植物细胞工程的研究及其在农业生产中的应用

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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。

植物细胞工程在农业上的运用

植物细胞工程在农业上的运用

植物细胞工程在农业上的运用学院:行知学院班级:生物技术081班姓名:郑杰学号:08266159指导老师:郭卫东日期:2010年12月30日摘要植物细胞工程涉及到的主要技术为植物组织与细胞培养,植物细胞大批量平培养,植物细胞融合,植物染色体工程,植物细胞器移植,DNA重组与外源基因导入及以上技术与物理,化学技术结合,主要运用于花卉和苗木繁殖,植物新类型的创造和品种改良以及次级代谢物质生产领域。

植物细胞工程在作物品种改良中的应用是现代农业科学中最重要的发展之一,对了解,操作,修饰和保护农作物种质具有潜在价值,随着生物技术和分子物学的发展,植物生物技术备受重视,并开始应用于作物品种改良。

大量研究证明,体细胞无性系变异存在可遗传,可应用与作物品种改良,并且在有些作物上获得成功,如小麦(胚培养和细胞培养),水稻(原生质体培养),大豆(原生质体培养)等。

不断有西多成功的实例应用于生产,进展速度比过去预期的要快,但困难和阻碍仍有待克服。

[1]一、植物细胞工程在作物品种改良和次生代谢产物及脱毒培养等重的应用具有很多优点:ⅰ应用植物细胞工程进行作物品种改良可以省时省力;ⅱ进行品种改良可以更有的放矢;ⅲ可供选择的变异范围广;ⅳ可作为拯救远缘杂交杂种胚发育中止的手段。

但是由于传统方法可以为植物细胞工程的应用提供变异基础,因此,植物细胞工程必须与传统育种方法结合才更有生命力。

[2]二、植物细胞工程在农业上的应用有一下几个方面:ⅰ.花药、花粉培养育成单倍体植株,培育成功的植物很多,如小麦、大麦、水稻、橡胶等。

利用花药、花粉培养育成的单倍体植株,经过染色体加倍,可在短期内育成遗传变异稳定的株系,有利于缩短育种年限。

[3]ⅱ.原生质体融合产生体细胞杂种,在烟草属植株物种间细胞融合获得成功[4]通常在受精时可以看到细胞融合,雌雄配子体融合而形成合子,但在远缘植物及无亲缘关系的植物间,甚至动植物间,这种生殖细胞的融合困难很大,甚至完全不可能,然而通过体细胞融合就可能实现,烟草属植物中间细胞融合已获成功。

植物细胞工程的研究内容及其应用前景

植物细胞工程的研究内容及其应用前景

植物细胞工程的研究内容及其应用前景摘要: 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代生活中地位更加突出, 并发挥着越来越重要的作用。

本文介绍了植物细胞工程基础研的发展现状,总结了胚胎培养、加倍单倍体技术、原生质体培养与体细胞杂交、体细胞无性系变异、快繁技术、植物来源生物产品生产技术的应用,展望了植物细胞工程的发展方向以及植物细胞工程的一些重要的应用前景。

关键词:植物细胞工程应用发展前景引言:植物细胞工程是建立在现代生物科学和工程技术基础上的科学技术。

它的发展有赖于植物学、植物生理学、遗传学、分子生物学、植物营养学、环境工程学等学科的发展与进步,可为生物科学的基础研究提供重要的技术手段。

植物细胞工程以植物细胞全能性为理论基础,以植物组织与细胞培养为技术支持,在细胞和亚细胞水平对植物进行遗传操作,实现植物改良和利用,或获得植物来源的生物产品的科学技术。

