植物细胞工程的实际应用

2.1.2植物细胞工程的实际应用,2.1.2植物细胞工程的实际应用,植物繁殖的新途径,作物新品种的培育,细胞产物的工厂化生产,一、植物繁殖的新途径,、微型繁殖技术,（1）概念:,（2）优点:,繁殖速度快；,是快速高效实现种苗繁植培育优良植物品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。,“高保真”高效保持优良品种的遗传特性、无性繁殖,不受自然生长季节的限制,作物脱毒的原因：,生产上许多无性繁殖作物均受到病毒的侵染,导致品种严重退化、产量降低和品质变差。利用植物分生组织(如茎尖、根尖)进行培养,可以使新长成的植株脱除病毒。,作物脱毒材料:作物脱毒方法:结果:,分生区（如根尖或茎尖）,组织培养,脱毒苗,2、作物脱毒,（适用于无性生殖生物）,此技术在了甘蔗、菠萝、香蕉、马铃薯、草莓等经济作物的培育上已经广泛应用。,农业，林业生产离不开种子，但不少树木需要生长数年后才能结出种子；一些作物优良杂种的后代也会因发生性状分离而丧失其优良特性。另外，常规种子的生产还会受到季节、气候和地域的限制，并且需要占用大量的土地来实现制种。,3、神奇的人工种子,（1）概念：,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。,人工种子在适宜条件下同样能够萌发长成幼苗。,(2)人工种子的结构：,胶质化合物薄膜（海藻酸钠）种皮,营养成分和植物激素人工胚乳,胚状体（具有生根发芽能力）新植物的幼体,萌发成植株的有效结构？,养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌和植物生长调节剂等。,优点,后代无性状分离，保持优良特性,不受季节、气候和地域的限制,易于储藏和运输,解决结实率低，难以繁殖的问题,传统育种方法：,杂交,复习:,原理：,基因的自由组合定律，优良的基因自由组合,结果：,通过基因重组，把两亲本的优良性状组合在同一后代中,缺点：,要不断进行(多年)56年纯化和选择，才得到一种符合理想要求的新品种,请结合已学知识寻找一条作物育种的新途径,1、单倍体育种,二、作物新品种的培育,（2）过程,后代稳定遗传,都是纯合体;明显缩短育种年限。,（1）方法:,花药的离体培养,（3）优点:,选择亲本,有性杂交,F1代,花粉离体培养,单倍体植株,诱变染色体加倍,选择所需类型,可育纯合子,2、突变体的利用,（1）突变体的产生在植物组织培养的过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。,例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草等。,（2）利用：筛选对人们有利突变体,进而培育新品种,比较：,单倍体育种：,突变体的利用：,植物体细胞杂交育种,优点：育种原理：,优点：育种原理：,优点：育种原理：,明显缩短育种年限,染色体变异,能够产生新性状,基因突变,克服远缘杂交不亲和障碍,染色体变异,三、细胞产物的工厂化生产,人参皂甙的工厂化生产,细胞产物的种类:,蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等,利用植物组织培养技术生产人参皂甙需要经过脱分化和再分化过程吗？,否，人参的愈伤组织就可以产生人参皂甙,高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。以“我们能否利用植物组织培养技术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉”为题，与同学展开讨论，说出植物组织培养技术在节约资源、保护环境方面的重要意义。,提示：可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉醇。现在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞培养技术来大量培育红豆杉细胞，希望利用这种方法来大量生产紫杉醇。国内外许多实验室开展了用组织培养法生产紫杉醇的研究，红豆杉属的11种植物现都在进行组织培养。ESCAgenetics公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量是树皮的25倍。国内外在分化细胞株系和培养条件方面做了不少工作