植物细胞工程的实际应用2017

2019/4/1
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， 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。
一、植物繁殖的新途径
花药离体培养的过 单倍体 正常的植 诱 导 植株 程即是运用了植物 株 染色体加倍 组织培养技术
移栽
优点
•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
（二）.突变体的利用
（1）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 处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界 压力（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。 产生的突变属于什么？ 为什么不断分生的细胞容易突变？ （2）过程
2019/4/1
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。怎样利用植物 组织培养技术解决？
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（二）作物脱毒 1.作物脱毒的原因: 长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病 毒，导致产量降低，品质变差 2.作物脱毒的材料: 分生区（如茎尖）的细胞 3.作物脱毒的方法: 进行植物组织培养 4.作物脱毒的结果: 获得脱毒苗 5.成就:
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植物体
植物A细胞
去壁 ① ②
植物B细胞
去壁
原生质体A
原生质体B
植物 体细胞 杂交
植物 细胞 融合
诱导融合
融合的原生质体
再生出细胞壁 ③
杂种细胞
脱分化 ④ （细胞分裂）
植物 组织 培养
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愈伤组织
再分化 ⑤
杂种植株
2·1·2植物细胞工程的实际应用
2019/4/1
蝴蝶兰
实际问题：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……
（1）若该技术用于单倍体育种，外植体应该选取 花药 ，且需对 幼苗进行 秋水仙素 处理，实现染色体数目加倍，得到稳定遗传 的植株。 胚状体、不定芽 （2）若要制备人工种子，需要将 经过人工薄膜 包装得到；若该技术用于培育脱毒苗，外植体应该选取茎尖 ， 原因是 茎尖的病毒极少，甚至无病毒 。 脱分化、再分化 （3）图中A、B分别代表 过程。
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1、植物细胞工程的技术基础是植物组织培养
2、细胞全能性与分化程度有关，一般是受精卵>生殖细 胞>干细胞>体细胞 3、植物组织培养中植物激素是启动细胞分裂、分化的关 键因素 4、植物组织培养中常用的植物激素是生长素和细胞分裂 素
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脱分化 外植体
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诱变处理 愈伤组织 再分化 多种 突变体
筛选
新 品种
二.作物新品种的培育
（一）单倍体育种 （二）.突变体的利用 （三）转基因植物的培育
转基因技术 转基因细胞 植物组织培养 转基因植物
（四）植物体细胞杂交
植物细胞融合 杂种细胞
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植物组织培养 杂种植物
三、细胞产物的工厂化生产
二.作物新品种的培育
复习: 传统方法：杂交育种 依据的原理是:基因重组 （即优良的基因自由组合。）
P
× AARR 有芒抗 病
aarr 无芒不 抗病
配子 F1
AR AaRr 有芒抗 病
ar
F2
A_R_ : A_rr : aaR_ : aarr 有 抗 : 有不抗 : 无 抗 : 无 不 抗 9 : 3 : 3 : 1
“春种一粒粟，秋收万颗子”
（三）神奇的人工种子
天然种子的结构
胚 自然种子 种皮 胚乳
特点：
1）培育周期长 2）优良杂种的后代会发生性状分离而丧 失其优良特性 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
（三）神奇的人工种子
人工种子
（1）概念
通过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。
1.种类: 蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等.
2.技术: 植物的组织培养----愈伤组织细胞培养
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工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：
人参根
脱分化
培养选择 愈伤组织 增长速度快而且细
胞内人参皂甙干粉含量高的细胞 放入发酵罐 细胞增殖 破碎细胞 提取人参皂甙干粉
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2·1·2植物细胞工程的实际应用
（一）.微型繁殖 概念： 应用组织培养技术，快速繁殖优良品种植物
（也叫快速繁殖技术）——无性繁殖 原理：植物细胞的全能性
1 ）保持优良品种的遗传特性 优点： 2）高效快速地实现种苗的大量繁殖 .成就: 例：用一个兰花茎尖就可以在一年内生产
出400万株兰花苗。
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2019/4/1
资料2：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，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%～50%。
（2）组成
胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮
人工种皮 胚状体
有机营养 无机盐 抗生素 植物生长调节剂
一 植物繁殖的新途径
（三）神奇的人工种子 讨论 （3）技术：植物组织培养
（4）原理：植物细胞全能性
5）优点：
①培植周期短 ②后代无性状分离 ③不受气候,季节和地域限制 ④可以很方便地贮藏和运输
转Байду номын сангаас因细胞
杂种细胞
茎尖、根尖等分生区 花药（花粉）
转基因植物 杂种植物 作物脱毒 单倍体育种 微型繁殖
脱分化 愈伤 外植体 组织
培养 工厂化 生产药物
再分化 丛芽或 胚状体
+ 人工薄膜
、根 人工种子
植物体
诱变处理 突变细胞
突变体的利用
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课堂练习 2、（2017届江西高考仿真考试）下图是植物组织培养示意图， 据图回答下列问题：
植物组织培养技术
如：胡萝卜的形成层、菊花 幼茎段、月季的花药…
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
脱分化
排列疏松而无规 则，高度液泡化的 呈无定形状态的薄 壁细胞
遮光
愈伤组织 再分化
一定的光照
①无菌 有机物 无机盐 水分 ②营养： ③一定的外界条件 ④植物激素： 细胞分裂素
生长素
根、芽
芽发育成叶，叶 肉细胞中叶绿素 的合成需要光照
自交并 选育多代
aaRR
（一）.单倍体育种 1、单倍体的概念:是指由配子发育成的个体
2、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 多数植物都可通过花药或花粉来获得单倍体 3、单倍体育种的原理： 染色体变异
过程
花药 接种 花粉细胞 脱分化 培养 愈伤 组织 再分化
分化 出小 植物