植物细胞工程公开课ppt课件

1、植物体细胞杂交的概念植物体细胞杂交的概念 将不同种植物的体细胞，在一定条件将不同种植物的体细胞，在一定条件下交融成杂种细胞，并把杂种细胞培下交融成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。育成新的植物体的技术。 不同种生不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用传统物之间存在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是不能够做到这一点的有性杂交方法是不能够做到这一点的的植物体细胞杂交酶解法去细胞壁纤维素酶、果胶酶纤维素酶、果胶酶(1)(1)番茄番茄细胞细胞马铃马铃薯薯细胞细胞不同植物体细胞原生质交融物理方法有：物理方法有： 显微操作、离心、振动、电刺激等促使显微操作、离心、振动、电刺激等促使原生质体交

2、融。原生质体交融。化学的方法化学的方法 用聚乙二醇用聚乙二醇PEGPEG等试剂作为诱导剂等试剂作为诱导剂来诱导交融来诱导交融(1)(1)(2)植物体细胞杂交过程表示图过程表示图(3)杂种细胞杂种细胞(4)(5)番茄番茄细胞细胞马铃马铃薯薯细胞细胞ABABAABB(6)物理物理方法方法化学化学方法：方法：离心离心振动振动电刺激电刺激人工诱导方法(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物体细胞杂交过程表示图过程表示图酶解法去壁酶解法去壁原生质原生质体交融体交融再生再生细胞壁细胞壁杂种细胞杂种细胞脱分化脱分化再分化再分化(6)移栽移栽 正在交融的正在交融的原生质体原生质体植物组植物组织培育织培育植物细

3、胞交融植物细胞交融再生出细胞壁植物体细胞杂交技术过程图细胞膜的流动性细胞膜的流动性 植物细胞的全能性植物细胞的全能性植物体细胞杂交1 1、植物体细胞杂交的结果是产生了？、植物体细胞杂交的结果是产生了？2 2、这个过程中涉及的原理是？、这个过程中涉及的原理是？杂种植株杂种植株植物体细胞杂交的意义使来自两个亲本细胞的基因有能使来自两个亲本细胞的基因有能够都被表达，突破了远缘生物不够都被表达，突破了远缘生物不能杂交的屏障，提供了发明新物能杂交的屏障，提供了发明新物种的能够。种的能够。根为马铃薯而根为马铃薯而果为西红柿，果为西红柿，尚末胜利尚末胜利思索思索 为什么为什么“番茄番茄马铃薯超级杂种植株没有

4、如马铃薯超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？铃薯？ 主要缘由是：生物基因的表达不是孤立的，它主要缘由是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯薯番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达遭到相互的遗传物质，但这些遗传物质的表达遭到相互关扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物关扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马

5、铃薯就是很自然的了。地下结马铃薯就是很自然的了。 植物体细胞杂交运用生长期短，耐热性强和易于储存生长期短，耐热性强和易于储存 自然界中有一种含有叶绿体的原生动物自然界中有一种含有叶绿体的原生动物眼眼虫，阐明植物的细胞器同样可以在某些动物细虫，阐明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请讨论：动物细胞与植物细胞之间胞中存活，请讨论：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？假设实际上可行，请设计出可以实现杂交吗？假设实际上可行，请设计出详细实验方案。详细实验方案。 思索思索异想天开异想天开所采用技术的实际根底 植物细胞工程通常采用的技术手段 植物组织培育植物组织培育 植物体细胞杂交植物体细胞杂交

6、植物细胞的全能性植物细胞的全能性小结小结 如图是如图是“白菜一甘蓝杂种植株的培育过程。白菜一甘蓝杂种植株的培育过程。以下说法正确的选项是以下说法正确的选项是( )( )A.A.图示图示“白菜白菜甘蓝植株不能结籽甘蓝植株不能结籽B.B.愈伤组织的代谢是自养需氧型愈伤组织的代谢是自养需氧型C C上述过程中包含着有丝分裂，细胞分化和减数上述过程中包含着有丝分裂，细胞分化和减数分裂等过程分裂等过程D D“白菜白菜甘蓝杂种植株具有的性状是基因选甘蓝杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果择性表达的结果D以下属于组织培育的是以下属于组织培育的是 A. A. 花粉培育成单倍体植株花粉培育成单倍体植株 B.

