植物细胞工程的实际应用演示教学

1、2022-7-6离体的植物离体的植物(zhw)器官、组织或细胞（外植体）器官、组织或细胞（外植体）愈伤组织愈伤组织(zzh)根、芽根、芽植物体植物体脱分化脱分化(fnhu)再分化再分化无菌无菌营养：营养：一定的外界条件一定的外界条件植物激素：植物激素：细胞分裂素细胞分裂素 生长素生长素有机物有机物 无机盐无机盐 水分水分遮光遮光一定的光照一定的光照芽发育成叶，叶肉芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合细胞中叶绿素的合成需要光照成需要光照排列疏松而无规排列疏松而无规则，高度液泡化的则，高度液泡化的呈无定形状态的薄呈无定形状态的薄壁细胞壁细胞如：胡萝卜的形成层、菊花幼如：胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、月季

2、的花药茎段、月季的花药植物组织培养技术植物组织培养技术第一页，共26页。2022-7-6融合融合(rngh)(rngh)的原的原生质体生质体原生质体原生质体B B原生质体原生质体A A去壁去壁去壁去壁植物植物(zhw)A(zhw)A细细胞胞植物植物(zhw)B(zhw)B细细胞胞诱导诱导融合融合再生出细胞壁再生出细胞壁杂种细胞杂种细胞脱分化脱分化 （细胞分裂）（细胞分裂）愈伤组织愈伤组织再分化再分化杂种植株杂种植株植物植物组织组织培养培养植物植物细胞细胞融合融合第二页，共26页。2022-7-6蝴蝶兰蝴蝶兰212212植物植物(zhw)(zhw)细胞工程的实际应细胞工程的实际应用用第三页，共2

3、6页。2022-7-6 实际问题实际问题(wnt)(wnt)：经济苗木、名贵花卉、珍稀植物等：经济苗木、名贵花卉、珍稀植物等自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持第四页，共26页。 资料1 兰花因高雅美丽而深受人们喜爱。兰花常用分根法和种子进行繁殖。在兰花的常规繁殖中，遇到的难题是：用分根法繁殖速度缓慢，不利于新品种的推广;用种子繁殖又很困难，因为兰花的种子十分微小(wixio)，胚很纤弱，种子几乎没有储藏营养物质，在发芽过程中很容易夭折。第五页，共26页。2022-7-6概念概念(ginin)：（一）（一）. .微型微型(wixng)

4、(wixng)繁殖繁殖应用组织培养技术，应用组织培养技术，快速繁殖快速繁殖优良品种植物优良品种植物（也叫快速繁殖技术）（也叫快速繁殖技术）无性繁殖无性繁殖植物细胞的植物细胞的全能性全能性原理：原理：优点：优点： 例：用一个兰花茎尖就可以在一年内生产出例：用一个兰花茎尖就可以在一年内生产出400万株兰花苗。万株兰花苗。 第六页，共26页。2022-7-6第七页，共26页。2022-7-6 资料资料(zlio)2(zlio)2：生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产量高、价：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。但是生姜在生产上长期采用无性繁殖，格高

5、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，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%30%50%50%。第八页，共26页。2022-7-6 病毒容易沿植物体的维管组织传播，病毒容易沿植物体的维管组织传播，而分生组织区中缺乏维管系统，因此而分生组织区中缺乏维管系统，因此(ync)(ync)不含病毒。用做组织培养的植物材不含病毒。用做组织培养的植物材料可以是植物体任何类型的组织细胞。怎样料可以是植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？利用植物组织培养技术解决？ 第九页，共

6、26页。（二）作物（二）作物(zuw)脱毒脱毒第十页，共26页。“春种一粒粟，秋收春种一粒粟，秋收(qishu)万颗子万颗子”第十一页，共26页。天然种子天然种子(zhng zi)(zhng zi)的结构的结构自然自然(zrn)(zrn)种子种子胚胚种皮种皮胚乳胚乳 1）培育周期长 2）优良杂种的后代会发生性状分离而丧失(sngsh)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特点：特点：（三）神奇的人工种子（三）神奇的人工种子第十二页，共26页。（三）神奇的人工（三）神奇的人工(rngng)种子种子第十三页，共26页。人工人工(rngng)(rngng)种

7、皮种皮胚状体胚状体有机有机(yuj)(yuj)营营养养无机盐无机盐抗生素抗生素植物生长调节剂植物生长调节剂第十四页，共26页。（三）神奇的人工（三）神奇的人工(rngng)种子种子一 植物(zhw)繁殖的新途径 讨论讨论(toln)（3 3）技术：）技术：植物组织培养植物组织培养（4）原理）原理：植物细胞全能性植物细胞全能性第十五页，共26页。二二. .作物作物(zuw)(zuw)新品种的培育新品种的培育复习复习: : 传统方法：杂交育种传统方法：杂交育种 依据依据(yj)(yj)的原理是的原理是: :基因重组基因重组 （即优良的基因自由组合。）（即优良的基因自由组合。）第十六页，共26页。P

