植物细胞工程专业知识专家讲座

专题2细胞工程植物细胞工程专业知识专家讲座第1页

细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学原理和方法，经过细胞水平或细胞器水平上操作，按照人们意愿来改变细胞内遗传物质或取得细胞产品一门综合科学技术。什么叫细胞工程？细胞工程:细胞水平或细胞器水平上生物技术基因工程：分子水平上生物技术植物细胞工程专业知识专家讲座第2页2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程基本技术植物细胞工程理论基础是什么？通常采取技术伎俩有哪些？植物细胞工程专业知识专家讲座第3页理论基础植物细胞工程技术伎俩植物组织培养植物体细胞杂交植物细胞全能性植物细胞工程专业知识专家讲座第4页1、细胞全能性—理论基础概念：1）受精卵生殖细胞体细胞＞＞含有某种生物全套遗传信息细胞，含有发育成完整个体潜能特征称为细胞全能性原因：全能性大小比较从理论上讲，每个细胞都包含该生物全套遗传物质，所以每个活细胞都应含有全能性2）植物细胞全能性普通比动物细胞强离体培养，有一定营养物质、激素和其它外界条件细胞表现出全能性条件：植物细胞工程专业知识专家讲座第5页相关全能性表述中，不正确是Ａ．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，所以全能性最高Ｂ．生物体内细胞全能性不能表示Ｃ．卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能性很高Ｄ．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性C植物细胞工程专业知识专家讲座第6页C总结：在生物个体发育过程中，细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种组织和器官，主要是因为基因选择性表示在一个生物体内，细胞没有表现出全能性，原因是Ａ．细胞失去了全能性Ｂ．细胞中基因部分丢失Ｃ．细胞中基因选择性表示Ｄ．细胞中基因变异不一样植物细胞工程专业知识专家讲座第7页2.植物组织培养技术1）大致过程植物体根、芽等外植体脱分化再分化愈伤组织脱分化：已经分化细胞，经诱导后，失去其特有结构和功效而转变成未分化细胞过程（惯用细胞分裂素或生长素诱导脱分化）外植体：用于离体培养植物器官或组织（普通选取分生能力较强，惯用固体培养基培养）愈伤组织：分化细胞脱分化后，形成含有分生能力一些薄壁细胞再分化：脱分化产生愈伤组织重新分化成根或芽等器官过程植物细胞工程专业知识专家讲座第8页消毒、切取接种愈伤组织形成试管苗形成培养室移栽2）植物组织培养详细操作过程植物细胞工程专业知识专家讲座第9页在无菌和人工控制条件下，将离体植物器官、组织、细胞，培养在人工配制培养基上，给予适宜培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整植株植物组织培养概念植物细胞工程专业知识专家讲座第10页以下属于组织培养是A.花粉培养成单倍体植株B.芽发育成枝条C.根尖分生区发育成成熟区D.未受精卵发育成植株A关于愈伤组织形成过程正确叙述是A.愈伤组织形成是离体植物细胞分化结果B.愈伤组织形成是离体植物细胞分裂结果C.愈伤组织形成是离体动物细胞分化结果D.愈伤组织形成是离体植物细胞脱分化结果D植物细胞工程专业知识专家讲座第11页3、若用“①②③④”表示植物组织培养过程。请回答：

（1）①表示

，被培养成为④根本原因是（2）②表示

，其细胞特点是

。脱分化再分化离体植物器官或组织植物细胞含有全能性含有分生能力薄壁细胞愈伤组织植物细胞工程专业知识专家讲座第12页4、以下不能作为植物组织培养材料是：A、秋海棠叶B、马铃薯块茎C、成熟花粉D、木质部中导管细胞D植物细胞工程专业知识专家讲座第13页3.植物体细胞杂交技术植物细胞工程专业知识专家讲座第14页植物体细胞杂交应用研究

