园艺植物生物技术思考题

园艺植物生物技术：以园艺植物为材料，利用生物技术，创造或改良种质或生产生物制品的一门技术。

园艺植物组织培养、园艺植物细胞工程、园艺植物染色体工程、园艺植物基因工程、园艺植物分子标记园艺植物生物技术的发展简史：植物组织培养理论的探索与完善（ 1838年 Schleiden 提出细胞学说 1839年Schwann 支持这一学说基本内容：一切生物都是由细胞构成的，细胞是生物体的基本功能单位，细胞只能由细胞分裂而来。

1902 年Haberlandt 提出：高等植物的器官和组织，可以不断分割，直至单个细胞，这种单个细胞是具有潜在全能性的功能单位，即植物细胞具有全能性。

细胞全能性理论：一个完整的植物细胞拥有形成一个完整植株所必需的全部遗传信息，在特定的环境下可以表达出该细胞的所有遗传信息，产生一个独立完整的个体。

进行了多种植物叶肉细胞、髓细胞、气孔保卫细胞、表皮细胞的等离体细胞培养试验。

1904 年，Hannig 在无机盐和蔗糖溶液中培养萝卜和辣根菜的胚，使其发育成熟，并有提早萌发小苗现象。

1922 年，美国Robbins 和德国的Kotte分别报道离体培养根尖获得某些成功，这是有关根培养的最早的实验。

1925年，Laibach 将亚麻种间杂交形成的幼胚培养至成熟。

1934年，美国的White 由番茄根尖建立了无性系，使根的离体培养首次获得了真正的成功。

Kogl鉴定了第一个植物激素——IAA，他能使细胞增大生长1939年Nobecourt 培养胡萝卜根，诱导形成了愈伤组织。

1943年White出版了《植物组织培养手册》这是第一部关于组培方面的专著。

1957年，Skoog和Miller提出了植物激素控制器官形成的概念，烟草中，生长素和细胞分裂素比例高时促进生根，低时则促进芽的分化，相等时倾向于愈伤组织生长。

1958 年，Steward 等在胡萝卜根韧皮部细胞培养中，形成了体细胞胚，并使其发育成完整植株，第一次证实了植物细胞的全能性。

）2 迅速发展阶段（20 世纪 60 年代以后）1960年Cocking 分离番茄幼根得到大量活性原生质体, 开创了植物原生质体培养和体细胞杂交研究工作。

1962年,Murashige 和 Skoog 发表促进烟草组织快速生长的培养基组成（MS）。

1964年，Guha和Maheshwari 采用曼陀罗花药培养首次获得成功。

1970年，Power首次成功实现原生质体融合。

1978年, Murashige 提出了“人工种子”的概念。

3、基因工程的诞生与发展1860-1870，孟德尔，遗传因子概念1909，丹麦，约翰逊，基因1953，Watson和Cricket，提出DNA分子的双螺旋模型，这标志着分子遗传学时代的开始1957年，Crick提出“中心法则”1970年，分离出限制性内切酶1973年，发现质粒能够作为克隆载体1977年，首次实现植物基因工程1985年，Horsch 等建立了农杆菌介导的叶盘法（双子叶植物）。

