植物细胞工程应用及发展前景
植物细胞工程技术的应用
植物细胞工程技术的应用植物细胞工程技术是指通过体外培养植物细胞、组织和器官，并利用生物功效物质转运或者遗传工程技术改变生物的遗传性状的一种综合性科学技术。
它的应用领域广泛，包括农业生产、食品工业、药品工业等。
下面，就让我们来了解一下植物细胞工程技术的应用。
一、农业生产由于其高效、经济的特点，植物细胞工程技术在农业生产中得到广泛应用。
例如，在作物育种中，人们可以通过外源基因转化来构建耐盐、耐热、抗虫等功能强大的高产作物。
另外，在植物组织培养中，还可以通过植物植物生长因子的人工调控促进抗旱、抗寒、提高产量等方面研究。
此外，植物细胞工程技术还可以用于制造一些有益的生物化学物质，如蔗糖、维生素C等。
二、食品工业植物细胞工程技术在食品工业中也有广泛的应用。
例如，人们可以通过外源基因转化来提高食用植物中的营养成分含量，例如维生素、蛋白质等。
此外，通过植物细胞培养技术还可以制造细菌外组蛋白，将其作为饮料和食品的防腐剂，并且可以将其用于生产抗生素和食品调味品等。
三、药品工业植物细胞工程技术在药品工业中的应用早已见到其成效。
它可以用于合成一些传统药物和新型药物。
如，从植物细胞中提取大量天然药物，如阿斯匹林，可达到减少天然物源短缺的功能。
此外，植物细胞工程技术还可以研究生产新型药物，如重组DNA和蛋白质药物等。
结语植物细胞工程技术的应用广泛，不仅可以改变植物的遗传性状，提高农业生产效率，而且可以生产具有药理学意义的天然产物和高效新型药物，还可为食品工业提供新产品。
虽然面临着一些技术难点和挑战，但是随着科技的不断发展，植物细胞工程技术的应用前景也变得愈加广阔。
希望未来能够有更多的植物细胞工程技术应用，让我们的生活更加美好。
植物细胞工程技术
植物细胞工程技术植物细胞工程技术是一种利用基因工程技术对植物进行改造的方法，通过人为地改变植物细胞内部的基因组，从而实现对植物性状的改善和优化。
植物细胞工程技术已经成为现代农业发展中的重要手段之一，被广泛应用于农业、食品、医药等各个领域。
下面我们就来了解一下植物细胞工程技术的具体内容以及应用。
一、植物细胞培养技术植物细胞培养是指通过在无菌状态下，将植物细胞放入富含营养物质的培养基中，来促进细胞分裂、再生和生长的过程。
这种技术可以被应用于不同种类的植物，包括水稻、玉米、烟草等，在生产、质量控制和繁殖等方面都有着广泛的应用。
二、基因转移技术基因转移技术是指将需要转移的基因序列，通过基因枪或农杆菌等手段，从其他植物或细菌等生物体中提取出来，然后将其导入到细胞内部。
这个过程也被称为遗传转化。
通过这种技术，可以对植物进行基因改造，从而实现对其产量、品质、耐性以及根系和开花先后顺序等性状的调整和优化。
三、细胞选择技术细胞选择技术是指通过对植物细胞进行筛选和选育，来寻找目标细胞，并对其进行扩增和培养。
很多情况下，目标细胞需要拥有特定的基因、调节机制或代谢途径。
通过细胞选择技术，可以提高目标性状的频率和新品种的生成效率，也可以协助植物地质控制和繁殖管理，从而加快新品种的开发和发布。
四、植物转基因技术植物转基因技术是指将不同种系中的优良性状和符合人类需求的各种有益基因，转化到需要面对特定环境条件的植物种系中，实现植物遗传材料和其他植物种系的交配。
通过转基因技术，可以实现对植物性状的精确调整，也可以对植物进行基因治疗，改善其抗性和抵御能力，提高其产量、质量等各种综合性状。
五、应用于植物生产的植物细胞工程植物细胞工程技术可以被广泛应用于植物生产的各个环节，包括种植、繁育、种子生产、质控等。
这种技术能够帮助植物在各种压力环境下更好地生长和发展，提高植物的产量、增加其对寒冷、干旱、病虫害等压力的耐受能力，并为我们提供更安全和健康的农产品。
植物细胞工程应用及发展前景
植物细胞工程应用及发展前景摘要本文主要阐述了植物细胞工程的发展前景及在农业、园林、医药、转基因技术中的应用现状。