植物细胞工程专业知识专家讲座第15页植物体细胞杂交技术1.你认为两个来自不一样植物体细胞完成融合，碰到第一个障碍是什么？怎样消除这一障碍？2.怎样使两个不一样原生质体发生融合？3.发生了融合原生质体怎样处理而取得杂种植物细胞？4.原生质体融合成功标志是什么？5.怎样将杂种细胞培育成杂种植株？阅读与思考植物细胞工程专业知识专家讲座第16页杂种植株融合原生质体AB再生出细胞壁脱分化愈伤组织再分化1)植物体细胞杂交过程植物细胞融合植物组织培养植物细胞A原生质体B原生质体A杂种细胞AB去壁去壁人工诱导方法？促进融合方法？融合完成标志植物细胞B什么是原生质体？植物细胞工程专业知识专家讲座第17页植物A细胞植物B细胞去壁原生质体A原生质体B原生质体融合融合体再生壁杂种细胞愈伤组织杂种植株去壁惯用方法：酶解法（纤维素酶、果胶酶等）

原生质体融合方法：物理法：离心、振动、电刺激等化学法：聚乙二醇（PEG）植物体细胞杂交过程示意图细胞融合基础：细胞膜流动性植物细胞工程专业知识专家讲座第18页植物体细胞杂交技术概念将不一样种植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体技术过程克服不一样生物远缘杂交障碍，出现自然界没有新品种未处理问题：并不都能让杂种植物按照人们需要表现出亲代优良性状意义植物细胞工程专业知识专家讲座第19页1.不能人工诱导原生质体融合方法是A、振动B、电刺激C、PEG试剂D、重压2.植物细胞融合完成标志是A、产生新细胞壁B、细胞膜发生融合C、细胞质发生融合D、细胞核发生融合AD植物细胞工程专业知识专家讲座第20页3．植物体细胞杂交要先去除细胞壁原因是

A.植物体细胞结构组成中不包含细胞壁

B.细胞壁使原生质体失去活力

C.细胞壁妨碍了原生质体融合

D.细胞壁不是原生质组成部分4．植物体细胞杂交结果是

A.产生杂种植株B．产生杂种细胞

C．原生质体融合D．形成愈伤组织5．植物体细胞杂交目标中错误是

A.把两个植物体优良性状集中在杂种植株上

B.取得杂种植株

C.克服远源杂交不亲和障碍

D.实现原生质体融合CAD植物细胞工程专业知识专家讲座第21页1、植物繁殖新路径1）微型繁殖2）作物脱毒3）神奇人工种子2、作物新品种培育1）单倍体育种2）突变体利用3、细胞产物工厂化生产2.1.2植物细胞工程实际应用蛋白质,脂肪,糖类,药品,香料,生物碱等植物细胞工程专业知识专家讲座第22页1、植物繁殖新路径1）微型繁殖快速繁殖优良品种植物组织培养技术概念：特点:①保持优良品种遗传特征②高效快速地实现种苗大量繁殖植物细胞工程专业知识专家讲座第23页病毒较少茎尖2)作物脱毒材料:脱毒苗:切取茎尖进行组织培养取得植株（脱毒苗）原因:长久进行无性繁殖作物，易积累感染病毒，造成产量降低，品质变差。植物细胞工程专业知识专家讲座第24页人工薄膜、胚状体、不定芽、顶芽或腋芽等3）神奇人工种子特点:技术:结构:①培植周期短②后代无性状分离③不受气候,季节和地域限制植物组织培养处理有些植物结子困难、发芽率低、繁殖困难等问题在组织培养过程中，由愈伤组织再分化形成类似于胚结构。植物细胞工程专业知识专家讲座第25页2、作物新品种培育①后代都是纯合体，都能稳定遗传②显著缩短育种年限1）单倍体育种方法:优点:花药花粉细胞培养愈伤组织根、芽等单倍体植株正常植株接种脱分化再分化移栽染色体加倍植物细胞工程专业知识专家讲座第26页筛选对人们有利突变体,进而培育新品种2）突变体利用产生:植物组织培养过程中，因为培养细胞一直处于不停分生状态，易受到培养条件和外界压力影响而产生突变利用:植物细胞工程专业知识专家讲座第27页3、细胞产物工厂化生产细胞产物种类:植物组织培养蛋白质,脂肪,糖类,药品,香料,生物碱等技术:植物细胞工程专业知识专家讲座第28页植物组织培养大量生产紫草素现在已经有胡萝卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、玉米、水稻、橡胶等几十种植物人工种子试种成功，但因为成本较高，中国还未应用于生产。