1987年，Sanford等人发明了基因枪法（单子叶植物）。

20 世纪 80 年代初，随着土壤农杆菌包括根癌农杆菌和发根农杆菌成功地应用于植物遗传转化，基因工程研究开始成为研究的热点和重点。

1983年，首批转基因植物（烟草、马铃薯）问世；1986年，首批转基因植物（抗虫、抗除草剂）进入田间实验；1993年，首批转基因植物（耐储存番茄）进入市场。

1999年，全球转基因植物种植面积达3990万hm2 ；2002年，达5870万hm2。

2005年，达9000万hm2。

我国转基因植物研究始于20世纪80年代初1993年：第一例转基因作物抗病毒烟草进入大田试验；1997年：第一例转基因植物耐储存番茄获准进行商业化生产。

到2002年上半年为止：批准进入田间环境释放的转基因植物有水稻、玉米、大豆、马铃薯22种。

批准商品化生产的转基因植物有耐储存番茄、抗病毒番茄、2种抗虫棉、抗病毒甜椒和改变花色的矮牵牛。

园艺植物生物技术发展趋势（1、产业化步伐加快。

脱毒，快繁。

2、由转移抗性性状向优质、高产等多种优良性状发展。

抗病、抗虫、抗除草剂改良品质、增加营养、具有医疗保健功能。

3、常规育种与生物技术紧密结合的实用化进程加速。

4、基因表达与功能研究更加深入。

）植物组织培养：通过无菌操作，把植物的各类结构材料如器官，组织或细胞、原生质体等，接种于人工配制的培养基上，在人工控制的环境条件下（如适宜的光照、温度等）进行离体培养，使其生长发育成完整植株的过程。

依据所培养的植物材料：胚胎培养、器官培养、组织培养、细胞培养、原生质体培养依据培养过程: 初代培养、继代培养、芽增殖培养、生根培养外植体：在植物细胞组织培养中，由活体植物体上提取下来的，接种在培养基上的细胞、组织、器官等均称为外植体愈伤组织：原本是指植物在受伤后于其伤口表面形成的一团薄壁细胞。

在植物细胞组织培养中，愈伤组织则指在人工培养基上由外植体伤口表面形成的一团无序生长的薄壁细胞。

植物细胞的全能性：指植物的每个细胞具有该植物的全部遗传信息和离体细胞在一定培养条件下具有发育成完整植株的潜在能力。

细胞全能性实现方式：脱分化、再分化植物组织培养的过程：获取外植体→无菌接种→（脱分化）→诱导愈伤组织的形成→扩大培养→（再分化）→试管苗的形成→移栽细胞脱分化：指植物离体的器官、组织、细胞在培养条件下，已分化的细胞在一定条件下恢复分裂机能，经过多次细胞分裂而失去原来的分化状态，转变成具有分生能力的细胞。

愈伤组织即为典型的脱分化的组织。

再分化：脱分化的细胞和组织（功能结构相同的细胞）在一定条件下可以由脱分化状态重新进行分化,形成不同类型的细胞、组织、器官，甚至形成完整植株，这个过程（现象）称为再分化。

细胞形态发生的途径有哪些？简述其特点器官发生途径、体细胞胚胎发生途径以及原球茎发生途径培养细胞器官建成的特征：植物组培中，再生植物的形态建成通常分为3种基本方式：①先形成根，在根上形成芽（颠茄细胞悬浮培养）；②先形成芽，后在芽上形成根（小麦花粉愈伤组织）；③在愈伤组织上独立地产生芽和根，再通过维管组织连接成一体（胡萝卜）；体细胞胚胎的形态解剖特征体细胞胚发育出的再生小植株与器官发生的不定芽发育不同，它们之间的显著差异有3点：①胚状体具有明显的根端与苗端的两极分化，不定芽是单极性结构；②胚状体的维管束与周围的母体愈伤组织或外植体组织之间分离，但后者与原愈伤组织或外植体中的维管组织相连接③体细胞胚的维管组织的分布是独立的“丫”字形，而不定芽的维管组织则无此现象。

原球茎发生途径特点：在兰科等园艺植物的组织培养中，常从茎尖或侧芽的培养中产生一些原球茎，原球茎本身可以增殖，以后能萌发出小植株。

园艺植物组织培养所需的仪器有哪些？并说明其用途准备室：器皿清洗、干燥、高压灭菌、蒸馏水制备及器皿和用具的存放，同时进行试验废物、培养材料残余物的处理等；进行药品的保存、配置、消毒、分装等无菌操作室：超净工作台、医用小推车、灭菌器等培养室：离体材料的培养室、生长室，主要通过控温、控光和控湿促使材料分化生长培养基成分有哪些？如何配置培养基？（1）无机盐类（大量元素和微量元素（2）有机化合物（3）生长调节物质（4）水（5）其它附加成分1）作好准备工作:培养用器皿、量筒、烧杯、移液管、玻璃棒、漏斗等放在指定的位置。

