植物细胞工程教案

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1、植物细胞工程n植物细胞工程:是一门以植物组织和细胞的离体操作为基础的实验性学科。它是以植物组织细胞为基本单位，在离体条件下进行培养、繁殖或人为的精细操作，使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而改良品种或创造新物种，或加速繁殖植物个体，或获得有用物质的过程统称为植物细胞工程。植物细胞工程是在植物组织培养的基础上发展起来的，因此，植物细胞工程亦是广义概念上的植物组织培养。n植物细胞工程中心内容就是植物细胞、组织的培养n植物细胞工程从技术上说它是一种从单细胞到植株的无性繁殖技术n从遗传的角度来讲

2、它具有遗传的保守性和变异性。其保守性可以进行植物的快速繁殖，建立植物物种资源库，利用其变异性我们可以进行体细胞诱变、体细胞杂交以及基因工程等植物组织培养的发展简史n①探索阶段（19世纪初－30年代中）德国植物生理学家HaHerlandt首次进行了植物细胞培养实验②奠基阶段（30－50年代）1934年，White培养番茄离体根尖成功1939年，Gautheret连续培养胡萝卜根形成层首次成功n③迅速发展阶段（60年代后）n原生质体，花药，快繁技术迅速发展1958年Steward和Reinert用胡萝卜

3、根的愈伤组织诱导成了体细胞胚，并进而获得了完整植株。n科学研究表明，处于离体状态的植物活细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养。一、细胞的全能性1、定义:生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。2、原理：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性3、差异:受精卵的全能性最高（2）受精卵分化后的细胞中

4、，体细胞的全能性比生殖细胞的低。4、潜在全能性的原因：基因表达的选择性二、植物组织培养1、概念:科学研究表明，处于离体状态的植物活细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养2、植物组织培养过程离体的植物器官、组织或细胞---愈伤组织---根芽----植物体脱分化由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。再分化脱分化产生的愈伤组织继续进行培养又可以重新分化成根或芽等器官，这一过程称

5、为植物细胞的再分化。植物组织培养一般分为以下几种1、胚胎培养：指以从胚珠中分离出来的成熟或未成熟胚为外植体的离体无菌培养。2、器官培养：指以植物的根、茎、叶、花、果等器官为外植体的离体无菌培养，如根的根尖和切段，茎的茎尖、茎节和切段，叶的叶原基、叶片、叶柄、叶鞘和子叶，花器的花瓣、雄蕊（花药、花丝）、胚珠、子房、果实等的离体无菌培养3、组织培养：分离出植物各部位的组织（如分生组织、形成层、木质部、韧皮部、表皮、皮层、胚乳组织、薄壁组织、髓部等），或已诱导的愈伤组织为外植体的离体无菌培养。这是狭义的植

6、物组织培养。4、细胞培养：指以单个游离细胞（如用果酸酶从组织中分离的体细胞，或花粉细胞，卵细胞）为接种体的离体无菌培养。5、原生质体培养：指以除去细胞壁的原生质体为外植体的离体无菌培养三、植物再生途径到底通过哪种途径再生，与试验材料和培养基尤其添加的激素有关四、愈伤组织的种类1、胚性愈伤组织（Embryoneniccallus）:表面光滑，组织结构紧凑，细胞小、再生能力强。胚性愈伤组织容易形成体胚，所以称为胚性愈伤组织2、非胚性愈伤组织：表面粗糙、组织结构疏松、细胞大。一般，非胚性愈伤组织诱导率较高

7、，可达到100％，即100％的外植体可以形成愈伤组织；而胚性愈伤组织诱导率相对较低。1、胚性愈伤组织的诱导n花药，幼胚、茎尖培养容易形成胚性愈伤组织或直接形成胚状体，但茎、叶片、叶柄等外植体在适宜的培养基上也能形成胚性愈伤组织或胚状体。胚性愈伤组织诱导培养基一般只加生长素，并以2，4－D效果最好。但植物不同，或组织不同，添加的浓度差别很大。如小麦幼胚培养适宜2，4－D浓度为2mg/L，甘薯茎尖培养为0。2－2。0mg/L，因品种不同而2、体细胞胚的形成n胚性愈伤组织形成后，有的在胚性愈伤组织诱导培养

8、基上能直接形成体细胞胚，如花生及其野生种、小麦、甘薯的部分品种等不需要转培养基，可直接形成体细胞胚。但还有些情况，必须将胚性愈伤组织转移到体细胞胚诱导培养基上才能形成体胚。据报道，脱落酸（ABA）有利于体胚形成，如甘薯，添加0。5mg/L。胚状体发育到一定阶段，容易与周围的细胞发生隔离，很容易从愈伤组织剥离下来。这是因为胚状体周围有一层“边缘细胞层”，后来次层细胞退化解体，使胚状体与周围组织间形成间隙。3、体细胞胚发芽及植株再生将形成体细胞胚的愈伤组织带体胚转移到不含