园林植物育种学——生物技术在园林植物遗传改良中的应用(教案)

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1、第九章生物技术在园林植物遗传改良中的应用本章教学目的和要求1.了解园林植物生物技术研究的主要内容。2.掌握植物组织培养、基因工程等技术在园林植物遗传育种中的应用。本章教学重点和难点重点：组织培养与基因工程在园林植物遗传育种小的作用。难点：园林植物生物技术的原理与操作方法。教学内容：生物技术（biotechnology）是指按照人们的意愿采取一定的技术手段，直接或间接地利用生物有机体（从微生物直至高等动植物）或其组成部分（器官、组织、细胞等），发展新的生产工艺，创造新的生物品种或生物制品的一种科学技术体系。包括组织培养、细胞工程、基因工程、发酵工程、蛋口质工程等。第一节植物组织培养一、植物

2、组织培养的相关概念植物组织培养（planttissueculture）:在无菌条件下，将离体的植物材料培养于人工培养基上，并给以适宜的培养条件，使Z形成完整植株或生产出具有一定经济价值的生物产品的技术。包括分牛组织、输导组织、薄壁组织等离体组织，根、茎、叶、花、果实等各种器官,细胞、胚、胚珠、了房、胚乳等的离体培养。外植体（explant）:用于培养的离体材料。继代培养（subculture）:山最初培养新增殖的组织，继续转入新的培养基上培养的过程。无性繁殖系：山同一外植体反复进行继代培养后，所得到的一系列无性繁殖后代。单细胞无性系：在细胞培养中，由单细胞形成的无性系。愈伤组织（call

3、us）:在培养过程中，从植物各种器官、组织的外植体增殖而形成的一种无特定结构和功能的细胞团。胚状体(embryoid):由外植体或愈伤组织产生的，与正常受精卵发冇方式类似的胚胎结构体。二、植物组织培养的基本程序1.培养用具的准备2.培养基的制备基本成分(人量元素、微最元素、有机成分、铁盐)、碳源(蔗糊、葡萄糖等)、凝固剂(琼脂、卡拉胶等)、植物牛长调节剂(主长索、细胞分裂索等)、其他附加成分(活性炭、LH、CH、椰乳等)、pH值3.外植体的选择4.接种(无菌操作)5・离体培养初代培养、继代培养愈伤组织诱导、不定芽分化(体胚再生)、增殖培养、生根培养等培养条件、培养方式6・炼苗移栽三、植物

4、组织培养的内容1・植株培养2.茎尖与分生组织培养3•胚培养(embryoculture)4.离体器官培养(organculture)5•花药与花粉培养(anther&pollen)6.胚珠和子房培养(ovule&ovary)7・胚乳培养(endospermculture)8.细胞培养(cellculture)9•离体授粉受精(invitrofert订ization)四、植物组织培养在园林植物育种中的应用•快速繁殖植物品种、珍稀栢物•脱除病毒，培养无病毒苗木•进行种质资源的长期保存和远距离运输•离体诱发和筛选突变体离体辐射或化学诱变；体细胞无性系变异的选择・获得倍性不同的植株花药（粉）培养

5、获得单倍体；胚乳培养获得三倍体•克服种了发育和曲发中的障碍兰花种了萌发；胚抢救等•克服远缘杂交困难离体授粉受粹•提供育种中间材料第二节植物原生质体培养与细胞融合一、概念原牛:质体：被去掉细胞壁的具有生活力的裸露细胞。原牛质体培养：将去掉了细胞壁的裸露细胞培养成植株的技术。原生质体融合（细胞融合、体细胞杂交）：将不同种、甚至属间细胞人工融合为杂种细胞，并使其再生成植株的技术。二、原生质体培养与细胞融合的方法步骤1•原生质体的制备获得大量有活力的原牛质体。•原生质体的分离机械分离法酶解分离法：分离材料的准备（离体叶片、悬浮细胞等）酶解（果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶等）2）原生质体的收集与纯化

6、过滤一离心法（沉淀法）漂浮法界面法1）原牛质体的活力测定：形态、活性染色、荧光染料活性染色等方法影响原生质体活力的因素：・分离材料的半理状态・腮解条件：陆质量、浓度、陆解温度、陆解时间、腮溶液的渗透压•分离条件：离心次数、离心速度、纯化方法、分离持续时间•环境条件：操作环境的温度、分离用具的影响1•原生质体的培养培养原牛质体的基本营养同一般组培;对某些组分,如钙和碳源的水平要求更为严格。在培养基屮保持一定的渗透压极为重要。常用的培养基冇：MS培养基、N-T培养基、B5培养基等。注意原生质的湿度及培养时的温度和光照。培养方法：固体培养法；浅层液体培养法；双层培养法2.细胞融合1）原牛:质体

7、融合PEG法、电融合法、高pH一高浓度钙离子法、NaNO3法等；2）杂种细胞的筛选突变细胞遗传互补选择法营养互补选择法根据原生质体特性羌异的机械选择法3）体细胞杂种植株的鉴定形态学方法、细胞学方法，同工酚法，分子标记法等。融合体的类型：对称融合非对称融合三、原生质体操作在育种中的应用•培育新品种•创造新种质・克服远缘杂交不亲和、朵交不育等障碍・作为基因工程的良好叉体•进行突变体筛选的优良原始材料第三节植物基因工程一、植物基因工程的概