植物细胞工程的实际应用讲课PPT课件

1、第1页/共36页 1、 微型繁殖一、植物繁殖的新途径一、植物繁殖的新途径第2页/共36页植物组织植物组织培养车间培养车间1、微型繁殖一、植物繁殖的新途径一、植物繁殖的新途径第3页/共36页（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 1、植物繁殖的新途径、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：第4页/共36页组培的兰花组培的兰花第5页/共36页 生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容

2、易、产量高、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，一般减产差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%30%50%50%。第6页/共36页无性繁殖的作物，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、植物繁殖的新途径一、植物繁殖的新途径第7页/共36页材料:方法:结果:优点：实例

3、：2、作物脱毒一、植物繁殖的新途径一、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、香蕉等第8页/共36页3、人工种子一、植物繁殖的新途径一、植物繁殖的新途径树木需生长数年树木需生长数年才能结出种子。才能结出种子。优良杂交种后代优良杂交种后代会因发生性状分会因发生性状分离而丧失优良特离而丧失优良特性。性。受季节、气受季节、气候和地域的候和地域的限制。限制。制种时需要占用制种时需要占用大量土地。大量土地。如何克服缺陷？如何克服缺陷？第9页/共36页种种 子子 的的 结结 构构自然种子自然种子胚胚种皮种皮胚乳胚乳第10页/共36页胚芽胚芽胚根胚根

4、胚乳胚乳种皮种皮外植体外植体愈伤组织愈伤组织长芽长芽生根生根幼苗幼苗/胚状体胚状体脱分化脱分化再分化再分化体细胞胚的成熟体细胞胚的成熟机械包装机械包装第11页/共36页 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、植物繁殖的新途径一、植物繁殖的新途径（1）人工种子的概念：第12页/共36页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由已脱分化的外植体或愈伤组织分化产生或愈伤组织分化产生第13页/共36页 人工种皮是

5、保证包裹在其中的胚状体顺利生长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？育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？ 针对植物种类和土壤等条件，在人工种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子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可为了促进胚状体的生长发育，

6、还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂剂植物激素。植物激素。 第14页/共36页例：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第15页/共36页P：高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTt第1年选育出需要选育出需要的矮抗纯种的矮抗纯种F2D_T_ D_tt ddT_ ddtt矮抗杂交

7、育种第2年第3年生长ddTTF3配子：配子：DTDtdTdt单倍体单倍体幼苗幼苗：DTDtdTdt花药离体培养秋水 仙素第2年第4年DDttddTT ddtt纯合体纯合体:DDTT矮抗 P高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTt单倍体育种第1年选择矮秆抗病选择矮秆抗病即为新品种即为新品种常规选育优良品种需常规选育优良品种需56年。年。第16页/共36页花药离体培养单倍体 幼苗AABBAAbbaaBBaabb原理：染色体组成倍减少，再经秋水仙素 加倍后得到纯种。AABB AaBbaabb ABAbaBAb基基因因型型ABAbaBab亲本杂交秋水仙素处理F

8、1P配子配子单倍体幼苗单倍体幼苗纯合体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：过程：第17页/共36页1 1、单倍体育种方法：方法： 花药离体培养花药离体培养 秋水仙素处理秋水仙素处理原理：原理： 染色体变异染色体变异 植物细胞的全能性植物细胞的全能性技术：技术： 组织培养获得单倍体组织培养获得单倍体 秋水素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍秋水素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍优点：优点： 明显缩短了育种年限明显缩短了育种年限 后代稳定遗传（都为纯合子）后代稳定遗传（都为纯合子）二、作物新品种的培育二、作物新品种的培育第18页/共36页（1 1）植物组织培养过程中，由于培养植

9、物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的细胞一直处于不断的分生状态分生状态，易受到，易受到培养条件培养条件和外界压力和外界压力（射线、化学物质射线、化学物质）的影响而产生突变的影响而产生突变筛选对人们有利突变体筛选对人们有利突变体, ,进而培育新品种进而培育新品种基因突变和植物细胞的全能性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、作物新品种的培育二、作物新品种的培育第19页/共36页组织培组织培养过程养过程受外界影响受外界影响突变体突变体筛选有利筛选有利突变体突变体培育新培育新品种品种抗病、抗盐、抗病、抗盐、含高蛋白、高产。含高蛋白、高产。白三叶草白三叶草愈伤组织愈