植物细胞工程是一门以植物组织培养为基础, 具有广泛应用前景和实用价值的生物技术。
目前根据人们的需要已经相继完善和发展了一些具有特色的实用技术, 这些技术的发展和应用, 使植物细胞工程在人类现代生活中的地位更加突出, 并发挥着越来越重要的用。
关键词植物细胞工程应用发展前景正文植物细胞工程是一门以植物组织培养为基础,具有广泛应用前景和实用价值的生物技术。
随着该技术的不断完善和发展, 植物细胞工程已经在部分经济植物的育种和繁殖中发挥着十分重要的作用。
目前根据人们的需要已经相继完善和发展了一些具有特色的实用技术, 包括植物细胞培养技术、无性快繁技术、制备转基因植物、单倍体育种及胚胎培养等。
这些技术的发展和应用, 使得植物细胞工程在人类的现代生活中的地位更加突出, 并在经济植物快繁、植物新品种选育和有用次生代谢产物的生产方面发挥了重要的作用。
1 培养植物细胞获得生物产品对于人类来说, 植物次生代谢产物一直是药物和工业原料的重要来源, 同时很多植物次生代谢产物又是优良的食品添加剂和名贵的化妆品原料, 有些甚至是生物毒素的主要来源, 可以用于杀虫、杀菌而对环境和人畜无害。
植物细胞培养作为重组蛋白的生产系统, 集合了微生物发酵、动物细胞培养和完整植株培养系统的很多优点。
可以利用植物细胞悬浮培养、固定化培养及各种生物反应器实现次生代谢产物尤其是药用植物成分的大量生产, 这对实现中药技术现代化具有重要意义。
目前, 我国的药用植物细胞培养技术取得了很大进展。
以细胞培养技术为主要手段的商品化生产药用植物天然产物的工业正在迅速崛起。
如人参、毛地黄、萝芙木、紫草、黄连等已实现了工业化生产。
人参根的培养已达到了200升发酵罐。
红花细胞培养的研究也进入了中间试验水平。
除此之外, 我国科研人员还进行了当归、青蒿、长春花、紫背天葵、延胡索等药用植物的细胞工程研究。
植物细胞工程在农业中的应用
植物细胞工程在农业中的应用已经成为了一个备受人们关注的话题。
这是因为，植物细胞工程可以帮助我们提高农作物的产量和品质，同时也能够增强病虫害抵御能力，为人们的健康和生活水平带来更多的保障。
在农业领域里，植物细胞工程被广泛应用于遗传改良、抗病性和品质提升等方面。
以下将从研究目的、方法和应用三个方面，探讨。
一、研究目的植物细胞工程的主要研究目的是利用现代生物技术手段，通过对植物细胞遗传物质的调控，来实现对植物生长和发育过程的控制，以及对其特定性状的调整，从而达到对农业生产的优化和控制的目的。
秉持这一目的，我们可以通过对植物细胞的种种操作，比如轮式转化、质粒导入、基因敲入等，来实现对植物物质代谢、能量代谢、机体形态、生理生化过程等方面的调控与调整。
二、研究方法植物细胞工程在农业中应用的核心是分子生物学技术，如基因克隆、基因敲入、基因转录、基因调控、蛋白质表达等。
通过这些技术，我们可以实现对植物体内的生物过程的控制，从而实现对植物生长、发育、代谢等的调节。
同时，我们还可以利用转基因技术来增强植物的抗病害能力，提高抗寒、抗湿、抗旱等特定性状，从而实现对植物品质和产量的提升。
三、应用领域领域极为广泛，包括基因改良、抗虫性和抗病性、转基因作物的应用等。
在基因改良方面，植物细胞工程技术已经被成功地用于水稻、玉米、大豆、小麦、蔬菜等农作物的遗传改良中。
在抗虫害和抗病害方面，植物细胞工程技术可以通过对植物基因进行调控，来实现对植物抗虫害、抗病害的加强和增强。
此外，植物细胞工程技术还可以被广泛应用于转基因作物的培育和推广，以达到提高农作物产量和品质，增加农民收入，推动农村经济发展的目的。
总而言之，植物细胞工程技术在农业领域中的应用非常广泛，在提高农作物产量和品质、增强病虫害抵御能力等方面，都有较为明显的优势。
尽管这一技术还存在一系列的争议和风险，但在正确的研究和应用方法下，植物细胞工程技术将更好地为人类的生活和健康带来福祉。
《植物细胞工程的应用》 讲义
《植物细胞工程的应用》讲义一、引言植物细胞工程是一门以植物细胞为操作对象，通过细胞培养、细胞融合、遗传转化等技术手段，对植物进行改良和创新的学科。
