植物体细胞杂交技术

关于植物体细胞杂交技术植物材料消毒接种到诱导培养基诱导出愈伤组织直接诱导分化分化出幼苗幼苗接种到生根培养基上完整植株愈伤组织转接到继代培养基上得到大量的愈伤组织愈伤组织接种到分化培养基上移栽到大田植物组织培养技术的流程简图第2页,共32页，2024年2月25日，星期天强调几个概念：愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间以后，通过细胞分裂，形成一种高度液泡化，由无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。第3页,共32页，2024年2月25日，星期天脱分化：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，又称去分化。脱分化的实质和结果分别是什么？实质是恢复细胞的全能性过程。结果是形成愈伤组织。再分化：脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化成根或芽等器官的过程。第4页,共32页，2024年2月25日，星期天1.胡萝卜的组织培养过程中进行无菌操作的步骤是（）

①.超净工作台②.自来水冲洗③.酒精棉球擦手④.无菌水清洗

⑤.次氯酸溶液冲洗⑥.无菌滤纸处理⑦.培养基灭菌⑧.不经灭菌的培养基

A.①②③④⑤⑥⑦B.①③④⑤⑥⑦

C.①②④⑤⑥⑧D.①②④⑤⑦B

小试牛刀第5页,共32页，2024年2月25日，星期天2.用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是（）A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成B.该愈伤组织的细胞没有全能性C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构B第6页,共32页，2024年2月25日，星期天3.美国科学家将分离得到的成熟的胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成了完整的新植株。过程图解如下，回答与之有关的问题：

（1）科学家所用的这种生物技术叫做

。依

据的理论基础是

。因为___________。

（2）通过B过程产生的愈伤组织的细胞与根的韧皮部细胞在染色体的数目上是否相同？

；染色体上所含的遗传物质是否相同？

；

第7页,共32页，2024年2月25日，星期天

番茄与马铃薯同属茄科植物，但不是同

属植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们经常食用的蔬菜。马铃薯块茎生长在土壤中。

人们曾经有这样一个幻想：让一株植株地上部分结番茄，地下部分长土豆。

这个梦想可能实现吗？一个梦想?第8页,共32页，2024年2月25日，星期天用什么方法可以获得番茄—马铃薯的杂种植株？植物体细胞杂交技术第9页,共32页，2024年2月25日，星期天1．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？2．有没有一种温和的去除细胞壁方法呢？3．如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一步该做何处理？4．如何将杂种细胞培育成杂种植株？阅读P36-37请思考：第10页,共32页，2024年2月25日，星期天探究过程植物体细胞杂交遇到的第一个困难是什么？如何解决？马铃薯细胞番茄细胞马铃薯原生质体

番茄原生质体第一步：制备原生质体酶解法两个不同物种的植物细胞原生质体能否融合？第11页,共32页，2024年2月25日，星期天材料1：经漫长的进化过程，有性杂交中精子与卵细胞能够自然发生融合形成受精卵，而体细胞的原生质体不能自然发生融合，因而需要人工诱导迫使二者融合。材料2：聚乙二醇（PEG)分子能改变各类细胞的生物膜结构，使两细胞接触点处质膜的脂类分子发生疏散和重组，从而使细胞发生融合，形成杂种细胞。

知识链接第12页,共32页，2024年2月25日，星期天电激法使生质体融合人工诱导原生质体融合方法

物理法：离心、振动、电刺激等化学法：聚乙二醇（PEG）第13页,共32页，2024年2月25日，星期天正在融合的原生质体探究过程马铃薯细胞番茄细胞马铃薯原生质体

番茄原生质体第一步：制备原生质体第二步：原生质体融合酶解法诱导融合两两融合的细胞都是我们需要的目的细胞吗？如果不是至少还有哪些？需要筛选第14页,共32页，2024年2月25日，星期天

如何筛选杂种细胞？1.根据物理特性选择

根据荧光标记选择将2种原生质体群体分别用不同的荧光染料标记，然后通过荧光显微镜鉴别异核体。

2.根据生长和再生能力的差别选择

在曼陀罗和烟草种间体细胞杂交以及在小麦和某些其他禾谷类植物属间体细胞杂交中，发现杂种愈伤组织表现生长优势现象，因此融合处理后只要挑选生长快、长的最大的愈伤组织，就会从中分化出体细胞杂种。

