體細(xì)胞胚及人工種子ppt課件

1、體細(xì)胞胚及人工種子體細(xì)胞胚及人工種子原生質(zhì)體培育原生質(zhì)體培育植物細(xì)胞、組織體培育及生物反響植物細(xì)胞、組織體培育及生物反響器器植物離體快速繁衍和脫毒培育植物離體快速繁衍和脫毒培育細(xì)胞交融細(xì)胞交融染色體工程染色體工程轉(zhuǎn)基因植物及食品平安轉(zhuǎn)基因植物及食品平安植物細(xì)胞工程及其運(yùn)用植物細(xì)胞工程及其運(yùn)用體細(xì)胞胚體細(xì)胞胚somatic embryosomatic embryo又叫胚狀體，是指離體培又叫胚狀體，是指離體培育條件下沒(méi)有經(jīng)過(guò)受精過(guò)程而構(gòu)成的胚胎類似物。育條件下沒(méi)有經(jīng)過(guò)受精過(guò)程而構(gòu)成的胚胎類似物。胚的發(fā)育圖胚的發(fā)育圖 (A) 伸長(zhǎng)期合子；(B) 合子經(jīng)過(guò)第一次分裂, 產(chǎn)生1 個(gè)頂細(xì)胞(綠色)和一個(gè)基

2、細(xì)胞(粉紅色)；(C) 四分體胚: 頂細(xì)胞閱歷2 次縱向分裂，產(chǎn)生含有4 個(gè)細(xì)胞的胚體和2 個(gè)細(xì)胞的胚柄；(D) 16 細(xì)胞球形胚: 8 細(xì)胞胚的一切細(xì)胞經(jīng)過(guò)1 次平周分裂, 產(chǎn)生包含8 個(gè)細(xì)胞的表皮原和8 個(gè)細(xì)胞的內(nèi)部組織；(E) 早期心形胚；(F) 心形胚: 子葉和胚根原基曾經(jīng)出現(xiàn)；(G) 成熟胚胎。 1: 頂細(xì)胞; 2 : 基細(xì)胞; 3: 胚根原細(xì)胞, 構(gòu)成未來(lái)的ROC 和根冠中央?yún)^(qū); RM: 根尖生長(zhǎng)點(diǎn); SM: 莖尖生長(zhǎng)點(diǎn) 雙子葉植物的胚胎發(fā)育過(guò)程雙子葉植物的胚胎發(fā)育過(guò)程花粉培育單細(xì)胞懸浮培育原生質(zhì)體培育組織器官培育體細(xì)胞胚花粉胚非合子胚非合子細(xì)胞合子胚無(wú)交融生殖胚*大量研討闡明，大

3、多數(shù)植物組織培育，單細(xì)胞懸浮培育、原生質(zhì)體培育和花粉培育中都察看到體細(xì)胞胚胎發(fā)生或花粉胚胎發(fā)生pollen embryogenesis *前者為二倍體的體細(xì)胞產(chǎn)生的胚狀構(gòu)造 *后者是由小孢子或其分裂產(chǎn)物等單倍體細(xì)胞產(chǎn)生的體細(xì)胞胚，通常稱花粉胚pollen embryos，可發(fā)育成單倍體植株。*體細(xì)胞胚或花粉胚都是指在植物組織培育中來(lái)源于一個(gè)非合子細(xì)胞，經(jīng)過(guò)胚胎發(fā)生和胚胎發(fā)育過(guò)程構(gòu)成的胚狀構(gòu)造，包括以下幾點(diǎn)含義： 1、體細(xì)胞胚是組織培育的產(chǎn)物，區(qū)別于無(wú)交融生殖的胚，只限于在組織培育范圍運(yùn)用； 2、體細(xì)胞胚來(lái)源于非合子細(xì)胞，區(qū)別于合子胚； 3、體細(xì)胞胚的構(gòu)成閱歷胚胎發(fā)育過(guò)程，區(qū)別于組織培育的器官發(fā)

