第二节植物细胞工程

第二节植物细胞工程第一页，共三十四页，2022年，8月28日细胞全能性1.概念:

生物体的细胞在形态、结构和功能上存在很大的差异，但是几乎每一个细胞内都含有该物种的全部遗传物质，具有发育成为完整个体所必须的全部基因，因此，这些细胞都具有发育成为一个新的个体的潜能。细胞的这种特性称为细胞全能性。2、全能性的比较2）植物细胞全能性一般比动物细胞强1）受精卵>生殖细胞>体细胞3、高度分化的植物细胞表现全能性条件：细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件第二页，共三十四页，2022年，8月28日植物组织培养2、理论基础：细胞的全能性是指依据细胞全能性原理，在无菌条件下，分离植物的器官、组织、细胞或原生质体（外植体），并在培养基上培养，在适宜的条件下使其长成部分或完整植株的技术。1、概念：第三页，共三十四页，2022年，8月28日离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根芽植物体脱分化再分化脱分化由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。再分化脱分化产生的愈伤组织继续进行培养又可以重新分化成根或芽等器官，这一过程称为植物细胞的再分化。3.植物组织培养过程不需要光照光照第四页，共三十四页，2022年，8月28日

愈伤组织的形成愈伤组织：是一团没有特定结构和功能并处于旺盛分裂状态的薄壁细胞。由于分离得到的细胞已经高度分化，因此在进行植物组织培养时首先要诱导细胞脱分化，形成愈伤组织。第五页，共三十四页，2022年，8月28日再分化脱分化愈伤组织外植体试管苗植株第六页，共三十四页，2022年，8月28日一、植物组织培养4、植物组织培养的条件内因：离体细胞、组织或器官外因：

1）适宜的外界环境条件，例如无菌、适宜的温度、湿度、光照等

2）培养基（一定的营养物质，激素）

第七页，共三十四页，2022年，8月28日5、植物组织培养的培养基①水②无机营养：各种大量元素和微量元素③有机营养成分：维生素、氨基酸和糖（糖作为碳源：2%—4%的蔗糖溶液，调节渗透压）④天然的附加物⑤生长物质：生长素，细胞分裂素和赤霉素第八页，共三十四页，2022年，8月28日胚状体的形成愈伤组织在一定的培养基条件下可诱导形成胚状体。胚状体类似胚的结构，具有胚芽和胚根，在合适的条件下也可以发育成新的植株。

在胚状体外包裹人工的胚乳和人工的种皮，就可获得“人工种子”。第九页，共三十四页，2022年，8月28日（1）人工种子概念（2）人工种子组成

人工胚乳胚状体人工种子是指在植物组织培养中得到的体细胞胚，包埋在由营养物质和保护物质等形成的包中，在适宜的条件下能够发芽出苗的颗粒体。第十页，共三十四页，2022年，8月28日①培育周期短②后代无性状分离③不受气候,季节和地域限制④可以很方便地贮藏和运输

（4）天然种子的局限①培育周期长②优良杂种的后代会发生性状分离而丧失其优良特性③生产会受到季节、气候和地域的限制，并且需要占用大量的土地实现制种（3）、人工种子的优点：第十一页，共三十四页，2022年，8月28日二、植物细胞培养概念：是将组织培养过程中形成的愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中，进行悬浮培养，得到分散的悬浮细胞，通过继代培养时细胞增殖，从而得到大量的细胞群体的一种技术。

目的：是通过大规模的细胞培养以获得人类所需的细胞次生代谢产物（例如从培养的红豆杉细胞中提到抗肿瘤药物——紫杉醇）。优点：快速、高效，不受季节、外部环境等条件的限制。第十二页，共三十四页，2022年，8月28日植物细胞愈伤组织芽、根悬浮细胞细胞群体植株细胞次生代谢产物植物激素的不同配比植物激素的不同配比第十三页，共三十四页，2022年，8月28日1、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．细胞中的基因部分丢失Ｃ．细胞中的基因选择性表达Ｄ．细胞中的基因变异不同C课后习题第十四页，共三十四页，2022年，8月28日2、关于愈伤组织形成过程的正确叙述是（）

A、愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果

B、愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果

C、愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果

D、愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果D第十五页，共三十四页，2022年，8月28日3、若用“①②③④”表示植物组织培养的过程。请回答：