7、B. 芽发育成枝条芽发育成枝条 C. C. 根尖分生区发育成成熟区根尖分生区发育成成熟区 D. D. 未受精的卵发育成植株未受精的卵发育成植株A概念概念: : 快速高效实快速高效实现种苗繁植培现种苗繁植培育优良植物种育优良植物种类的植物组织类的植物组织培育技术。培育技术。植物组织植物组织培育车间培育车间优点：优点：高效快速地实现种苗的大量繁高效快速地实现种苗的大量繁衍；衍；坚持优良种类的遗传特性；坚持优良种类的遗传特性；不受自然生长季节的限制由不受自然生长季节的限制由于在具有一定人工设备的室内消于在具有一定人工设备的室内消费。费。 产业化育苗产业化育苗人们利用植物的微型繁衍技术来进展工厂化育人

8、们利用植物的微型繁衍技术来进展工厂化育苗消费，这是利用了该项技术的哪些特点？苗消费，这是利用了该项技术的哪些特点？植物植物“微型繁衍技术具有高效性和可微型繁衍技术具有高效性和可以坚持种苗的优良遗传特性的优势。以坚持种苗的优良遗传特性的优势。工厂化大规模育苗消费正是利用了植工厂化大规模育苗消费正是利用了植物物“微型繁衍技术的这两方面优势。微型繁衍技术的这两方面优势。利用植物利用植物“微型繁衍技术我们可以在微型繁衍技术我们可以在短时间中获得大量的优质种苗。短时间中获得大量的优质种苗。1 1作物脱毒的缘由作物脱毒的缘由: :几乎一切的果树都患有病毒病，而且多是经过营养体繁衍代代相传的。植物病毒种类很

9、多,对树体又能产生耐久危害,迄今为止尚无有效的药物可以控制。 长期进展无性繁衍的作物，易积累病毒，导长期进展无性繁衍的作物，易积累病毒，导致产量降低，质量变差，而植物的分生区普致产量降低，质量变差，而植物的分生区普通不会感染病毒，用分生区的细胞进展组织通不会感染病毒，用分生区的细胞进展组织培育，就能得到大量的脱毒苗。培育，就能得到大量的脱毒苗。 用植物的组织培育技术，培育植物茎尖，可用植物的组织培育技术，培育植物茎尖，可以有效地防止病毒病的损害，恢复种性并加以有效地防止病毒病的损害，恢复种性并加速繁衍速度。速繁衍速度。 香蕉去病毒试管苗的组织培育技术已成为产香蕉去病毒试管苗的组织培育技术已成为

10、产业化商品化的先例之一。由于香蕉是三倍体业化商品化的先例之一。由于香蕉是三倍体植物，必需经过无性繁衍延续后代，传统方植物，必需经过无性繁衍延续后代，传统方法普通采用芽繁衍，感病严重，繁衍率低；法普通采用芽繁衍，感病严重，繁衍率低；而采用去病毒的组织培育技术不仅改良了质而采用去病毒的组织培育技术不仅改良了质量，亩产量约提高量，亩产量约提高3030-50-50，很容易被蕉农，很容易被蕉农接受。接受。 2 2材材 料料: :分生区如茎尖分生区如茎尖的细胞的细胞3 3脱毒苗脱毒苗: : 切取茎尖进展组织培育获切取茎尖进展组织培育获得得茎尖培育可以得到无病毒苗木茎尖培育可以得到无病毒苗木已成为处理病毒病

11、危害和种类已成为处理病毒病危害和种类退化问题的一个重要途径。退化问题的一个重要途径。人工种子：用组人工种子：用组培技术获得具有培技术获得具有胚芽、胚轴、胚胚芽、胚轴、胚根等构造的胚状根等构造的胚状体，并用人工种体，并用人工种皮皮( (藻酸钠藻酸钠) )包裹包裹起来，用以替代起来，用以替代天然种子进展繁天然种子进展繁衍的一种构造。衍的一种构造。胚芽胚芽胚根胚根胚乳或子叶胚乳或子叶种皮种皮(1)(1)特点特点: : 后代无性状分别，保管优良特性；后代无性状分别，保管优良特性； 不受气候不受气候, ,季节和地域限制。季节和地域限制。(2)(2)技术技术: :植物组织培育。植物组织培育。(3)(3)产