它在农业、医药、食品等领域都有着广泛的应用，为解决人类面临的资源、环境和健康等问题提供了新的途径和方法。
二、植物细胞工程的基本技术1、植物组织培养植物组织培养是植物细胞工程的基础技术之一。
它是指在无菌条件下，将植物的器官、组织、细胞或原生质体等外植体接种在人工配制的培养基上，使其生长、分化并形成完整植株的过程。
植物组织培养技术具有快速繁殖、脱毒培养、种质保存等优点。
2、植物细胞培养植物细胞培养是指在离体条件下，对植物细胞进行培养和增殖的技术。
通过细胞培养，可以获得大量的植物细胞，用于生产次生代谢产物、生物转化、细胞融合等研究和应用。
3、原生质体培养与融合原生质体是指去除细胞壁的植物细胞。
原生质体培养是指将原生质体在适当的条件下培养，使其再生细胞壁并形成完整植株的过程。
原生质体融合则是将不同植物的原生质体融合在一起，形成杂种细胞，进而培育出杂种植物的技术。
4、植物遗传转化植物遗传转化是指将外源基因导入植物细胞，并使其在植物体内稳定表达和遗传的技术。
常用的遗传转化方法有农杆菌介导法、基因枪法、花粉管通道法等。
三、植物细胞工程在农业领域的应用1、快速繁殖优良品种通过植物组织培养技术，可以快速繁殖优良品种的种苗，大大缩短了育种周期，提高了繁殖效率。
例如，兰花、草莓、香蕉等植物的种苗生产已经广泛采用组织培养技术。
2、脱毒苗的培育许多植物在长期的无性繁殖过程中容易感染病毒，导致产量和品质下降。
利用植物组织培养技术，可以去除植物体内的病毒，培育出无病毒的种苗，从而提高植物的产量和品质。
例如，马铃薯、草莓、甘蔗等植物的脱毒苗培育已经取得了显著的成效。
3、创造新的种质资源通过原生质体融合和遗传转化等技术，可以将不同植物的优良性状组合在一起，创造出新的种质资源。
例如，将野生稻的抗逆基因导入栽培稻中，培育出抗逆性强的水稻新品种。
植物细胞工程技术研究的现状及其对社会发展的影响
植物细胞工程技术研究的现状及其对社会发展的影响植物细胞工程技术是一种通过对植物细胞的生理和遗传调控，实现对植物特定性状的改良和优化的技术。
随着生物科学和生物技术的迅猛发展，植物细胞工程技术已经在农业、医药、环境保护等领域展现了广阔前景，对社会发展产生了重要的影响。
植物细胞工程技术在农业方面的应用尤为突出。
通过植物细胞工程技术，科学家能够通过转基因技术加强植物的抗病虫害能力，提高植物的产量和质量，以应对迅速增长的全球人口对食物的需求。
例如，转基因水稻被赋予了抗虫、抗病的性状，从而可以减少农药的使用，提高农作物产量。
此外，植物细胞工程技术还可以用于改良植物的抗逆性，使其能够在恶劣环境下生长，进一步推动农业的可持续发展。
植物细胞工程技术在医药领域的应用也非常广泛。
通过转基因技术，科学家可以将人类的药物基因导入植物细胞中，从而实现大规模的药物生产。
这种方法相比传统的制药工艺，具有生产成本低、生产周期短、无污染等优势。
植物细胞工程技术已经成功应用于生产多种重要的医药品，如含特殊抗原的疫苗、单克隆抗体、抗癌药物等。
这不仅大大提高了药物的可及性，也降低了药物的价格，使更多的人能够得以获益。
此外，植物细胞工程技术对环境保护和生态建设也产生了积极影响。
通过植物细胞工程技术，科学家可以改良植物根系的形态和生理特性，从而提高植物吸收污染物的能力，并将其转化为无害物质。
例如，通过转基因技术，科学家可以将植物细胞中的重金属吸附基因导入植物中，使其能够吸附和修复土壤中的重金属污染。
这为环境污染治理提供了一种新的解决方案。
植物细胞工程技术的快速发展对社会发展具有重要的促进作用。
首先，植物细胞工程技术可以缓解粮食短缺问题，提高农作物的产量和品质，进而促进社会经济的发展。
其次，植物细胞工程技术可以为医药行业提供更多的创新药物，提高人民群众的健康水平，推动医疗事业的进步。
第三，植物细胞工程技术改善了生态环境，促进了可持续发展，为人类创造更加美好的生活环境。
