植物细胞工程课件.ppt

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1、细胞工程（二）一、植物细胞工程（一）、植物细胞工程理论基础（二）、植物细胞的建立与培养（三）、植物细胞大规模培养的步骤（四）、植物细胞培养的细胞生理特性（六）、植物细胞培养的应用（一）、植物细胞工程理论基础及组织培养1细胞的全能性细胞的全能性指：即单一的离体细胞在一定的环境条件下能分化成不同细胞组织的乃至整个植株的能力。动物和植物细胞都可在一定的条件表现出全能性，其中最先发现的是植物细胞的全能性，植物细胞表现全能性要求的条件更容易达到。但不是所有基因型的所有细胞在任何条件下都具有良好的培养反应；即使对于植物细胞而言，细胞全能性也并不

2、意味着任何细胞均可以直接产生植物个体。植物细胞全能性的差异根据细胞所处的组织不同从强到弱为：顶端分生组织>居间分生组织>侧生分生组织>薄壁组织(基本组织)>厚角组织>输导组织>厚壁组织。P702细胞分化与脱分化2-1细胞分化，是指导致细胞形成不同结构，引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。细胞分化也可以说是相同基因型的细胞所具有的各个不同的表现型。它包括：时间上的分化：一个细胞在不同的发育阶段上可以有不同的形态结构和功能；空间上的分化：对于多细胞生物来讲，同一细胞后代，由于所处的环境不同而可以有相异的形态结构和功能。细胞分化是一个复

3、杂的生物化学过程，它是以内部生理生化变化为基础，同时又受到外界条件的调控。据知，营养物质和激素的种类和配比能深刻影响分化过程，光照则是许多细胞分化的必需条件2-2细胞脱分化与组织培养组织培养(tissueculture)指通过无菌操作分离出植物体的一部分接种到培养基上，在人工控制条件下(包括温度、湿度、光照等)进行培养的过程。外植体(explant)：通常指被培养的上述植物离体部分。p69脱分化：植株上已经分化的细胞或组织离体后在培养条件下逐渐恢复到分生状态的过程。愈伤组织：细胞脱分化的结果通常是形成愈伤组织（未分化的细胞团）。已经

4、脱分化的细胞或组织在一定条件下，它们又可以经过胚状体(由体细胞形成的类似合子胚的结构)或愈伤组织再分化出芽和根，从而发育成一个完整的植株，因为在细胞的基因中，除了全套的结构基因外，还有操纵基因，使结构基因不能启动而无法工作。激素则是在一定条件下能打破操纵基因的控制，使结构基因活化。因此，它直接影响和控制细胞的分化。（二）、植物细胞的建立与培养1、组织培养的基本步骤（1）、试验材料的准备和清洗、消毒等准备试验材料，即一般为植物器官的外植体清除材料内部的微生物不能损害试验材料（2）、准备培养基培养基是指人工配制的含有营养物质供培养物生长

5、分化的介质。通常含无机营养物质(大量元素和微量元素)、碳源(1%-4%蔗糖)、生长调节剂(2，4-D或NAA、KT或6-BA)以及有机附加物(维生素、甘氨酸)等几类物质组成。P71～73（3）、接种在无菌条件下操作，把材料放进培养基（4）、愈伤组织的培养和诱导愈伤组织：原指植物体的局部受到创伤刺激后，在伤口表面新生的组织。它由活的薄壁细胞组成。在离体培养条件下，外植体中的活细胞经诱导脱分化，恢复其潜在的全能性，转变为分生细胞，继而其衍生的细胞分化为薄壁组织而形成愈伤组织自然条件下：通过内源生长因子、特别是植物生长素的释放，也能激发细

6、胞分裂产生愈伤组织人工条件下：在生长素（高浓度）和细胞分裂素（低浓度）作用下，外植体经诱导生成愈伤组织。愈伤组织类型：——结构致密型：表面光滑有光泽，结构致密，多为淡黄色或白色，易于再生芽——结构松散型：多为白色，可以用于悬浮系建立（5）、诱导产生器官或体细胞胚器官产生：愈伤组织形成细胞团——器官原基——形成器官（先芽后根）体细胞胚：具有两极性，可一次性再生完整植株。（6）、移栽3植物细胞培养植物细胞培养：指在离体条件下，将愈伤组织或其他易分散的的组织置于液体培养基中，进行振荡培养，得到分散成游离的悬浮细胞，通过传代培养使细胞增殖，

7、从而获得大量的细胞群体的一种技术。1）愈伤组织的诱导和培养2）从愈伤组织到细胞株调节培养基营养组织营养成分组成，愈伤组织在传代培养若干代后，产生细胞群，该细胞群能适应进一步的的悬浮培养，从而建立稳定的悬浮培养植物细胞系1步骤选择细胞株，一般选择次生代谢物含量高的植物种类、品种或某一高产植株，利用外植体诱导出愈伤组织。将愈伤组织转移到液体培养基中，建立悬浮细胞培养株，并从中筛选出目标产物产量高、性能优良的无性繁殖系。扩大培养，即把选出的“种子”接种到通气搅拌罐或进一步放大到几百升至几立方米的生物培养器中。（三）植物细胞大规模培养的步骤

8、注意：由于植物细胞培养的目标产物都属于次级代谢产物，要在细胞生长的后期才开始合成。因此，为了让产物产量高，一般采用二步培养法：即使用生长培养基使细胞大量增殖，达到了一定的细胞密度，然后再改用适合细胞产物积累的培养基，促进细胞启动次级代