植物的克隆(浙科版)

1、2.2植物的克隆,1958年,斯图尔德(f.c.steward 、美)胡萝卜组织培养,开花的胡萝卜植株,胚状体,胡萝卜根的切片,从根切片分离的细胞,愈伤组织,试管植株,离体、消毒的植物器官、组织或细胞,问题1：为什么胡萝卜根的培养细胞能培养成一个完整的胡萝卜植株呢？,植物细胞的全能性,问题2：什么是细胞的全能性？为什么具有全能性？,植物体的每个细胞都包含该物种的全部遗传物质，具有发育成为完整个体所必需的全部基因。,、概念：,2、原因：,3、细胞全能性大小的顺序：,植物细胞 动物细胞（核）,植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性,因而都具有发育成完整植株的潜能。,一、植物细胞的全能性,不同种类

2、植物或同种植物的不同基因型个体之间因遗传性的差异,细胞全能性的表达程度大不相同.,细胞或组织中激素平衡被打破 对外源生长物质的敏感性发生改变 其他原因产生了缺乏成胚性的细胞系,4.某些植物细胞在多次继代培养后，会丧失细胞全能性的表达能力，原因有哪些？,染色体畸变 细胞核变异 非整倍体产生,内在遗传因素改变（结果不可逆）,外在生化性质改变,5.克隆成功的前提,（1）探讨特定植物细胞全能性表达的条件,（2）选择性能优良、细胞全能型表达充分的基因型,为什么体内细胞没有表现出全能性,而是分化成为不同的组织或器官呢?,基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。,在个体发育的不同时期，生物体不同部位的

3、细胞表达的基因不同，合成的蛋白质也不同，从而形成了不同的组织和器官。,如何将植物细胞培养成一个完整的植株的呢？,二、植物组织培养程序,植物生长调节剂： ph值：,（1）配制培养基（半固体的、灭菌的）,无机营养成分： 有机营养成分：,（2）切取小组织块（消毒的根、茎、叶）,（3）培养（半固体培养基），获得愈伤组织,（4）诱导愈伤组织，再生出新植株,植物所必须的大量元素及微量元素, 碳源：蔗糖 氮源：氨基酸、维生素等 琼脂：0.7%1%，起凝固支持作用,细胞分裂素、生长素,5.06.0,植物组织培养的一般程序,脱分化,愈伤组织：一种相对没有分化的活的薄壁细胞团组成的新生组织。（细胞排列疏松、无规则

4、）,再分化,脱分化：已经高度分化的植物细胞，经过诱导重新恢复了分裂能力，产生愈伤组织的过程，又称去分化。,再分化：脱分化产生的愈伤组织经培养，重新分化根或芽等器官的过程。,3、培养的条件：,前提：离体状态 条件： （1）营养物质 （2）植物生长调节剂 （3）适宜的外界环境条件 （如：无菌环境、一定的温度、空气、适合的ph、适时光照等）,胚性细胞的特征：细胞质丰富、液泡小而细胞核大，可发育成胚状体，胚状体继续发育可形成植株。,摇床：,由恒温培养箱和振荡器组合而成，专为细胞培养提供控制和均衡的培养条件而设计，特别是悬浮液培养应用。,超大容量恒温双层摇床,恒温摇床,1.植物细胞培养,对植物单个细胞或

5、小的细胞团进行培养的技术称为植物细胞培养。,（1）定义,三、细胞培养和器官培养,（2）目的,1）使细胞增殖，形成细胞系，提取代谢产物,2）获得胚状体，从而再生出完整植株,植物器官主要包括： 根、茎、叶、花、果实,指将植株上的各种器官从母体上分离出来，放在无菌的人工环境让其进一步发育，最终长成幼苗的过程。,（1）定义,2.植物器官培养,思考：对二倍体植物花器官进行培养，获得的新植株可能含几个染色体组？,（2）意义,1、培养过程？,2、培养条件（如何实现器官发生和形态建成）？,单细胞,细胞团,球形胚,心形胚,胚状体,完整的植株,3、主要意义？,主要是通过平衡的植物激素配比进行调控,研究发育过程中的

6、环境因素、遗传基础和分子及生理生化机理 研究与植物生长发育有关的重要基因或影响因素 培育植物新品种,诱导生芽（茎叶）,细胞分裂素多，生长素少,诱导生根,细胞分裂素少，生长素多,仍为愈伤组织,细胞分裂素中等量，生长素少,新植株,细胞分裂素少和生长素比例合适,四、原生质体培养,如何剥离细胞壁呢？,用纤维素酶和果胶酶！,0.5-0.6mol/l甘露醇溶液环境（较高渗透压）,1、如何获得原生质体?,2、原生质体培养技术的应用？,批量培养经济作物、粮食作物、果木、花卉的部分需求。,五、植物细胞工程,1、操作过程?,基因工程、细胞融合、显微注射,植物组织培养,导入,植物细胞工程:,1借助基因工程方法，将外

7、源基因导入受体细胞。,2通过细胞融合将不同来源的遗传物质重新组合。,3通过显微注射将不同来源的遗传物质重新组合。,2、植物细胞工程的应用,白菜甘蓝,植物细胞工程技术培育白菜甘蓝,白菜体细胞,甘蓝体细胞,白菜原生质体,甘蓝原生质体,正在融合的原生质体,杂种细胞,愈伤组织,白菜-甘蓝幼苗,物理法：离心、振动、电刺激 化学法：聚乙二醇（peg）,六、多途径的植物克隆实践,1、想要大量获得某植物的次生代谢产物（如某些中药，紫草素）最好如何生产？,2、如何获得单倍体植株？,3、如何获得抗盐或抗病突变体？,大量培养特定细胞系（愈伤组织）,花药（花粉培养）-花药离体培养,单倍体克隆 （单倍体育种）,单倍体植株,六、多途径的植物克隆实践,1、想要大量获得某植物的次生代谢产物（如某些中药，紫草素）最好如何生产？,2、如何获得单倍体植株？,3、如何获得抗盐或抗病突变体？,大量