2-1-2_植物细胞工程的实际应用

1、2.1.2植物细胞工程的应用植物细胞工程的应用所采用技术的理论基础 植物细胞工程通常采用的技 术 手 段 植物组织培养植物组织培养 植物体细胞杂交植物体细胞杂交植物细胞的全能性植物细胞的全能性小结小结杨树珍稀植物珍稀植物经经济济苗苗木木名名贵贵花花卉卉自然繁殖速度缓慢，自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良繁殖效率低下或优良状不易保持状不易保持工业化生产?荷兰花卉满城尽带黄金甲满城尽带黄金甲 1. 1. 微型繁殖微型繁殖 (1) (1) 微型繁殖技术：快速繁殖优良品种的植物组织培养微型繁殖技术：快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。技术。 因此，也叫做因此，也叫做快速繁殖技术快速繁殖技术。 (2)

2、 (2) 特点特点: :保持优良品种的遗传特性保持优良品种的遗传特性; ; 不受自然生长季节的限制；不受自然生长季节的限制； 高效快速地实现种苗的大量繁殖高效快速地实现种苗的大量繁殖. .（3 3）转基因植物的培育）转基因植物的培育有丝分裂有丝分裂分生区（如茎尖）的细胞分生区（如茎尖）的细胞进行植物组织培养进行植物组织培养脱毒苗脱毒苗2、作物脱毒脱毒后脱毒后无性繁殖的作物，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。脱毒草莓脱毒甘蔗（右）与未脱毒甘蔗的对比脱毒甘蔗（右）与未脱毒甘蔗的对比树木需生长数年树木需生长数

3、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？思考？3.3.神奇的人工种子神奇的人工种子（1 1）优点）优点: : 后代无性状分离后代无性状分离，保持优良特性；保持优良特性； 不受季节、气候和地域的限制；不受季节、气候和地域的限制； 易于储藏和运输。易于储藏和运输。 （2 2）技术：植物组织培养）技术：植物组织培养. . （3 3）结构：？）结构：？人造种皮人造种皮胚状体胚状体或不定芽或不定芽

4、或顶芽或腋芽或顶芽或腋芽. .人工胚乳或子叶人工胚乳或子叶人工种子的结构人工种子的结构 通过植物组织培养得到的胚状体、不通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。在适宜的条件下可以膜包装得到的种子。在适宜的条件下可以发芽成苗。发芽成苗。由外植体或愈伤组由外植体或愈伤组织产生织产生常规杂交选育优良品种需常规杂交选育优良品种需56年。年。二、作物新品种的培育二、作物新品种的培育思考？思考？单倍体育种 方法：花药离体培养方法：花药离体培养 技术：植物组织培养技术：植物组织培养复习：复习：单倍体单倍体是指由配子发育成的个体

5、。是指由配子发育成的个体。特点：植株弱小，高度不育。特点：植株弱小，高度不育。采用花药离体培养的方法获得单倍体植株，再人工诱导染色体加倍（常用秋水仙素），获取自交不发生性状分离的稳定遗传的纯系品种。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第第1年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矮抗矮抗杂交育种杂交育种第第2年年第第3年年生长生长ddTTF3配子：配子：DTDtdTdt单倍体单倍体幼苗幼苗：DTDtdTdt花药离体培养花药离体培养秋水秋水 仙素仙素第第2年年第第4年年DDttddTT ddtt纯合体

6、纯合体:DDTT矮抗矮抗 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单倍体育种单倍体育种第第1年年选择矮秆抗病选择矮秆抗病即为新品种即为新品种返回返回原理：原理：优点：优点：缺点：缺点：染色体变异染色体变异缩短育种年限，获得优良纯种缩短育种年限，获得优良纯种。但方法复杂，技术要求高。但方法复杂，技术要求高。 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分生状态，因此容易受到培养条件培养条件和外界压力外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生突变突变。2、突变体的利用、突变体的利用组织培组织培养过程养过程受外界影响受外界影响突变突变筛选有

7、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。白三叶草白三叶草比较几种育种方法：比较几种育种方法：单倍体育种：单倍体育种：突变体的利用：突变体的利用：植物体细胞杂交育种植物体细胞杂交育种优点：优点：育种原理：育种原理：优点：优点：育种原理：育种原理：优点：优点：育种原理：育种原理：明显缩短育种年限明显缩短育种年限染色体变异染色体变异能够产生新性状能够产生新性状基因突变基因突变克服远缘杂交不亲和障碍克服远缘杂交不亲和障碍染色体变异染色体变异 高效抗癌的药物紫杉醇（细胞产物） 如何“拯救红豆杉” 意义：节约资源、保护环境。 细胞产物：蛋白质、脂肪

8、、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、生物碱等。67年年人参皂甙干粉人参皂甙干粉2030天天发酵罐发酵罐三、细胞产物的工厂化的生产三、细胞产物的工厂化的生产 工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：人参根人参根 愈伤组织愈伤组织 增长速度快而且细增长速度快而且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞胞内人参皂甙干粉含量高的细胞细胞增殖细胞增殖 提取人参皂甙干粉提取人参皂甙干粉 脱分化脱分化培养选择培养选择破碎细胞破碎细胞放入发酵罐放入发酵罐植物细胞工程的实际应用v繁殖植物的新途径微型育种作物脱毒人工种子v育种新方法单倍体育种诱导突变体v细胞产

9、物的工厂化生产小小 结结.基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，问：（1 1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得中获得_ _ 等营养物质。等营养物质。（2 2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_ _和和_两类激素。两类激素。水、无机盐、维生素和小分子有机物水、无机盐、维生素和小分子有机物细胞分裂素细胞分裂素植物生长素植物生长素（3 3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是是_能利用光能制造有机物