（1）①表示

，

能被培养成为④的根本原因是（2）②表示

，其细胞特点是

薄壁细胞。脱分化再分化离体的植物组织器官、组织或细胞植物细胞具有全能性具有分裂能力的愈伤组织第十六页，共三十四页，2022年，8月28日4、当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，下列有可能使其表现出全能性，发育成完整的植株的是（）

A、细胞分裂素B、生长素C、一定的营养物质D、以上三者均是

DD5、在生物体的所有细胞中，全能性最高的是

A、卵细胞B、植物花粉C、体细胞D、受精卵第十七页，共三十四页，2022年，8月28日1、定义：

将两个或两个以上来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的过程。2、优势：（与有性杂交方法比较）

克服了远缘杂交不亲和的障碍，拓展了可用于杂交的亲本组合范围。。（一）植物体细胞杂交三、细胞工程与育种第十八页，共三十四页，2022年，8月28日3、植物体细胞杂交过程植物细胞A植物细胞B去掉细胞壁去掉细胞壁原生质体A原生质体B原生质体融合杂合的原生质体再生出细胞壁杂种细胞脱分化再分化愈伤组织杂种植株细胞融合植物组织培养第十九页，共三十四页，2022年，8月28日白菜甘蓝白菜－甘蓝第二十页，共三十四页，2022年，8月28日(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物体细胞杂交过程示意图标志去壁第二十一页，共三十四页，2022年，8月28日思考题细胞壁如何去除？融合的基础是什么？杂交完成的标志是什么？最后通过什么手段得到新个体？整个过程中运用了细胞工程中的那些技术？第二十二页，共三十四页，2022年，8月28日去壁的常用方法：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）

细胞融合的基础：细胞膜的流动性杂交完成的标志：形成细胞壁第二十三页，共三十四页，2022年，8月28日异想天开第二十四页，共三十四页，2022年，8月28日（一）单倍体育种二作物新品种的培育1、单倍体的概念:2、单倍体的例子:由配子发育成的个体蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的单倍体.多数植物都可通过花药或花粉来获得单倍体第二十五页，共三十四页，2022年，8月28日优点：单倍体育种可以直接得到纯合体，所以这样大大地缩短了育种年限，只需两年即可得到纯合新品种

。3、单倍体育种的原理:

花粉培养：从花药中分离出花粉粒使之成为分散或游离的状态，通过培养使其脱分化并发育成植株的过程;单倍体经过秋水仙素等处理使其染色体加倍以后产生的二倍体。第二十六页，共三十四页，2022年，8月28日（一）单倍体育种二作物新品种的培育4.单倍体育种的一般过程第二十七页，共三十四页，2022年，8月28日花药花粉细胞培养脱分化愈伤组织分化出小植物再分化单倍体植株移栽正常植株染色体加倍5、植物花药组织培养生成正常植株的实验流程优点：后代都是纯合子，明显缩短育种年限第二十八页，共三十四页，2022年，8月28日二、作物新品种的培育（二）、传统方法－－－原理:基因的自由组合定律，优良基因的自由组合。杂交育种结果：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)纯化和选择，才得到一种符合理想要求的新品种

第二十九页，共三十四页，2022年，8月28日回忆、思考1、植物组织培养的大致过程包括哪几个阶段？2、植物组织培养技术的理论基础是什么？离体的器官、组织或细胞——脱分化成愈伤组织——再分化为根和芽——完整植株植物细胞具有全能性3、什么叫做细胞全能性？

具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能。4、生物体所有细胞全能性都一致吗？受精卵>生殖细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞第三十页，共三十四页，2022年，8月28日5、植物细胞融合完成的标志的是（）

A、产生新的细胞壁

B、细胞膜发生融合

C、细胞质发生融合

D、细胞核发生融合A6、体内的细胞为什么没有表现出全能性，

而是分化成不同的组织器官？体内的细胞在特定的时间和空间条件下，基因选择性表达的结果。第三十一页，共三十四页，2022年，8月28日7.通过细胞杂交,获得一个杂种植株,需要的步骤是()A.分离原生质诱导原生质融合生出细胞壁组织培养法得到杂种植株B.分离原生质原生质自然融合组织培养杂种植株C.获取细胞原生质融合组织培养杂种植株D.获取细胞原生质直接融合组织培养杂种植株A第三十二页，共三十四页，2022年，8月28日8.要将胡