细胞工程与作物育种

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1、第九部分细胞工程与作物育种基本概念作物细胞工程（plantcellengineering)是以细胞和组织培养技术为基础发展起来的一门学科。它以细胞为基本单位，在体外（invitro）条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿产生某种物质的过程。植物细胞细胞工程动物细胞工程理论基础：细胞的全能性（celltotipotency）。因为细胞核内有保持物种遗传性所需要的全套遗传物质所以高度分化的体细胞具有发育成一个生物体的能力。植物组织培养植物体细胞杂交全能性的高低：①受精卵＞配子（如卵细胞）＞体细胞②分化程度低的细胞＞分化程

2、度高的细胞③植物细胞＞动物细胞第一节细胞和组织培养技术组织培养（tissueculture，invitroculture）通常用于所有类型的植物无菌培养技术。包括：胚胎培养、器官培养、愈伤组织培养、液体培养（悬浮培养）外植体（explant）是指用来进行培养的植物体某一部分组织的统称。选择外植体要考虑：①基因型；②植物的合适部位；③考虑它的合适年龄　步骤：取外植体、消毒、接种于培养基上、置于一定条件下培养一、培养基及其组成：基本培养基：MS，N6等植物生长调节剂：生长素、细胞分裂素、赤霉素等能量物质：蔗糖等其他添加物酵母粉、椰子汁、水解

3、乳蛋白、酪蛋白水解物等无机盐和水大量元素C.H.O.N.P.K.Ca.Mg.S.Cl微量元素Fe.Cu.Mo.Zn.Mn.Co.B.Na水蒸馏水、双蒸水或去离子水有机化合物糖碳源和能源氨基酸类有机氮源维生素类维生素b1、维生素b6、生物素、烟酸、叶酸等生长调节物质生长素IAA、NAA、2,4-D、IBA细胞分裂素天然：6-BA、KT；人工：ZT、2-iP赤霉素GA3成份不定物质椰乳、酵母提取物、番茄汁、香蕉泥琼脂从海藻中提取的一种高分子碳水化合物培养基的成分MS大量(10×)800mlMS微量(100×)400mlKNO315.20gCu

4、SO4.5H2O0.001gMgSO4.7H2O2.96gCoCl2.6H2O0.001gNH4NO313.20gNa2MoO4.2H2O0.01gCaCl2.2H2O3.52gMnSO4.H2O0.676gKH2PO41.36gZnSO4.7H2O0.344gH3BO30.248gKI0.0332gMS有机(100×)200ml改良1/2MS大量(10×)400mlGlycine0.04gKNO33.80gVB10.008gMgSO4.7H2O0.74gVB60.01gNH4NO33.30g烟酸0.01gCaCl2.2H2O0.88g肌

5、醇2.00gKH2PO40.34g二、培养基的配制(1)水和药品水必须采用蒸馏水或去离子水，药品最好采用分析纯，至少是化学纯药品。(2)母液的配置为方便培养基的制备，现将培养基的各种成份分类配成浓缩的母液，正式配制时按规定用量稀释混合。（3）制备培养基---特别注意PH值（4）培养基的消毒主要有高温高压灭菌和过滤灭菌两种方法。三、无菌操作方法（一）消毒剂消毒剂使用浓度（%）消除难易消毒时间（min）消毒效果次氯酸钠20易5~30很好次氯酸钙9~10易5~30很好过氧化氢10~12最易5~15好溴水1~2易2~10很好硝酸银1较难5~30好

6、氯化汞0.1~1较难2~15最好抗生素4~50mg/L中30~60较好（二）无菌操作（三）无菌培养第二节体细胞无性系变异与作物改良一、基本概念　植物体细胞在离体条件下，以及在离体培养之前，会发生各种遗传和不遗传的变异。无性系变异（somaclonalvariation）：将遗传上的变异称为无性系变异；变异体（variant）：不加任何选择压力而筛选出的变异个体；突变体（mutant）：经过施加某种选择压力所筛选出的无性系变异。二：体细胞变异的遗传基础（一）细胞遗传学基础1.外植体细胞先存在的变异2.染色体数量变异3.染色体结构变异，断裂

7、和重组，相互易位，缺失等。（二）细胞分裂机制与遗传变异1.细胞脱分化后的细胞异常分裂2.无丝分裂（三）分子遗传学基础1.基因突变2.DNA碱基修饰3.基因重排4.DNA总量的变化5.转座因子的激活Comparisonofthetransgenicplantsbyparticlebombardmentwithpollen-tubepathway三:体细胞无性系变异的广泛性和多样性四:体细胞无性系变异的分子检测（一）酶谱分析检测变异（二）RFLP检测变异（三）RAPD检测变异（四）其他分子检测五：细胞和组织培养与作物育种（一）抗性抗病抗除草剂

8、抗寒耐盐耐旱StreptomycinresistanceresistanttoLibertyherbicidesusceptibletoLibertyherbicide（二）、雄性不育突变体利