植物细胞工程的实际应用
植物细胞工程的实际应用概述植物细胞工程是一种利用现代生物技术手段来改良和利用植物，以满足农业、工业、科学等各方面需要的新技术和新方法。
它包括组织培养、基因工程、遗传转化等领域。
植物细胞工程的应用领域非常广泛，以下将对一些实际应用进行介绍。
植物生长调节剂的合成植物生长调节剂对植物的生长发育起到了十分重要的作用。
利用植物细胞工程技术，可以通过对反应物和酶进行细胞表达或通过质粒转化等方式，合成多种有机植物生长调节剂，如IAA、AHA、GA3等。
植物生长调节剂在农业生产中应用非常广泛，可以促进种子萌发、幼苗生长、花芽分化、果实成熟等过程，同时也可以提高作物产量和品质。
此外，生长调节剂还可以使非食用作物的木本植物具有食用性，增加食品来源。
抗病植物的培育使用植物细胞工程技术可以构建抗病植物，提高病害防治的效果。
例如，已经成功培育出多种可以抵抗病菌攻击的转基因植物，如抗病毒的水稻、抗虫害的玉米和棉花等。
这些植物在农业生产中的应用可以帮助农民减少农药使用，降低生产成本，同时也减轻环境负担。
遗传转化植物的育种利用遗传转化技术，可以将目标基因导入到植物种子中，实现基因的无性传递、选择性筛选和后代的稳定遗传等功能。
这种方法相较于传统的选育方法，可以更加精细、快速地培育出理想的优良植物品种，例如杂交水稻、高产油菜等。
此外，利用遗传转化技术还可以提高植物的抗性、耐受性、抗逆性等性状，增加环境适应性，提高植物的生存能力。
这些优良品种在农业生产中的应用也能够提高生产量和品质。
线粒体和叶绿体组织的修复线粒体和叶绿体是植物细胞中非常重要的组织，它们不仅支持植物的正常生理机能，还参与植物适应环境的调节过程。
然而，在长期的生长过程中，线粒体和叶绿体很容易受到环境、病毒等因素的影响而受损。
使用植物细胞工程技术，可以修复受损的线粒体和叶绿体组织。
通过异常基因的剥离、修饰和替换，或将正常基因导入组织中进行修复，最终实现组织的再生和调节功能。
植物细胞工程的实际应用
植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用：植物细胞工程的实际应用：植物微型繁殖、作物脱毒、人工种子、单倍体育种、突变体的利用、细胞产物（蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等）的工厂化生产等。
1、微型繁殖（1）概念：是指用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。
（2）实质：植物组织培养（3）原理：植物细胞的全能性（4）完成植物的微型繁殖技术的生理过程：细胞分裂和细胞分化。
（5）优点：保持亲本的优良性状；可以快速大量培育出新个体，有利于工厂化培育；选材少、培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。
（6）成功应用举例：优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物等。
2、培育无病毒的植株（1）原理：生产上许多无性繁殖作物均受到病毒的侵染，从而导致品种的严重退化、减产和降低品质。
利用植物分生组织（刚刚产生，病毒很少，甚至无毒）进行培养可以使新长成的植株脱去病毒。
（2）常选用部位：茎尖组织。
（3）操作过程：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
（4）成功应用举例：马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等。
利用微型繁殖和作物脱毒都是离体快繁技术，离体快繁技术的优点：繁殖速度快；幼苗遗传背景均一，重复性好；不受季节和地区限制。
3、制备人工种子（1）概念：人工种子是指以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料, 经过人工薄膜包装得到的种子。