准备好蒸馏水及瓶盖(塞) 等。

（2）量取母液先在烧杯内放一定量的蒸馏水, 再按母液顺序，根据不同母液的不同倍数取规定的量。

（3）加入所需要的生长调节物质（4）称好所需的琼脂（5）加入蔗糖，定容至所需体积（6）调整培养基pH。

加温并不断搅拌。

待琼脂煮透后端离火源。

（7）培养基分装（8）封口包扎（9）灭菌（湿热灭菌法）组织培养的灭菌技术包括哪些？了解什么样的环境或器材用什么方法灭菌灭菌类型：物理灭菌: 如高温高压灭菌、干热灭菌、灼烧灭菌、射线辐照灭菌、过滤除菌等化学灭菌: 如熏蒸灭菌、消毒液灭菌等1. 高温高压灭菌（湿热灭菌）: 培养基、无菌水、布制品、器械等的灭菌。

2. 过滤除菌不耐热的物质如赤霉酸(GA3)、玉米素、脱落酸、尿素和某些维生素3.干热灭菌适用于玻璃器皿及耐热用具等4.灼烧灭菌无菌操作器械的灭菌如解剖刀、镊子、剪刀等5. 射线辐照灭菌适于无菌室、培养室的灭菌。

6 药剂熏蒸灭菌: 适于无菌室、培养室的灭菌7 消毒液灭菌: 适于材料的表面灭菌外植体灭菌的基本操作技术：首先对植物材料进行修整（洗衣粉漂洗、流水冲洗）；用化学灭菌剂浸润灭菌(超净台内完成)（70%酒精10-30 S 0.1%升汞5-10 min，或2 %-10 %次氯酸钠10-15 min。

）；无菌水冲洗3-10次（不断摇动）。

初代培养:外植体接种到培养基上后，在人工控制的适宜环境条件下进行培养，以促进外植体细胞的分化和生长，这是组培苗的第一代继代培养:将初代培养得到的培养物转移到新鲜培养基中，使其增殖，这种不断转接繁殖的过程称为继代培养继代培养中扩繁的方法包括哪些？分割愈伤组织切割茎段用于有伸长的茎梢、茎节明显的培养物分离芽丛适于由愈伤组织生出的芽丛分离胚状体分离原球茎园艺植物组织培养的应用有哪些？一、在植物育种上的应用（单倍体培养育种胚胎培养育种细胞融合培养育种细胞突变育种基因工程育种）二、种植资源保存三、工厂化脱毒与快繁四、植物次生代谢产物生产花粉培养：是指把发育到一定阶段的花药接种在人工培养基上，使其发育和分化成为植株的过程。

植物病毒病：病毒引起的植物病害园艺植物脱毒意义（应用植物脱毒技术培育无病毒苗可以使品种复壮，增强适应能力和抗逆能力，明显提高作物的产量和品质。

）茎尖大小与脱毒效果及成活率的关系?通常茎尖培养脱毒效果的好坏与茎尖大小呈负相关，而培养茎尖成活率的高低则与茎尖的大小呈正相关。

简述脱毒方法有哪些并了解其操作原理及步骤？1.茎尖培养脱毒（能量竞争传导抑制激素抑酶缺乏抑制因子采样，去外叶，剥离茎尖，切去分生组织，茎尖培养，茎尖再生植株，病毒鉴定，防虫网内繁殖脱毒苗）2.微体嫁接脱毒（组织培养与嫁接方法相结合来获得无病毒苗木的一种新技术。

它是将极小（0.1~0.2mm)的茎尖作为接穗，嫁接到由试管中培养出来的无菌实生砧木上，继续进行试管培养，愈合成为完整的植株而达到脱毒的效果）3.热处理脱毒（利用植物和病毒的耐热性不同，在高于正常温度的环境条件下，植物组织中的很多病毒受热后可被部分或全部钝化或失去活性，而寄主植物组织很少或不会受到伤害；或在高温条件下，植物的生长加快，病毒的增殖速度跟不上植物的生长速度而被抛在其后，使植物的新生部分不带病毒。

热水浸泡：是将剪下的接穗或种植材料，在50~55 ℃的热水中浸泡数分钟或35 ℃温水处理30-40 h, 方法简便，但易使材料受损伤，到55 ℃时则大多数植物会被杀死。