《植物细胞制药》PPT课件.ppt

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1、第五章植物细胞工程制药植物细胞培养与细胞工程植物器官培养和快繁茎尖培养和无毒苗生产胚胎培养和胚挽救技术(包括胚乳培养、试管受精)花药培养和单倍体育种细胞培养和次生代谢产物的工业化生产植物突变体筛选利用和体细胞无性系变异原生质体培养和融合人工种子细胞工程应用的原理和方法研究的水平研究的目的细胞生物学和分子生物学细胞整体水平或细胞器水平按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品概念分类植物细胞工程动物细胞工程理论基础细胞的全能性植物细胞工程制药第一节序言从植物中寻找高效、低毒、廉价的药物，以期攻克许多危害人类的疾病、

2、癌症、艾滋病等。高等植物的次生代谢产物丰富多样，在食品、医药、化工、农业中做为原料得到广泛的应用。人工合成单一的植物次生代谢产物十分困难：收率低、成本高、合成工艺复杂、合成后的异构体拆分困难。植物细胞培养是获得植物次生代谢产物的捷径，但技术仍有待完善。有些极其昂贵的生物药物，如抗癌首选药物--紫杉醇等，可以用大规模培养植物细胞来直接生产。近年国内在红豆杉组织培养中获得生长量高达0.49gFW·d-1的细胞系，每升细胞培养物中紫杉醇的产量可达0.25mg。细胞的全能性概念大小原因必要条件受精卵生殖细胞体细胞＞＞细胞离体、一

3、定的营养物质、激素和其他外界条件基本概念植物细胞的全能性：植物体中任何一个具有完整细胞核（完整染色体组）的细胞，在一定条件下都可以重新再分化形成原来的个性。植物的分化（differentiation）可以分为胚胎发生和器官发生两个阶段。前者是从精子与卵细胞结合开始，分化为幼胚进而发育为成熟胚和种子；后者是种子在适宜的条件下萌发，形成根、茎、叶、花和果实。脱分化（dedifferentiation)：已经分化的细胞、组织和器官在人工培养的条件下又变成未分化的细胞组织的过程。再分化（redifferentiation)：通过

4、脱分化诱导形成的愈伤组织在适宜的培养条件下可再分化成为胚状体或直接分化出器官。①由体细胞或性细胞通过脱分化形成胚状体；②这愈伤组织直接形成胚状体。上述两种途径都可进一步发育成同母体相同的植株，即植物细胞全能性。外植体（explant）：是指用于植物组织（细胞）培养的器官或组织（的切段），植物的各部位如根、茎、叶、花、果、穗、胚珠、胚乳、花药和花等均可作为外植体进行组织培养。无性繁殖系（clone）又叫克隆，在植物细胞工程中是指使用母体培养物反复进行继代培养时，通过同一外植体而获得越来越多的无性繁殖后代。同一无性系分离出来

5、的两个或多个不同的系列，称为无性系的变异体。植物细胞工程植物组织培养植物体细胞杂交过程离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体外植体脱分化植物激素：细胞分裂素、生长素再分化次级代谢作用和次级代谢产物初级代谢产物：维持细胞生长必需的代谢产物，它包括合成代谢的中间产物及终产物。次级代谢产物：由初级代谢产物衍生而来，对生物的生存、生长、繁殖无关的那类代谢产物。植物细胞与组织培养植物细胞的结构特征基本特征：有刚性的细胞壁和大的液泡，以及质体（如叶绿体）。主要生理活性特质：酶类、维生素、植物激素、抗生素和植物杀菌素、生物碱、

6、糖甘类、挥发油、有机酸等。植物培养细胞的生理特性第四节植物细胞培养基本技术一、植物材料的准备1、外植体(explant)的选择⑴用于直接分离细胞的外植体的选择叶片是直接分离单细胞的最好材料。选择适当生长期健康植株，并选择细胞之间粘连程度比较小的组织。但从外植体直接分离细胞由于受到酶或机械的作用，细胞结构会受到一定程度的损伤，获得完整细胞的数量较少，使用受到限制。取自活体植物体、接种在培养基上的无菌细胞、组织、器官等。第四节植物细胞培养基本技术一、植物材料的准备1、外植体(explant)的选择⑵用于愈伤组织诱导的外植体的

7、选择不同植物种类对于诱导条件的反应不同；同一植物不同部位的诱导难易程度不同；基因型对愈伤组织诱导的影响；外植体生理状态直接影响诱导；取材季节也是成功的重要条件之一；选用产生欲生产的次生代谢产物的组织器官。第四节植物细胞培养基本技术一、植物材料的准备1、外植体(explant)的选择⑶用于分离原生质体的外植体的选择苗龄和叶龄对于原生质体的产率影响最重要；苗龄对用子叶或下胚轴诱导原生质体培养影响明显；使用叶片做外植体时，叶片中部原生质体得率最高；第四节植物细胞培养基本技术一、植物材料的准备2、外植体的预处理⑴外植体的灭菌消毒

8、处理①茎尖、茎段及叶片的处理：自来水充分冲洗，用粘肥皂粉或洗洁精的软毛刷刷洗，吸干水分；75％酒精浸泡10-30秒钟，无菌水冲洗2-3次；2％-10％次氯酸钠中10-15min，或0.1-0.2%升汞浸泡5-10min；如果材料表面不平或有茸毛，可在消毒液中加几滴TritonX或Tween-80以强化灭菌效果；材料灭