（2）人工种子的结构：由胚状体、作为保护外壳的人工种皮和提供发育所需营养的人工胚乳三部分构成。
（3）与天然种子相比较，其优越性有：可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖；固定杂种优势；是一种快捷高效的繁殖方式；可人为控制植物的生长发育和抗逆性等。
（4）成功应用举例：芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制备的人工种子。
（5）结构:弋出』人理孔4、 单倍体育种单倍体育种：① 过程：植株（AaBb 通过减数分裂得到花粉（AB Ab 、aB ab 四种类型）；对花粉进 行花药离体培养（技术是植物组织培养）；得到单倍体植株；对其幼苗时期进行秋水仙素处理；得到了正常的纯合二倍体植株（AABB Aabb aaBB aabb 四种类型）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
攀枝花学院Panzhihua University植物细胞工程应用及发展前景院（系）：生物与化学工程学院专业：生物工程班级：2009级生物工程学生姓名：顿茹兰学号:20091020092007植物细胞工程应用及发展前景顿茹兰 200910902007攀枝花学院生物与化学工程学院, 四川攀枝花617000【摘要】植物细胞工程是一门以植物组织培养为基础,具有广泛应用前景和实用价值的生物技术。
目前根据人们的需要已经相继完善和发展了一些具有特色的实用技术,这些技术的发展和应用,使植物细胞工程在人类现生活中的地位更加突出,并发挥着越来越重要的作用。
【关键词】植物细胞工程应用发展前景植物细胞工程是一门以植物组织培养为基础,具有广泛应用前景和实用价值的生物技术。
随着该技术的不断完善和发展,植物细胞工程已经在部分经济植物的育种和繁殖中发挥着十分重要的作用。
目前根据人们的需要已经相继完善和发展了一些具有特色的实用技术,包括植物细胞培养技术、无性快繁技术、制备转基因植物、单倍体育种及胚胎培养等[5]。
这些技的发展和应用,使得植物细胞工程在人类的现代生活中的地位更加突出,并在经济植物快繁、植物新品种选育和有用次生代谢产物的生产方面发挥了重要的作用。
一、植物细胞工程的概念植物细胞工程（plant cell engineering）是以植物细胞为基本单位在体外条件下进行培养、繁殖和人为操作，改变细胞的某些生物学特性，从而改良品种加速繁育植物个体或获得有用物质的技术。
植物体的细胞中，含有该植物所有的遗传信息。
在合适的条件下，一个细胞可以独立发育成完整的植物体。
利用细胞的这种全能性，生物学家通过组培来繁殖名贵花卉、消灭果树上的病毒，以及通过对细胞核物质的重新组合，进行植物遗传改造等。
1、植物细胞工程的简要概述在合适的条件下，一个细胞可以独立发育成完整的植物体。
利用细胞的这种全能性，生物学家通过组培来繁殖名贵花卉、消灭果树上的病毒，以及通过对细胞核物质的重新组合，进行植物遗传改造等。
所谓细胞工程，是指以细胞为基本单位进行培养、增殖或按照人们的意愿改造细胞的某些生物学特性，从而创造新的生物和物种，以获得具有经济价值的生物产品。
细胞工程根据研究材料的不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程。
2、植物细胞工程的目的植物细胞工程的目的，是得到人们所需要的生物产品。
要使已经改造好的细胞产生大量具有经济价值的产物，就必须依靠下游加工过程，也就是我们常说的下游工程。
它的作用就是大量培养细胞，并从培养液中分离、精制出有关的生物化工产品。
由于植物细胞的高度易碎性，对剪切力的敏感、细胞有去分化和聚集作用，增殖时间长等独特性，使其大规模培养技术明显比微生物和动物细胞的发展缓慢。
但通过不懈的努力，现在已经具备在２万升规模的生物反应器中培养烟草细胞的能力。
