艺植物细胞，以改良园艺植物原有的遗传特性，获得新种质或新品种。⑤园艺植物分子标记广义分子标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质。狭义的分子标记是指能反映园艺植物个体或种群间基因组中某种差异特征的DNA片段。4.你认为园艺植物生物技术发展趋势有哪些？P11——13答：①产业化步伐加快，②由转移抗性性状向优质、高产等多种优良性状发展，③常规育种与生物技术紧密结合的实用化进程加速（分子标记技术、胚挽救技术和细胞融合技术、单倍体培养技术、体细胞无性系变异与筛选技术），④基因表达与功能研究更加深入植物组织培养部分（第2—6章）一．主要名词概念1.植物细胞全能性：植物体的每一个细胞都含有一套完整的基因组，并具有发育成完整植株的潜能。2.脱分化：离体培养下，已经分化的细胞，组织或器官茎细胞分裂或不分裂，失去原有的结构和功能而恢复分生状态，形成无组织结构的细胞团或愈伤组织。3.再分化:脱分化的细胞或细胞团在适宜条件下可重新分化，形成另一种或几种细胞，组织，器官，甚至完整的植株。4.器官发生途径:培养条件下的组织或细胞团分化形成不定根，不定芽等器官的过程。5体细胞胚胎发生途径:外植体中体细胞诱发并形成胚胎的过程。6.外植体:用于培养的园艺植物的细胞，组织，器官，胚胎，原生质体通常称为外植体。7.褐化现象:植物体内酚类物质在外植体被切割后氧化形成醌类物质，使培养基变褐。8.看护培养:在培养皿中先加入一定体积的固体培养基，在其上放一块几毫米大小的愈伤组织，再在其上放一张无菌滤纸，最后把外植体放在滤纸上。培养基通过愈伤组织和滤纸为外植体供给营养。9.分批培养:把细胞分散到一定容积的培养基中培养，当培养物增值到一定量时，转接继代，建立起单细胞培养物。10.连续培养:在培养过程中不断注入新鲜培养基，同时排放相同体积的旧培养基，保持反应器内培养液的体积不变，是营养物质连续得到补充，细胞的生长和增值得以连续进行。11.体细胞杂交:将不同的植株的原生质体，在一定条件下融合成杂种细胞。12.雄核发育：适宜的离体培养条件下，花粉的发育可偏离活体时的正常发育而转向孢子体发育，经胚状体途径或器官发生途径形成完整植株。13.雌核发育：胚胎的发育仅在母体遗传的控制下进行的一种发育方式。14.非整倍体：核染色体数不是染色体基数的整数倍，而是发生个别染色体数目增减的生物体。15.代换系：生物体的染色体被异源种属染色体所代换的品系叫代换系。16.异位系：某染色体的一个区段移接到非同源的另一染色体上，染色体相互发生片段交换的植株叫相互异位系，染色体片段只从一方移接到另一方染色体上的植株叫简单异位系。17.附加系：非同种或异种染色体导入受体中，这种染色体在受体中增加的技术叫染色体附加，具有附加染色体的品系叫附加系。18.限制生长保存：改变培养物生长的外界环境条件，限制离体保存材料的生长速度，使细胞生长降至最小限度，但不死亡，从而达到延长继代培养时间的目的。19.超低温保存：指在—80度至—195度甚至更低温度下保存生物材料。20.体细胞无性系变异:植物外植体在组织培养过程中，由于受到非生物因子的诱导发生变异，进而导致再生植株发生遗传变异的现象称为植物体细胞无性系变异。二．各章需掌握的主要内容1.植物组织培养的类型有哪些？植株再生途径主要有哪些？（P15~17）答：植物组织培养的类型：㈠按照外植体的不同可分为：①胚胎培养，②器官培养，③组织培养，④细胞培养，⑤原生质体培养。㈡按照培养及性质不同可分为：①固体培养，②液体培养，③半液半固体培养。㈢按照培养方法不同可分为：①静置培养，②振荡培养，③看护培养，④饲喂培养，⑤微室培养。植株再生途径：器官发生途径、体细胞胚胎发生途径、原球茎发生途径。2、完整的植物组织培养实验室包括哪些部分？每一部分具有哪些功能？需要配备哪些仪器设备？自己能独立设计一个组织培养实验室。(此题答案为老师课件上的，相关内容在课本p19)答：一、完整的植物组织培养室通常包括洗涤室、化学实验室、缓冲室、接种室、培养室、细胞学实验室等部分。可以根据实际需要和条件进行设计。二、组培室各部分功能和所需仪器设备：（1）化学实验室：用于培养器皿的清洗、培养基的配制、分装和灭菌、试管苗的出瓶及整理等工作。冰箱、天平、高压灭菌锅、pH计、干燥箱、实验台、水槽、凉干架、药品柜、离心机、水浴锅、微波炉、电炉、磁力搅拌器、蠕动泵、移液器、各种玻璃器皿（烧杯、量筒、容量瓶、试剂瓶、三角瓶等）及培养基分装用品等。（2）接种室：植物材料的灭菌、接种以及培养物的继代转接等。超净工作台、紫外灯、小推车、搁架、磁盘、接种工具（各种镊子、解剖刀、手术剪、普通剪刀接种针、酒精灯、手持喷雾器、细菌过滤器等）等。