植物细胞工程应用

1、12.1.22.1.2植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用2原理？原理？过程？过程？3离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织胚状体或丛芽胚状体或丛芽避光、诱导培养基避光、诱导培养基完整植株完整植株见光、分化培养基见光、分化培养基再分化再分化脱分化脱分化45亲本植物细胞B B原生质体亲本植物细胞亲本植物细胞A A原生质体原生质体去壁去壁新的原生质体新的原生质体融合融合再生细胞壁再生细胞壁杂种细胞杂种细胞组织培养组织培养杂种植株杂种植株6（一）植物繁殖新途径：（一）植物繁殖新途径：属于无性繁殖属于无性繁殖微型繁殖微型繁殖概念概念: :是快速高效实现种苗繁植培育优良植物是快速高效实现种苗繁植培

2、育优良植物品种的植物组织培养技术品种的植物组织培养技术8讨论：该技术与传统繁殖技术相比，有何特讨论：该技术与传统繁殖技术相比，有何特点？点？愈伤组织可以传代培养，获得大量愈伤愈伤组织可以传代培养，获得大量愈伤组织，所以繁殖快速；（组织，所以繁殖快速；（繁殖速度快繁殖速度快）全过程中细胞进行有丝分裂，不涉及减全过程中细胞进行有丝分裂，不涉及减数分裂和受精作用，可以保持亲本优良特性；数分裂和受精作用，可以保持亲本优良特性；（高保真高保真-无性繁殖无性繁殖）在室内生产，在室内生产，不受自然环境条件限制不受自然环境条件限制。9微型繁殖的应用：兰花杨树生菜无籽西瓜10工业化生产作物栽培荷兰花卉11 生姜

3、是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产量高、价格高等特点，近年在各地发展很快。但是量高、价格高等特点，近年在各地发展很快。但是生姜在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病生姜在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产般减产30%30%50%50%。 病毒容易沿植物体的病毒容易沿植物体的维管组织维管组织传播，传播，而分生组织区中而分生组织区中缺乏维管系统缺乏维管系统，因此不含，因此不含病毒。用做组织培养的植物材料可以是植病毒。用做组织培养的植物材料可以是植物体任何

4、类型的组织细胞。怎样利用植物物体任何类型的组织细胞。怎样利用植物组织培养技术解决？组织培养技术解决？ 14一一 植物繁殖的新途径植物繁殖的新途径 （二）作物脱毒（二）作物脱毒作物脱毒16脱毒草莓17脱毒产品甘蔗香蕉马铃薯菠萝（三）神奇的人工种子（三）神奇的人工种子一 植物繁殖的新途径 1 1）培育周期长）培育周期长 2 2）优良杂种的后代会发生性状分离而丧）优良杂种的后代会发生性状分离而丧失其优良特性失其优良特性 3 3）生产会受到季节、气候和地域的限制，）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并且需要占用大量的土地实现制种种种 子子 的的 结结 构构自然种子胚胚种皮

5、种皮胚乳胚乳（三）神奇的人工种子（三）神奇的人工种子胚状体（三）神奇的人工种子（三）神奇的人工种子讨论讨论2223人工种子应用花椰菜桉树水稻芹菜二.作物的新品种培育复习复习: :1 1传统方法传统方法( (杂杂 交交) ) 杂交育种依据的原理是杂交育种依据的原理是: : 基因的自由组合定律，优良的基因自基因的自由组合定律，优良的基因自由组合。由组合。P A AR R a ar r有 芒 抗 病 无 芒 不 抗 病配 子 A Ra rF 1 A aR r有 芒 抗 病F 2 A _R _ : A _r r : a aR _ : a ar r有 抗 : 有 不 抗 : 无 抗 : 无 不 抗9 :

6、 3 : 3 : 1自 交 并 选 育 多 代a aR R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 （一）单倍体育种（一）单倍体育种二 作物新品种的培育 28选择选择亲本亲本有性有性杂交杂交F1代代花粉离花粉离体培养体培养单倍体单倍体植植 株株诱诱 变变染色体加倍染色体加倍可可 育育纯合子纯合子选择所选择所需类型需类型u 过程过程u 优点优点后代都是纯合子，能稳定遗传后代都是纯合子，能稳定遗传明显缩短育种年限，加速育种进程明显缩短育种年限，加速育种进程2930应用：柏树小麦烟草水稻（二）突变体的利用（二）突变体的