第15页,共32页，2024年2月25日，星期天正在融合的原生质体探究过程马铃薯细胞番茄细胞马铃薯原生质体

番茄原生质体杂种细胞再生出细胞壁第一步：制备原生质体第二步：原生质体融合酶解法诱导融合再生出细胞壁第16页,共32页，2024年2月25日，星期天

在培养杂种苗的过程中，一般在24-28小时后，大部分原生质体已经再生出细胞壁。

怎样鉴别细胞壁是否再生？

知识链接

深入思考第17页,共32页，2024年2月25日，星期天杂种细胞愈伤组织再生出小植株杂种植株第三步：培育杂种植株脱分化再分化如何由杂种细胞发育成杂种植株？第18页,共32页，2024年2月25日，星期天

利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？

知识迁移解析：

不遵循孟德尔定律。孟德尔定律只适用于有性生殖，即只有生殖细胞减数分裂后精卵结合才遵循孟德尔遗传定律。细胞杂交又称细胞融合，是将来源不同的两种细胞融合成一个新细胞，新细胞的遗传物质最开始为两融合细胞之和。第19页,共32页，2024年2月25日，星期天完美方案第一步：制备原生质体第二步：原生质体融合第三步：培育杂种植株细胞膜的流动性细胞的全能性第20页,共32页，2024年2月25日，星期天

植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。2、意义：

克服远缘杂交不亲和的障碍;打破了不同种生物间的生殖隔离限制;扩展了可用于杂交的亲本组合范围。1、定义植物体细胞杂交3、实质：不同植物原生质体融合的过程。第21页,共32页，2024年2月25日，星期天传统方法（杂交）细胞杂交依据过程优点缺点应用范围基因自由组合细胞全能性细胞膜的流动性自然发生人工诱导组织培养存在生殖隔离杂种第一代产量高，抗病能力强克服远缘杂交不亲和的障碍很多理论和技术问题未解决种内种内和种间第22页,共32页，2024年2月25日，星期天1978年，梅尔彻斯（Melchers）等人首次获得了马铃薯与番茄的属间体细胞杂种。他们将培育的二倍体马铃薯品系和番茄叶片细胞进行融合，所产生的杂交株被称为“马铃薯番茄”。像大多数杂种一样，杂交株同时具有马铃薯和番茄的形态特征。其中一些植株形成了“类似块茎的生殖根”，但是没有产生可结实的花、果实以及真正意义上的块茎。到目前为止“马铃薯—番茄”一类的体细胞杂交植物还不能产生经济效益。修成正果？杂种植株×杂种植株为什么不能地上结番茄地下结马铃薯？？生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，两份遗传物质的表达受到相互干扰，所以不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。第23页,共32页，2024年2月25日，星期天植物体细胞杂交的成果成果：烟草－海岛烟草；胡萝卜－羊角芹；

白菜甘蓝白菜－甘蓝第24页,共32页，2024年2月25日，星期天学以致用

自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请探讨：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出具体实验方案。第25页,共32页，2024年2月25日，星期天异想天开要是把我老牛的细胞与植物细胞杂交，得到绿色的小奶牛，那岂不是只要晒晒太阳就可以挤出牛奶啦！第26页,共32页，2024年2月25日，星期天第27页,共32页，2024年2月25日，星期天1.设计植物体细胞杂交实验时，如果期望获得性状优良的作物新品种，不需要考虑的是（）

A.亲本细胞的生殖隔离问题

B.选择具有优良性状的亲本

C.亲本细胞的融合技术

D.杂种细胞愈伤组织的诱导和再分化A

课堂练习第28页,共32页，2024年2月25日，星期天2、植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是

（）A.植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁

B.细胞壁使原生质体失去活力C.细胞壁阻碍了原生质体的融合

D.细胞壁不是原生质体的组成部分C第29页,共32页，2024年2月25日，星期天3.植物体细胞杂交尚未解决的问题有()

A去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体B将杂种细胞培育成植株C让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状D尚未培育出属间杂种植物C