12、生途径：产生途径： 由已脱分化的外植体直接产生；由已脱分化的外植体直接产生； 由愈伤组织产生。由愈伤组织产生。(4)(4)构造构造: :人工薄膜胚状体人工薄膜胚状体或不定芽或顶芽或腋芽。或不定芽或顶芽或腋芽。5 5优点：优点：处理了有些种子繁衍力差、结籽困难处理了有些种子繁衍力差、结籽困难或发芽率低等问题。或发芽率低等问题。可以工业化消费，提高农业的自动化可以工业化消费，提高农业的自动化程度。程度。可在胚乳中添加各种附加成分。如：可在胚乳中添加各种附加成分。如：固氮菌、防病虫农药、除草剂等。固氮菌、防病虫农药、除草剂等。用人工种子播种可节约粮食。用人工种子播种可节约粮食。人工种皮是保证包裹在其

13、中的胚状体顺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，请讨论人利生长成小植株的关键部分，请讨论人工种皮中应该具有的有效成分是什么？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，我们还可为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中参与哪些物质？以向人工种皮中参与哪些物质？针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的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参与适量的营养、无机盐、包裹剂中还可以参与适量的营养、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种了促进胚状体的生长发育，还可

14、以向人工种皮中参与一些植物生长调理剂。皮中参与一些植物生长调理剂。 如今已有胡萝卜、芹菜、柑橘、如今已有胡萝卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、玉米、水稻、橡胶等几咖啡、棉花、玉米、水稻、橡胶等几十种植物的人工种子试种胜利，但由十种植物的人工种子试种胜利，但由于本钱较高，中国尚未运用于消费。于本钱较高，中国尚未运用于消费。 3. 3.利用细胞交融技术，抑制远缘利用细胞交融技术，抑制远缘杂交不亲和性杂交不亲和性野生种往往有许多优良性状，但大野生种往往有许多优良性状，但大部分野生种与栽培种杂交不亲和，部分野生种与栽培种杂交不亲和，严重影响了野生种优良遗传基因的严重影响了野生种优良遗传基因的运用。利用细胞交

15、融，可以抑制这运用。利用细胞交融，可以抑制这种杂交不亲和性，获得体细胞杂种，种杂交不亲和性，获得体细胞杂种，使野生种的利用成为能够。使野生种的利用成为能够。基因工程主要研讨基因工程主要研讨DNADNA的转导，而基因转导后必需的转导，而基因转导后必需经过组织培育途径才干实现植株再生。经过组织培育途径才干实现植株再生。 1.1.种类：种类：蛋白质，脂肪，糖蛋白质，脂肪，糖类，药物，香料，类，药物，香料，生物碱等。生物碱等。2.2.技术：技术： 植物的组织培育植物的组织培育 紫草紫草紫草素紫草素 愈伤组织愈伤组织紫草素有活血化淤的作用，可用于治疗烫紫草素有活血化淤的作用，可用于治疗烫伤割伤的药物、化

16、装品及食品的着色剂伤割伤的药物、化装品及食品的着色剂 由于从它细胞内提炼的紫杉醇，是国际上公由于从它细胞内提炼的紫杉醇，是国际上公认的一种高效、低毒、广谱、作用机制独特认的一种高效、低毒、广谱、作用机制独特的抗癌天然产物。所以红豆杉这类植物近年的抗癌天然产物。所以红豆杉这类植物近年来是植物界一位走红的名星。来是植物界一位走红的名星。红豆杉是常绿针叶，结樱桃大的奇特红豆果，是第四世纪冰川后遗留下来的世界珍稀濒危植物，全世界自然分布极少，列为国家一级重点维护植物。 目前国内外都是从红豆杉树皮和嫩叶中提取目前国内外都是从红豆杉树皮和嫩叶中提取紫杉醇，原料来源困难，本钱高。紫杉醇，原料来源困难，本钱高。 每消费每消费1 1公斤紫杉醇，需用紫杉树皮公斤紫杉醇，需用紫杉树皮3030吨。吨。 每株每株100100年生的树约可萃取年生的树约可萃取300mg300mg的紫杉醇。的紫杉醇。 治疗一位病患者需求用治疗一位病患者需求