7、利用二 作物新品种的培育 3.3.成就：成就：2020世纪世纪7070年代以来，各国的科学家用年代以来，各国的科学家用这种方法已经筛选到抗病、抗盐、含高蛋白，这种方法已经筛选到抗病、抗盐、含高蛋白，以及高产的突变体，有的已用于生产。以及高产的突变体，有的已用于生产。32突变体的利用组织培养过程受外界影响突变筛选有利突变体培育新品种抗病、抗盐、含高蛋白、高产。白三叶草33三、细胞产物的工厂化生产三、细胞产物的工厂化生产1.1.种类：种类： 蛋白质，脂肪，糖蛋白质，脂肪，糖类，药物，香料，生物类，药物，香料，生物碱等。碱等。2.2.技术：技术： 植物的组织培养植物的组织培养3435工厂化生产人参皂

8、甙的基本过程是什么？工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么？ 第一步，选择人参根作为外植体进行培养，第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株作为快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株作为种质，其中一部分作为保存用，以备下一次种质，其中一部分作为保存用，以备下一次生产用，一部分进行发酵生产。生产用，一部分进行发酵生产。 第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。数量。 第三步，将发酵

9、罐中培养的细胞进行破碎，第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。从中提取人参皂甙。怎样拯救红豆杉并且生产大量紫杉醇？怎样拯救红豆杉并且生产大量紫杉醇？讨论讨论 38思考：思考：1、高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能、高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。以顶之灾。以“我们能否利用植物组织培养技我们能否利用植物组织培养技术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉”为题，为题，与同学展开讨论，说出植物组织培养技术在与同学展开讨论，说出植物组织培养技术在节约资源、保护环境方面的重要意义。节约资源

10、、保护环境方面的重要意义。40可以利用可以利用植物组织培养技术植物组织培养技术来大量生产紫杉醇。来大量生产紫杉醇。现在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞现在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞培养技术来大量培育红豆杉细胞，希望利用这培养技术来大量培育红豆杉细胞，希望利用这种方法来大量生产紫杉醇。国内外许多实验室种方法来大量生产紫杉醇。国内外许多实验室开展了用组织培养法生产紫杉醇的研究，红豆开展了用组织培养法生产紫杉醇的研究，红豆杉属的杉属的11种植物现都在进行组织培养。种植物现都在进行组织培养。ESC Agenetics公司宣布他们用细胞培养法所得紫公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量是

11、树皮的杉醇的含量是树皮的25倍。国内外在分化细倍。国内外在分化细胞株系和培养条件方面做了不少工作，摸索了胞株系和培养条件方面做了不少工作，摸索了外植体、光照、培养基组成等因素对细胞培养外植体、光照、培养基组成等因素对细胞培养及紫杉醇生成的影响。现在工艺条件已基本摸及紫杉醇生成的影响。现在工艺条件已基本摸清，正研究反应的放大技术等，有望实现通过清，正研究反应的放大技术等，有望实现通过细胞培养进行工业化生产紫杉醇的目标。细胞培养进行工业化生产紫杉醇的目标。1 1植物组织培养技术在我们生活中的植物组织培养技术在我们生活中的另外一些应用另外一些应用 ： a. a. 拯救濒危植物；拯救濒危植物； b.

12、b. 提供食品制作的原料；提供食品制作的原料； c. c. 转基因植物的培育转基因植物的培育, ,也要用到植物也要用到植物组织培养的方法组织培养的方法. .42提示：诱导植物愈伤组织提示：诱导植物愈伤组织体细胞胚的诱导体细胞胚的诱导体细胞胚的成熟体细胞胚的成熟体细胞胚的机械化包裹体细胞胚的机械化包裹贮藏或种植贮藏或种植2.2.请查阅植物人工种子制备技术的详细过程，请查阅植物人工种子制备技术的详细过程，设计出制备技术的主要流程图。设计出制备技术的主要流程图。433.3.请查阅相关文献，设计出一种植物花请查阅相关文献，设计出一种植物花药组织培养和染色体加倍的实验流程。药组织培养和染色体加倍的实验流程。花药花药 花粉细胞培养花粉细胞培养 愈伤组愈伤组织织 分化出小植物分化出小植物 单倍体单倍体植株植株 正常植株正常植株植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用1 1、植物繁殖的新途径、植物繁殖的新途径