3、植物细胞工程的基本原理植物细胞工程的原理就是植物细胞全能型，所谓植物细胞全能性，即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。
而让细胞发挥出全能性的方法，就是细胞脱分化。
细胞脱分化，就是让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成为未分化细胞，进而形成愈伤组织。
愈伤组织在一定的培养条件下，分化出幼根和芽，进而形成完整小植株，这就是愈伤组织再分化。
二、植物细胞工程的实际应用1、植物细胞培养技术在药用上的应用对于人类来说,植物次生代谢产物一直是药物和工业原料的重要来源,同时很多植物次生代谢产物又是优良的食品添加剂和名贵的化妆品原料,甚至是生物毒素的主要来源,可以用于杀虫、对环境和人畜无害。
植物细胞培养作为重组蛋白生产系统,集合了微生物发酵、动物细胞培养植株培养系统的很多优点。
可以利用植物细胞培养、固定化培养及各种生物反应器实现次生产物尤其是药用植物成分的大量生产,这对制药技术现代化具有重要意义。
目前,我国的药用细胞培养技术取得了很大进展。
以细胞培养为主要手段的商品化生产药用植物天然产物的工业正在迅速崛起。
如人参、毛地黄、萝芙木、黄连等已实现了工业化生产。
人参根的培养以达到200升发酵罐。
红花细胞培养的研究也进入了试验水平。
除此之外,我国科研人员还进行了当归、青蒿、长春花、紫背天葵、延胡索等药用植物的细胞工程研究。
新疆紫草、人参的细胞培养静茹了工业化生产。
据统计,现在已经能从400中建立了植物组织和细胞培养物,从中分离出600多种代谢产物。
但由于技术上的原因，与人类所需相比仅有少数的物质可以用细胞培养的方法来生产,主要困难是在一些培养的组织细胞中次生代谢产物的含量极低。
因此开展旨在提高药用有效成分的细胞培养及次生代谢调控工作是一项很有应用前景的探索性研究工作[4]。
2、植物无性快繁技术的应用植物无性快繁技术是指利用离体培养技术,将快繁来自优良植株的茎尖、腋芽、叶片、鳞片等器官、组织和细胞进行离体培养，在短期内获得大量遗传性状的个体的方法[1]。
植物快繁的速率是相当惊人的。
如大花蕙兰的快速繁殖, 在适宜的条件产方下,一个大花蕙兰的圆球茎在一个半月里可以增殖6个原球茎。
每年可继代培养8次，一年之内可以繁殖出2097152个圆球茎，这些圆球茎又可以进一步长成有商品价值的试管苗。
植物快速繁殖技术在园艺和农业上有广泛的应用。
许多优良观赏植物和经济植物的所谓“品种”都是杂种，一旦有型生殖，后代性状分离则不能得到性状均一的植株,通过无性繁殖能够保持杂合性,并且大量生产性状均一的商品苗。
其次可应用于脱病毒种苗生产。
长时期营养繁殖的农作物和果树往往感染和积累了许多病毒,通过茎尖培养可以脱除病毒,并进行无毒苗的大量生产。
近年来我国出现了许多脱毒试管苗工厂。
广东新会和顺德已建立了两个年产百万株试管苗的工厂。
新会的试管苗厂扩建后,目前年生产能力达到 2000万株。
同时对香蕉的主要病害香蕉花叶病和束顶病进行了研究。
另外,内蒙古、黑龙江、湖南、湖北、河南、甘肃等地建立了生产脱毒种薯的原种场。
脱毒马铃薯已经推广了近30万公顷,平均增产50%以上。
目前,草莓、苹果、柑橘、葡萄等经济作物都已建立了脱多种毒苗技术[3]。
3植物遗传转化技术植物遗传转化是植物细胞工程中一项十分重要的技术。
它是指在人工控制条件下通过某种外源基因转移方法,将含有目的基因和标记基因的重组质粒或DNA 片段导入植物不同生活状态的细胞、组织或器官中去,在经过适宜条件的筛选,以期获得带有特殊遗传性状的细胞株或转基因再生植株的一套系统工程技术。
植物遗传转化技术是目前建立转基因再生植株的重要方法。
可以通过农杆菌转化法、基因枪法、PEG介导转化法、电孔击穿法、激光微束转化技术、植物生殖细胞转化法、超声波转化法、脂质体介导转化法、病毒介导转化法等方法立多种转基因再生植株。