8、 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 : 3 : 3 : 1自 交 并 选 育 多 代a aR R第十七页，共26页。（一）（一）. .单倍体育种单倍体育种(y zhng)(y zhng) 2 2、单倍体的例子、单倍体的例子: : 蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的单倍体蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的单倍体 多数植物都可通过多数植物都可通过(tnggu)(tnggu)花药或花粉来获得花药

9、或花粉来获得单倍体单倍体 3、单倍体育种、单倍体育种(y zhng)的原理：的原理：1 1、单倍体、单倍体的概念的概念: :是指由是指由配子配子发育成的个体发育成的个体 染色体变异染色体变异第十八页，共26页。u 过程过程(guchng)(guchng)u 优点优点u后代都是纯合子，能稳定后代都是纯合子，能稳定(wndng)(wndng)遗传遗传u明显缩短育种年限，加速育种进程明显缩短育种年限，加速育种进程花药花药(huyo)接种接种花粉细胞花粉细胞 培养培养脱分化脱分化愈伤组愈伤组织织再分化再分化分化出分化出小植物小植物移栽移栽单倍体单倍体 植株植株诱诱 导导染色体加倍染色体加倍正常的植株正

10、常的植株花药离体培养的过程花药离体培养的过程即是运用了植物组织即是运用了植物组织培养技术培养技术第十九页，共26页。2022-7-6（二）（二）.突变体的利用突变体的利用(lyng)新新品种品种(pnz(pnzhng)hng)外植体外植体愈伤组织愈伤组织(zzh) (zzh) 多种多种突变体突变体筛选筛选脱分化脱分化再分化再分化诱变处理诱变处理（1 1）突变体的产生）突变体的产生 在植物组织培养的过程中，由于培养的细胞一直处于不断在植物组织培养的过程中，由于培养的细胞一直处于不断的的分生分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等

11、）的影响而产生突变。学物质等）的影响而产生突变。 产生的突变属于什么？产生的突变属于什么？ 为什么不断分生的细胞容易突变？为什么不断分生的细胞容易突变？（2 2）过程）过程第二十页，共26页。2022-7-6（二）（二）.突变体的利用突变体的利用(lyng)（三）转基因植物（三）转基因植物(zhw)的培育的培育转基因细胞转基因细胞转基因植物转基因植物植物植物(zhw)(zhw)组织培养组织培养（四）植物体细胞杂交（四）植物体细胞杂交植物细胞融合植物细胞融合杂种细胞杂种细胞杂种植物杂种植物植物组织培养植物组织培养转基因技术转基因技术（一）单倍体育种（一）单倍体育种二二. .作物新品种的培育作物新

12、品种的培育第二十一页，共26页。2022-7-61.种类种类(zhngli):2.技术技术:蛋白质蛋白质,脂肪脂肪(zhfng),糖类糖类,药物药物,香料香料,生物碱等生物碱等.植物的组织培养植物的组织培养-愈伤组织细胞愈伤组织细胞培养培养第二十二页，共26页。2022-7-6 工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：人参根人参根 愈伤组织愈伤组织 增长速度快而且增长速度快而且(r (r qi)qi)细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞细胞增殖细胞增殖 提取人参皂甙干粉提取人参皂甙干粉 脱分化脱分化(fnhu(fnhu) )培养培养(piyn

13、g(piyng) )选择选择破碎细胞破碎细胞放入发酵罐放入发酵罐第二十三页，共26页。2022-7-6转基因细胞转基因细胞杂种杂种(zzhng)细胞细胞茎尖、根尖等分生区茎尖、根尖等分生区花药（花粉）花药（花粉）外植体外植体脱分化脱分化(fnhu)愈伤组愈伤组织织(zzh)再分化再分化丛芽或丛芽或胚状体胚状体 工厂化工厂化生产药物生产药物人工种子人工种子转基因植物转基因植物杂种植物杂种植物作物脱毒作物脱毒单倍体育种单倍体育种微型繁殖微型繁殖、根、根植物体植物体诱变处理诱变处理突变细胞突变细胞2 21 12 2植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用突变体的利用突变体的利用+人工薄膜人工薄膜

14、培养培养第二十四页，共26页。2022-7-62 2、（、（20172017届江西高考仿真考试）下图是植物组织培养示意图，据图回答届江西高考仿真考试）下图是植物组织培养示意图，据图回答(hud)(hud)下列问题：下列问题：（1）若该技术用于单倍体育种，外植体应该选取 ，且需对幼苗进行 处理，实现染色体数目加倍，得到稳定遗传的植株。（2）若要制备人工(rngng)种子，需要将 经过人工(rngng)薄膜包装得到；若该技术用于培育脱毒苗，外植体应该选取 ，原因是 。（3）图中A、B分别代表 过程。花药花药(huyo)(huyo)秋水仙素秋水仙素胚状体、不定芽胚状体、不定芽茎尖茎尖茎尖的病毒极少，甚至无病毒茎尖的病毒极少，甚至无病毒脱分化、再分化脱分化、再分化课堂练习课堂练习第二十五页，共26页。2022-7-61、植物细胞工程的