10、伤组织二、作物新品种的培育二、作物新品种的培育 2、突变体的利用第20页/共36页方法方法原理原理原因原因实例实例优点优点杂交育种杂交育种基因基因重组重组非同源染色体上的非同源染色体上的非等位基因自由组非等位基因自由组合合抗倒伏抗抗倒伏抗锈病小麦锈病小麦集中优良性状集中优良性状诱变育种诱变育种基因基因突变突变人工方法使人工方法使DNADNA复复制过程发生差错制过程发生差错青霉素高青霉素高产菌株产菌株提高变异频率，提高变异频率，出现新性状出现新性状单倍体育单倍体育种种染色体染色体变异变异秋水仙素处理单倍秋水仙素处理单倍体使其染色体加倍体使其染色体加倍小麦新品小麦新品种种缩短育种年限缩短育种年限,

11、 ,得到纯合体得到纯合体多倍体育多倍体育种种染色体染色体变异变异秋水仙素处理使染秋水仙素处理使染色体加倍色体加倍无籽西瓜无籽西瓜器官大，营养成器官大，营养成分含量高分含量高细胞工程细胞工程育种育种染色体染色体变异变异实现不同种植物之实现不同种植物之间的核质融合间的核质融合白菜白菜- -甘蓝甘蓝克服远缘杂交不克服远缘杂交不亲和的障碍亲和的障碍基因工程基因工程育种育种基因基因重组重组将不同生物的基因将不同生物的基因拼接在一起拼接在一起抗虫棉抗虫棉目的性强，打破目的性强，打破物种界限物种界限第21页/共36页细胞产物：蛋白质、脂肪、糖类、药物、细胞产物：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。香料

12、、生物碱等。67年年人人参参皂皂甙甙干干粉粉2030天天发酵罐发酵罐三、细胞产物的工厂化生产三、细胞产物的工厂化生产第22页/共36页第23页/共36页第24页/共36页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c2.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第25页/共36页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

13、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D4.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第26页/共36页5 5、植物的微型繁殖技术是指、植物的微型繁殖技术是指（ ） A A植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术 B B嫁接嫁接 C C营养繁殖营养繁殖 6 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、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（得了许多完整的植株，这些植株的特点

14、是（ ） A A彼此性状相似彼此性状相似 B B变异频率较高变异频率较高 C C单倍体单倍体 D D都是纯合子都是纯合子第27页/共36页7 7用植物组织培养技术，可以培养或生产（用植物组织培养技术，可以培养或生产（ ） A A食品添加剂食品添加剂 B B无病毒植物无病毒植物 C. C. 人工种子人工种子 D D前三项都是前三项都是8 8下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是是（ ） A A花药离体培养得到单倍体植株花药离体培养得到单倍体植株 B.B.秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株 C C人工种子的培育人工种子的培育 D

15、 D“番茄番茄马铃薯马铃薯”杂种植株的培育过程杂种植株的培育过程第28页/共36页9.9.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（）体培养获得种苗的过程不涉及细胞的（） A.A.有丝分裂有丝分裂 B.B.分化分化 C.C.减数分裂减数分裂 D.D.全能性全能性第29页/共36页10.植物组织培养是克隆植物的一

16、种方法，过程如图所示，植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如图所示，回答相应的回答相应的 问题：问题：(1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶为了获得脱毒植株，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，可在生产实践中为获得大量的细胞产物如：紫杉醇，可将将_放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞悬浮液，再经过胞，制备成细胞悬浮液，再经过_ _即可获得大量细胞。即可获得大量细胞。(1)这些部位病毒极少这些部位病毒极少(2)脱分化和再分化脱分化和再分化(3)愈伤组织细胞分裂愈伤组织细胞分裂第30页/共36页(4)植物组织培养技术不仅应用于花卉、果树的快速、大植物组