植物细胞工程具有科学和技术双重特征,经过多年的探索和发展,已成为当代生物科学中一个重要学科和现代生物技术的重要组成部分。

1.植物细胞工程技术及其应用1.1胚胎培养技术及其应用植物胚胎培养是胚、胚珠、子房和胚乳的离体培养技术,其应用领域包括胚胎的发育机理、克服杂交不亲合性和胚拯救、克服珠心胚的干扰、打破种子休眠,缩短育种周期,获得体细胞胚和人工种子,建立植物高效再生体系等,并在农作物、园艺作物、林木和药用植物上广泛应用1.2植物快繁技术及其应用植物快繁技术应用于高附加值经济植物、珍稀濒危植物、转基因植物、育种原种以及植物脱毒苗的快繁,是植物细胞工程中应用最为广泛的技术,取得了显著的经济效益。

利用超低温保存种质法结合快繁技术可以实现植物种质资源的中长期保存和利用。

植物快繁技术在发达国家和发展中国家均有商业化应用,FAO将植物快繁技术作为成本效益高效型技术向发展中国家推广。

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

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

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。

植物细胞工程的原理、方法和应用

植物细胞工程的原理、方法和应用

植物细胞工‎程原理、方法和应用‎一.植物细胞工‎程的原理及‎方法植物细胞具‎有全能性,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。

归结起来,植物细胞工‎程的主要原‎理是植物细‎胞的全能性‎,以及单倍体‎育种、植物的低温‎储藏等。

现在我们就‎来着重谈一‎谈植物细胞‎全能性,一个植物体‎的全部细胞‎,都是从受精卵经过有丝分‎裂产生的。

受精卵是一个特异‎性的细胞,它具有本种‎植物所特有‎的全部遗传信息。

因此,植物体内的‎每一个体细‎胞也都具有‎和受精卵完全一样的‎D NA序链‎和相同的细胞质环境。

当这些细胞‎在植物体内‎的时候,由于受到所‎在器官和组‎织环境的束‎缚,仅仅表现一‎定的形态和‎局部的功能‎。

可是它们的‎遗传潜力并‎没有丧失,全部遗传信息仍然被保持‎在DNA的‎序链之中,一旦脱离了‎原来器官组‎织的束缚,成为游离状‎态,在一定的营‎养条件和植物激素的诱导下,细胞的全能‎性就能表现‎出来。

于是就象一‎个受精卵那样,由单个细胞‎形成愈伤组织然后成为胚状体,再进而长成‎一棵完整的‎植株。

所以离体培‎养之所以能‎够成功,首先是由于‎植物细胞具‎有全能性的‎缘故。

一.植物组织培‎养技术植物的组织‎培养广义又‎叫离体培养‎,指从植物体‎分离出符合‎需要的组织‎、器官或细胞‎,原生质体等,通过无菌操‎作,在无菌条件‎下接种在含‎有各种营养‎物质及植物‎激素的培养‎基上进行培‎养以获得再‎生的完整植株或生产具有‎经济价值的‎其他产品的‎技术。

狭义是指组‎培指用植物‎各部分组织‎,如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行‎培养获得再生植株,也指在培养‎过程中从各‎器官上产生‎愈伤组织的‎培养,愈伤组织再‎经过再分化‎形成再生植‎物。

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植物细胞工程的研究及其在农业生产中的应用摘要: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。

而其在农业生产上的应用有以下几方面:脱毒苗生产方面、经济植物快繁方面、新品种选育方面及利用植物细胞工程获得生物产品。

本文就以上内容做一个简单的介绍。

关键词:植物细胞工程研究农业生产应用展望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,其理论基础是植物细胞的全能性,以植物组织与细胞培养为技术支持,在细胞和亚细胞水平对植物进行遗传操作,实现植物改良和利用,或获得植物来源的生物产品的科学技术。

植物细胞培养是指把植物的胚、胚轴、根、茎、叶、花、果实、种子、花粉或分生组织等任一部分离体培养成为植株;植物细胞杂交是指分离植物体上的细胞后用纤维素酶除去细胞壁,使其变为原生质体,在灭活的仙台病毒或PEG 诱导下促进不同品种的两个细胞完成杂交过程,从而培养为杂种植株。

植物细胞工程具有科学和技术双重特征,经过多年的探索和发展,已成为当代生物科学中一个重要学科和现代生物技术的重要组成部分。

一、植物细胞工程基础研究随着植物细胞工程的不断完善和发展, 该技术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。