（3）培养室：主要用于植物材料的培养。培养架及灯管、摇床（振荡器）、空调、自动定时器、加湿及除湿器、光照培养箱、温湿度计灯等。（4）细胞学实验室：主要用于培养材料的显微观察及照相等。体视显微镜、普通显微镜、倒置显微镜、荧光显微镜、配套显微照相装置、普通相机或数码相机、切片机及配套制片及染色用品等。3、培养基的组成成分包括哪些？常用的植物激素和生长调节剂有哪些？需掌握化学名称和缩写符号。（p21）答：一、通常植物组织培养所用培养基包括以下六大类成分，即矿质营养、有机成分、植物生长调节剂、碳源、琼脂以及其他附加物等。二、常用的植物激素及生长调节物涉及五大类植物激素：1、生长素类：IAA、IBA、NAA、2，4-D2、细胞分裂类：6-BA、KT（Kin）、ZT、2ip3、赤霉素类：GA3、GA4、GA74、脱落酸：ABA5、乙烯：ETH4、茎尖培养的概念，以种苗繁殖为目的的茎尖培养包括哪些阶段？各阶段对培养基条件有何要求？（此题答案为老师课件上的）答：茎尖培养又称分生组织培养，把茎尖的分生组织或包括有此分生组织的茎尖分离进行无菌培养的方法。（百度百科释义）茎尖培养的阶段：1、起始培养阶段2、增殖培养阶段3、生根培养阶段4、驯化移栽阶段各阶段对培养基的要求：①起始培养阶段：A、培养基类型:MS、B5、WhiteB、碳源的影响:蔗糖、葡萄糖等C、植物生长调节物质：细胞分裂素、生长素类、赤霉素类、其他有机化合物。②增殖培养阶段：A、细胞分裂素浓度直接影响增殖的效果，通常使用浓度低于起始培养阶段；B、添加少量的生长素，如NAA或IAA有利于维持无菌苗适宜的激素平衡，促进增殖。③生根培养阶段：培养基成分对不定根形成的影响。A、矿质营养：76%的植物可以在MS,1/2MS,1/3MS培养基上正常生根。低盐有利于生根（White,Knop），提高Ca浓度有促进作用。B、碳源的影响：多数植物在20~30gL-1蔗糖有利于生根。无蔗糖生根减少，浓度影响根重。C、植物激素及生长调节物质：生长素类：通常为生根必需。细胞分裂素：通常有抑制作用，使用浓度较低。ABA和GA：ABA/GA3高比值促进生根。④驯化移栽阶段：洗去培养基，生根苗培养基中由于带有蔗糖而易滋生细菌和真菌。选择适宜的驯化基质：透气保水性要好。蛭石、泥炭、珍珠岩等。5、茎尖分生组织培养脱毒的原理是什么？影响脱毒效果的主要因素有哪些？病毒检测方法包括哪些？其他脱毒方法还有哪些？答：一、脱毒原理：（p38）病毒在植物体内的分布不均匀，越靠近顶端区域，带毒越少，顶端分生组织（0.2-0.5mm）不带病毒或含病毒量极低。因此，分离分生组织细胞进行培养，可以获得无病毒种苗。二、影响脱毒效果的主要因素:脱毒效果与茎尖大小的关系：脱毒效果和茎尖分生组织大小直接相关，茎尖分生组织越小，脱毒率越高，化学实验室缓冲室接种室培养室洗涤室细胞学实验室灭菌室但生长速度慢。如草莓茎尖切取0.2-0.3mm时，脱毒率达到100%，而切取1.0mm时，脱毒率为50%。因此，脱毒培养时，需要兼顾脱毒率、成活率及茎尖发育成完整植株的能力。既要脱除病毒，也要使茎尖分生组织迅速生长发育。一般茎尖分生组织大小以0.2-0.5mm为适宜。三、病毒检测方法：（p41）①形态检测法②指示植物法③血清鉴定法④分子生物学检测法，包括核酸杂交技术、聚合酶链反应、双链核糖核酸分析。⑤电子显微镜检测。四、其他脱毒方法：（p40）①花器官培养脱毒，②珠心胚培养脱毒，③化学脱毒，④超低温处理脱毒，⑤合并热处理、茎尖培养或微嫁接脱毒。6、种苗离体快繁中污染发生的原因主要有哪些？如何控制污染的发生？（此题答案为老师课件上的）答：一、污染发生的原因：（1）培养基和接种用具灭菌不彻底；（2）外植体灭菌不彻底；（3）操作时人为带入；（4）接种室环境不洁净；（5）超净工作区域不洁净。二、控制污染的措施：（1）灭菌时充分排净锅内冷空气；（2）接种器具充分灼烧；（3）污染外植体及时挑出，灭菌后倒掉。外植体材料少可二次处理；（4）接种时用75%乙醇擦拭双手和培养容器，操作区不放置过多的培养容器；(5)接种室定期熏蒸或消毒液处理；并采用紫外灯进行空气杀菌；（6）超净工作台定期清洗过滤网。7、原生质体分离中材料预处理方法有哪些？原生质体分离常用的酶类有哪些：原生质体如何分离和如何纯化？原生质体培养方法有哪些？答：一、预处理方法：（p88）①低温处理。以叶片等外植体为试材时，将其置于4℃下，黑暗中处理1~2天，起源升值的产量高，均匀一致，分裂频率高。②等渗溶液处理。把材料放在等渗溶液中（如13％甘露醇）数小时，再放到酶液中分离原生质体，能提高其产量和活性，尤其是多酚化合物含量高的植物，如苹果、梨等，采用这种方法处理效果好。二、常用的酶类有：A.