植物细胞工程的实际应用(讲课)ya.ppt

,专题2 细胞工程,2.1.2 植物细胞工程的实际应用,植物细胞工程的实际应用,1、植物繁殖的新途径,1）微型繁殖 2）作物脱毒 3）神奇的人工种子,2、作物新品种的培育,1）单倍体育种 2）突变体的利用,3、细胞产物的工厂化生产,1、 微型繁殖,一、植物繁殖的新途径,植物组织培养车间,1、微型繁殖,一、植物繁殖的新途径,（1）概念： 应用组织培养技术，快速繁殖植物技术 （也叫快速繁殖技术）,1、微型繁殖,1、植物繁殖的新途径, 繁殖速度快，繁殖率高，可大批量生产 因为是无性繁殖，能保持亲本的优良性状，没有基因重组 不受自然生长季节的限制（因为在具有一定人工设施的室内生产）。 取材少，培养周期短，便于自动化管理。,（2）优点：,组培的兰花,生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产量高、价格高等特点，近年在各地发展很快。但是生姜在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%50%。,2、作物脱毒,无性繁殖的作物，容易将病毒传染给后代。,病毒积累，导致作物产量降低、品质变差。,植物分生区（如茎尖）病毒极少。切取茎尖进行组织培养，可获得脱毒苗。,脱毒草莓,一、植物繁殖的新途径,材料: 方法: 结果: 优点： 实例：,2、作物脱毒,一、植物繁殖的新途径,分生区的细胞,进行组织培养,脱毒苗,使农作物不会或极少感染病毒,马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等,3、人工种子,一、植物繁殖的新途径,树木需生长数年才能结出种子。,优良杂交种后代会因发生性状分离而丧失优良特性。,受季节、气候和地域的限制。,制种时需要占用大量土地。,如何克服缺陷？,种 子 的 结 构,自然种子,胚芽,胚根,胚乳,种皮,外植体,体细胞胚的成熟,机械包装,以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子,3、人工种子,一、植物繁殖的新途径,（1）人工种子的概念：,3、人工种子,（2）组成： （3）优点： 保留优良性状 时间短，占地少 不受气候、季节、地域的限制,一、植物繁殖的新途径,（或不定芽、顶芽、腋芽）,由已脱分化的外植体或愈伤组织分化产生,人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分，请探讨人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？,问题,针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂植物激素。,例：下图为一人工种子。下列与人工种子培育过程 的有关叙述中不正确的是 （ ） A人工种子一般是用离体的植物细胞通过组织培养技术获得 B胚状体是由愈伤组织分化而成，离体细胞只有形成愈伤组织才能表现出全能性 C同一批次人工种子可以保证具有相同的基因型 D胚状体是由未分化的，具有分裂能力细胞构成,D,P：,高杆抗病 DDTT,矮杆感病 ddtt,F1,高杆抗病 DdTt,第1年,选育出需要 的矮抗纯种,F2,D_T_,D_tt,ddT_,ddtt,矮抗,杂交育种,第2年,第3年,生长,ddTT,F3,配子：,DT,Dt,dT,dt,单倍体幼苗：,DT,Dt,dT,dt,花药离体培养,秋水 仙素,第2年,第4年,DDtt,ddTT,ddtt,纯合体:,DDTT,矮抗,P,高杆抗病 DDTT,矮杆感病 ddtt,F1,高杆抗病 DdTt,单倍体育种,选择矮秆抗病即为新品种,常规选育优良品种需56年。,花药离体培养,单倍体 幼苗,AABB AAbb aaBB aabb,原理：染色体组成倍减少，再经秋水仙素 加倍后得到纯种。,AABB AaBb aabb,AB Ab aB Ab,基 因 型,单倍体育种,AB Ab aB ab,亲本杂交,秋水仙素处理,F1,P,配子,单倍体幼苗,纯合体,秋水仙素,性状稳定的纯合体植株,花药离体培养,染色体加倍,过程：,1、单倍体育种,方法： 花药离体培养 秋水仙素处理 原理： 染色体变异 植物细胞的全能性 技术： 组织培养获得单倍体 秋水素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍 优点： 明显缩短了育种年限 后代稳定遗传（都为纯合子）,二、作物新品种的培育,（1）产生原因:植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，易受到培养条件和外界压力（射线、化学物质）的影响而产生突变 （2）利用:筛选对人们有利突变体,进而培育新品种 （3）原理：基因突变和植物细胞的全能性,2、突变体的利用（体细胞诱变育种）,二、作物新品种的培育,组织培养过程,受外界影响,突变体,筛选有利突变体,培育新品种,抗病、抗盐、 含高蛋白、高产。,白三叶草,愈伤组织,（4）过程：,二、作物新品种的培育,2、突变体的利用,常见育种方式比较,细胞产物：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。,人 参 皂 甙 干 粉,发酵罐,三、细胞产物的工厂化生产,红豆杉与紫杉醇,植物繁殖的新途径,作物新品种的培育,微型繁殖 作物脱毒 人工种子,植物细胞工程的实际应用,单倍体育种 突变体的利用,细胞产物的工厂化生产,本节课内容小结,1马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是 （ ） A选择优良品种进行杂交 B进行远缘植物体细胞杂交 C利有芽尖进行组织培养 D人工诱导基因突变,c,2.人参皂苷干粉可以通过下列何种技术获得 （ ） A杂交育种 B植物细胞培养 C多倍体育种 D单倍体育种,B,巩固练习,3将花粉细胞单倍体技术培养成幼苗时，下列条件不需要的是 （ ） A具有完整细胞核的细胞 B一定营养化物质和植物激素 C离体培养 D导入目的基因,D,4.下列属于植物的微型繁殖技术的是 （ ） A兰花芽尖组织培养成兰花幼苗 B水稻种子萌发并长成新个体 C扦插的葡萄枝长成新个体 D柳条芽发育成枝条,A,巩固练习,5、植物的微型繁殖技术是指 （ ） A植物体细胞杂交技术 B嫁接 C营养繁殖 D植物组织培养 6、科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入培养基中培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是（ ） A彼此性状相似 B变异频率较高 C单倍体 D都是纯合子,7用植物组织培养技术，可以培养或生产（ ） A食品添加剂 B无病毒植物 C. 人工种子 D前三项都是 8下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是 （ ） A花药离体培养得到单倍体植株 B.秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株 C人工种子的培育 D“番茄马铃薯”杂种植株的培育过程,9.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的（） A.有丝分裂 B.分化 C.减数分裂 D.全能性,10.植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如图所示，回答相应的 问题： (1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因_。 (2)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体_。 (3)在生产实践中为获得大量的细胞产物如：紫杉醇，可将_放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞悬浮液，再经过_ _即可获得大量细胞。,(1)这些部位病毒极少 (2