例如通过农杆菌介导将甜菜碱醛脱氢酶基因导入豆瓣菜,使转基因植物中甜菜碱醛脱氢酶活性和甜菜碱含量增高,通过提高豆瓣菜的调渗能力而增加抗盐性,使有预防肿瘤功效的豆瓣菜能够生长在盐碱地区。
遗传转化技术对中药现代化也有很大促进作用,例如石斛具有滋阴清热,养胃生津,润肺止咳,益肾明目的功效,药用价值很高。
斛的育种一直以自然选育为主,随着转基因技术的发展,目前可以通过基因枪转化法、PEG 介导转化法、农杆菌转化法、电孔击穿法等对其进行转基因育种,能够得到更具有经济价值的品种[2]。
4 单倍体育种高等植物的孢子体一般都是二倍体,而高等植物的配子体,如被子植物的花粉和胚囊,其细胞中只含有一套染色体,为单倍体。
在特定情况下,被子植物的花粉或卵细胞未经受精作用也可以发育为植株,是单倍体植株。
单倍体植株经过染色体加倍后就成为加倍单倍体(DH系)或者纯合二倍体,不仅可育,而且在遗传上是纯合的。
我国是最早利用花药培养和加倍花粉单倍体育成新品种的国家之一,育成了数十种烟草、水稻、小麦、玉米和辣椒新品种。
例如中国农业科学院李梅芳教授通过花药培养培育出一系列水稻新品种,具有高产、抗病和优质特性。
2000 年以前国家级的科研计划一直支持单倍体诱导技术和单倍体育种的研究,研究成果也处于世界前列。
目前由于基因工程的安全性受到质疑,转基因品种的应用受到许多限制。
在这种情况下,可以预料细胞工程作为一种高效、的“绿色生物技术”仍将受到各国政府,特别是育种公司的重视。
三、植物细胞工程的应用前景植物细胞工程技术的应用,催生了一大批先进实用的研究成果和技术,培育了一批优良品种。
随着现代农业的不断拓展,植物细胞工程技术应不断拓展，植物细胞工程技术应不断开拓新的应用领域，如推动植物细胞工程技术与空间技术的结合，发展空间细胞融合技术，加强海洋生物技术的应用，利用植物细胞工程技术培育新品种，开拓植物细胞工程在环境保护中的应用等。
加强植物细胞工程基础研究植物细胞工程的发展有赖于基础科学的进步与发展。
应用现代分子生物学理论和技术研究植物细胞全能性表达、细胞脱分化、器官发生和形态建成相关基因的功能和表达调控,将揭示植物再生的分子基础,有利于实现植物再生的人工调控。
同时,加强植物代谢工程的基础研究,加快植物细胞工程与植物基因工程的整合,结合分子标记辅助育种技术,将大大推进转基因植物、植物生物反应器的研究和应用。
完善植物细胞工程技术体系植物细胞工程技术体系是植物组织培养技术的集成和优化。
培养和选育高效型的优良细胞株系,建立植物高频率再生体系,优化突变体筛选、无糖培养和快繁技术,开发适合规模生产的低成本培养基,优化植物细胞生物反应器的设计和工艺,加强计算机技术和自动化控制技术在植物细胞工程中的应用,形成一套集成创新的技术体系,将推动植物细胞工程技术向高效、可控和多样化的方向发展。
开拓新的研究和应用领域植物细胞工程技术是现代生物技术中发展比较成熟的技术,是植物改良的有效途径和方法。
随着现代农业的不断拓展,植物细胞工程技术应不断开拓新的应用领域。
在大力推广常规脱毒和快繁技术的同时,加快发展植物快繁生物反应器和光自养微繁技术,将为种苗业带来新的变革。
生产微型营养器官的人工种子可能成为最先规模化应用的人工种子技术,以体细胞胚为繁殖体的人工种子技术需要进一步研究和完善。
应用植物细胞培养技术生产植物来源的生物产品,尽管目前仅在少数植物上实现了商业化生产,但随着植物细胞工程生物反应器技术的完善,其应用领域将进一步扩大。
重视植物细胞工程质量管理植物细胞工程技术呈现发展规模化、管理规范化和操作自动化的趋势。
植物细胞工程技术在产生巨大的社会经济效益的同时,必然对其技术产品的质量管理提出更高的要求,推动了现代生物技术的发展。
作为一个相对独立的学科和技术体系,植物细胞工程为高效、优质、可持续的现代农业做出了重大贡献。
植物细胞工程的发展,有赖于生命科学技术和工程技术的进步,同时也促进了现代生命科学技术的进步和发展。