培养植物细胞获得生物产品对于人类来说是非常重要的。

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。

据统计,现在已经能从400多种药用植物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。

利用离体突变技术,已分离和鉴定了许多与植物发育有关的基因,为揭示植物遗传与发育调控的分子机理奠定了基础。

利用花培加倍单倍体技术获得纯系的方法,为有性繁殖植物遗传分离群体的构建提供了有效途径,进而可为遗传图谱的构建、基因定位提供稳定的基础材料,促进了植物遗传学的发展。

同时植物组织培养技术也为植物矿质营养、有机营养代谢,植物病理学等研究提供技术手段。

建立植物高效再生体系是植物细胞工程研究的重要领域。

研究表明,植物激素诱导的信号传递在细胞分裂、极性确定、器官分化、胚状体的发育等离体培养过程中起重要作用。

在植物离体形态建成中,生长素与细胞分裂素的比例是重要因素,其他激素可以直接或问接影响形态建成。

二、植物细胞工程在农业生产上的应用1、植物细胞工程在脱毒苗生产方面的应用长期进行营养繁殖的农作物及果树、蔬菜等往往会积累许多病毒和类病毒,病毒和类病毒的感染常导致亲本性状退化,使农产品的产量和质量明显下降。

植物细胞工程可应用于脱毒苗生产,一般多采用茎尖脱毒的方法,通过茎尖组织培养可以获得无病毒和类病毒感染的再生苗。

如茎尖脱毒获得的脱番茄斑萎病毒(TSWV)、脱黄瓜花叶病毒(CMV)及脱菊花病毒B(CVB)的再生苗等。

近年来,中国相继出现了许多脱毒试管苗生产工厂,黑龙江、内蒙古、湖南、湖北、河南和甘肃等地都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hm2,平均增产50%以上。

2、植物细胞工程在经济植物快繁方面的应用植物快繁是指利用组织培养技术,将来自优良植株的植物组织或细胞进行离体培养,短期内获得大量遗传性状一致的个体的方法。

植物快繁技术在农业上有着广泛的应用,如可以使生根困难的名贵花卉大量繁殖,还可应用于杂合植物材料的快繁,因为很多优良的观赏植物和经济植物都是杂种,一旦有性繁殖,其后代性状会发生分离,而通过无性繁殖则能够保持其杂合性,并可以大量生产性状均一的商品苗。

目前已在木薯、马铃薯、咖啡、橡胶、菠萝、甘蔗和苹果等经济植物上建立了植物快繁技术。

随着无性快繁技术的发展和植物细胞工程的应用,出现了植物快繁生物反应器,为植物快繁技术带来了根本性变革,成为快繁技术发展的新方向。

3、植物细胞工程在新品种选育方面的应用3.1 单倍体细胞培养传统的杂交育种在自交5代以后可以产生一些同质配子结合的纯合植株,经6~8代才可选育出新品系。

而单倍体育种是通过单倍体培养迅速获得纯合二倍体,从而大大缩短了育种年限,有些单倍体育种只需要两年左右的时间。

花药培养单倍体育种是20世纪60年代发展起来的新技术,中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,中国已成功培育了20多种农作物新品种,其中小麦、玉米和高粱等作物为中国首先培育成功的。

3.2 二倍体体细胞杂交获得杂交优势种体细胞杂交技术打破了生物学上种属间杂交的障碍,使不能进行有性杂交的两个生物种进行无性杂交,通过筛选和纯化创造出自然界中本来不存在的兼有两个物种优良性状的新物种。

植物体细胞杂交的例证很多,如将马铃薯和番茄进行细胞杂交,可培育出上结番茄下结马铃薯的“番茄马铃薯”;将豆科植物细胞与向日葵细胞进行细胞杂交,将豆科植物细胞的贮藏蛋白基因转入向日葵细胞内,培育出了高营养价值的“向日豆”。

