第六章 植物细胞培养

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1、第六章植物细胞培养PlantCellCulture第一节植物细胞培养简介一、概念：在培养基中培养彼此分离的细胞。二、类型：固体培养（solidculture）：在固体培养基中培养细胞。也称静止培养。固体培养的特点:1）可以跟踪单细胞生长与分裂的过程；2）所得到的各个细胞团均为单细胞形成，遗传成分和生理特性具有一致性；3）细胞生长速度较慢；4）不能长期、连续、大规模培养细胞。2.液体培养（liquidculture）：在运动的液体培养基中培养细胞。又称悬浮培养（suspensioncellculture）。有2种形式：成批培养(batchculture)：一个容器的细胞培养结束后

2、，细胞被分散到新的容器中继续培养。连续培养(continuousculture)：在一个容器（或者系统）中连续不断的培养植物细胞。成批培养连续培养悬浮培养的特点1）不能跟踪单细胞的分裂和生长过程；2）细胞生长速度较快；3）可以长期、连续、大规模培养细胞。第二节细胞培养的应用进行细胞生物学研究：通过适当的培养技术，人们可以连续观察一个细胞的生长、分化和分裂的全过程，为人们研究细胞的生长、分化以及影响细胞生长、分化的条件提供了良好的实验体系。植物细胞全能性的证明2.筛选变异体：在生产中，人们总是希望获得具有某些抗性的品种，如抗病、抗虫、抗盐碱、抗铝、抗除草剂等。通常的方法是在大量的

3、植株中进行选择。这种方法不仅工作量大，而且效率低。细胞培养技术为突变体的筛选提供了快速有效的方法。在一个培养皿中，一次可以筛选20万个细胞。将具有抗性的细胞挑选出来以后，进行培养、再生，即可获得抗性植株。3.生产有用化合物：利用大规模细胞培养技术可以在室内生产一些植物细胞合成的有用物质，如色素、香料、药物成分等。第三节细胞培养的建立、维持和生长特点一、细胞培养的建立和维持细胞培养通常是将植物材料接种在液体培养基中，经过摇荡建立起来的。建立起来的悬浮细胞必须适时继代培养（subculture-将芽、愈伤组织、细胞等分成若干份，接种到新鲜的培养基中以扩大群体的过程）。通过继代，细胞

4、就可以长期保持、繁殖，并且扩大细胞的群体。外植体匀桨过滤培养液体培养振荡培养上清液愈伤组织液体培养继代培养振荡愈伤组织(callus)是一群无明显组织分化、分裂能力强的细胞。它是植物受到创伤后或在植物激素的诱导下形成的。分化(differentiation)——形态、结构和功能相同的细胞变成形态、结构和功能互不同的细胞的过程，如分生组织细胞转变成薄壁组织、维管组织、厚壁组织等。脱分化(dedifferentiation)——已分化、成熟的细胞（一般不再分裂）重新恢复分裂能力的过程。外植体形成愈伤组织的过程就是脱分化的过程。再分化(redifferentiation)——愈伤组织

5、形成其它组织或器官的过程二、悬浮细胞的生长过程1.悬浮细胞生长的特点细胞培养周期：两次继代培养所间隔的时间。在一个细胞培养周期中，细胞的生长情况经历了慢—快—慢的过程（下图）。延滞期快速生长期静止期下降期渐降期生长量：重量细胞浓数量延滞期：细胞继代培养开始后的一段增长缓慢的时间。快速生长期(对数生长期)：细胞数量、重量或体积直线上升的时期。渐降期：细胞生长速度逐渐减慢的时期。静止期：新生的细胞数量与死亡的细胞数量达到动态平衡的时期。下降期：活细胞数量不可逆下降的时期。云南红豆杉细胞生长和蔗糖消耗动态蔗糖浓度细胞干重营养耗尽与固体培养不同,悬浮培养要求细胞达到一定的接种细胞密度(

6、cells/ml)，一般为0.5-2.5×105。密度高，细胞分裂快，延滞期短；密度低则相反，如果密度太低，则细胞不分裂，最后全部死亡。故悬浮培养时有一个最低起始细胞密度（minimuminitialcelldensity）。最低起始细胞密度=细胞能够生长、分裂的最低接种密度。影响最低起始细胞密度的因素(1)植物种类：生长快、容易培养的植物（如大多数草本植物），其最低起始细胞密度比较低；相反，则高。(2)细胞的生理状况：用快速生长期的细胞接种，则起始细胞密度可以比较低。(3)培养基：-基本培养基-丰富有机营养：较多种类的氨基酸和维生素等）-合适的植物激素-条件化培养基(cond

7、itionedmedium)条件化培养基=培养过几天高密度细胞后的无细胞培养基。使用条件化培养基可以显著降低起始细胞密度。(4)培养方式：采用看护培养（nurseculture）是降低最低起始细胞密度的有效方法之一。看护培养（nurseculture）=将亲本愈伤组织或高密度的悬浮细胞同低密度细胞一起培养，以促进低密度细胞生长、分裂的培养方法。NurseCulture（微孔滤膜）细胞看护培养第三四节单细胞培养技术单细胞培养是培养彼此分离的单个细胞。单细胞的培养难度较大，是研究和观察细胞生长与