而在水稻育种方面,通过细胞杂交技术可以将水稻近缘种的一些优良基因引入水稻基因组,还可以快速转移重要性状基因,缩短育种进程,从而扩大农业生产中应用品种的遗传基础;另外,植物体细胞杂交在水稻雄性不育系的育种方面也发挥了重要作用。

4、利用植物细胞工程获得生物产品植物次生代谢的产物有很多可以作为药物或工业原料,也可以提炼为优良的食品添加剂或名贵化妆品。

通过植物细胞悬浮培养、固定化培养及各种生物反应器可以实现植物次生代谢产物尤其是药用植物成分的大量生产,目前,中国药用植物细胞培养技术已取得了很大进展,如对天麻愈伤组织的悬浮培养和生物反应器培养的探索,可望大量生产天麻细胞团并可提取天麻素,从根本上解决天麻市场紧缺的现象,同时又能有效地保护天麻的野生资源。

三、植物细胞工程的展望1、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。

2、开拓新的研究和应用领域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,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,开拓植物细胞工程在环境保护中的应用等。

3、加快植物细胞工程技术的应用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。

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。

4、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。

目前国外一些国家在组织培养实验室、种苗快繁的质量管理以及植物来源生物产品的生产和质量管理中实行良好实验室规范(GLP)、良好生产规范(GMP)和危害分析和关键控制点(HACCP)系统,我国一些植物快繁企业也开展了GMP论证。

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。

四、结束语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。

植物细胞工程的研究与应用,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。

参考文献:[1] 杨贺. 植物细胞工程应用及发展前景[J]. 长春医学,2010,8(2):60-62.[2] 杨静玲. 生物工程的现状及发展[J]. 中小企业管理与科技,2009(6):119.[3] 周在为,李莉,李雅礼,等. 细胞工程在水稻雄性不育系育种上的应用[J]. 杂交水稻,2010,25(4):5-8.[4]王蒂.植物组织培养.北京:中国农业出版社,2004 ,64~65.[5]谢从华,柳俊. 植物细胞工程. 北京:高等教育出版社,2004 ,4~11.[6] 兰永富,荆绍凌. 生物技术在玉米种质改良中的应用[J]. 农业与技术,2010,30(3):24-29.[7] 宋淑敏. 生物技术在亚麻抗除草剂育种中的应用研究进展[J]. 黑龙江八一农垦大学学报,2009,21 (1):30 -32,36.[8] 马文静,陈号,田晋红. 我国蔬菜生物技术育种研究进展[J]. 安徽农业科学,2010,38(12):6106-6108.[9] 邹宁,吴电云,柏新富,等. 天麻细胞工程技术及其原理研究[J]. 安徽农业科学,2009,37(11):4980-4982.[10] 荆绍凌,孙志超,代玉仙,等. 细胞工程在玉米种质改良中的应用[J]. 农业与技术,2009,29(2):19-21.[11] Balukiewicz A, Kryczynski S. Attempts to eliminate TWSV from chrysanthemum plants by meristem tip culture [J]. Phytopathol,2001, 21: 101-108.[12] Verma N, Ram R, Hallan V, et al. Production of CMV free chrysanthemum by meristem tip culture [J]. Crop Prot, 2004,23: 462-473.[13] Ram R, Verma N, Singh A, et al. Indexing and production of virus free chrysanthemums [J]. Biol Plantarum, 2005, 49:149-152.[14] Turner S, Krauss S L, Bunn E, et al. Genetic fidelity and viability of Anigozanthos virid is following tissue culture, cold storage and cryopreservation [J]. Plant Sci, 2001, 161: 1099-1106.[15] Sivakumar G, Kim S J, Hahn E J, et al. Optimizing environmental factor for large scale multiplication on chrysanthemum (Chrysanthemum grandiflorum) in bloon type bioreactor culture[J]. In vitro Cell Dev Biol Plant, 2005, 41: 822-825.[16] 邝琦,余倩花,周厚高. 植物细胞工程在菊花育种中的应用[J]. 北方园艺,2010(4):220-224.。

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