4、生中芽與根的分化。植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生和誘導(dǎo)器官發(fā)生相比具有明顯的特點(diǎn)： 1、具有兩極性 2、存在生理隔離 3、遺傳性相對(duì)穩(wěn)定 4、重演受精卵形狀發(fā)生的特性 二、體細(xì)胞胚胎發(fā)生的方式 *植物組織培育過(guò)程中植物體細(xì)胞胚胎途徑可歸納為兩類：直接途徑和間接途徑。 *直接途徑是直接從原外植體不經(jīng)愈傷組織階段發(fā)育而成 *間接方式是體胚從愈傷組織或懸浮細(xì)胞、有時(shí)也從已構(gòu)成的體胚的一組細(xì)胞中發(fā)育而成，如香雪蘭Freesia refracta花序外植體經(jīng)直接體細(xì)胞胚胎發(fā)生途徑構(gòu)成再生植株。 *外植體形狀學(xué)極性決議體細(xì)胞胚胎發(fā)生，一切體細(xì)胞胚都出如今花序軸切段的原形狀學(xué)下端。1 直接途徑 直接發(fā)生體胚的來(lái)源細(xì)胞可

5、以是外植體表皮、亞表皮、幼胚、懸浮培育的細(xì)胞和原生質(zhì)體。 普通以為直接方式發(fā)生體胚是由原先就存在于外植體中的胚性細(xì)胞預(yù)胚胎決議細(xì)胞PEDCs培育后直接進(jìn)入胚胎發(fā)生而構(gòu)成體胚，如柑桔屬的珠心組織在體內(nèi)或離體情況經(jīng)過(guò)預(yù)胚胎決議細(xì)胞直接進(jìn)展體胚發(fā)生的最好例子. 2 間接途徑 間接體細(xì)胞胚胎發(fā)生中，外植體已分化的細(xì)胞先脫分化，并對(duì)其發(fā)育命運(yùn)重決議而誘導(dǎo)出胚性細(xì)胞誘導(dǎo)胚胎決議細(xì)胞IEDCs，進(jìn)而構(gòu)成體細(xì)胞胚。 1 莖尖培育誘導(dǎo)構(gòu)成胚性愈傷組織 MS培育基附加2.0mg/L 2,4-D2 胚性愈傷組織懸浮培育增殖 MS培育基附加2.0mg/L 2,4-D3 由細(xì)胞集合體構(gòu)成體細(xì)胞胚 MS培育基附加2.0m

6、g/L 2,4-D 4 體細(xì)胞胚萌生并構(gòu)成小植株 MS培育基附加1.0mg/L ABA 圖 甘薯種類栗子香胚性愈傷組織誘導(dǎo)體細(xì)胞胚和再生小植株 胚性細(xì)胞團(tuán)特征：成簇、成團(tuán)，體積小，細(xì)胞質(zhì)致密三、體細(xì)胞胚的來(lái)源 *體細(xì)胞胚胎發(fā)生途徑有直接途徑和間接途徑，但無(wú)論哪一種發(fā)生途徑，絕大多數(shù)研討報(bào)道以為體細(xì)胞胚胎來(lái)源于單細(xì)胞,從多種植物中都察看到單個(gè)胚性細(xì)胞，有不均等分裂的二細(xì)胞原胚和均等分裂的二細(xì)胞原胚、多細(xì)胞原胚、球形胚直到成熟胚。也有研討以為來(lái)源于多細(xì)胞。 *在同一塊愈傷組織或一個(gè)胚性細(xì)胞復(fù)合體上可以察看到多個(gè)不同發(fā)育時(shí)期的體細(xì)胞胚，從單個(gè)原始細(xì)胞到多細(xì)胞的原胚、球形胚、魚(yú)雷胚直至具子葉的胚狀體，

7、這是由體細(xì)胞胚發(fā)生和分裂的不同步所致。 香蕉心形體細(xì)胞胚 可可心形胚A和球形胚B A AB B1 1 體細(xì)胞胚的單細(xì)胞來(lái)源體細(xì)胞胚的單細(xì)胞來(lái)源野胡蘿卜的胚狀體 A. 心形期胚狀體 B. 成熟胚狀體 C. 早心形期胚狀體 D. 兩個(gè)成熟胚狀體共一個(gè)胚柄 a) 胚性細(xì)胞第一次分裂； b-d) 原胚第一次細(xì)胞分裂，鱷梨樹(shù)形胚柄細(xì)胞仍堅(jiān)持單個(gè)細(xì)胞； e) 胚柄細(xì)胞開(kāi)場(chǎng)增殖；f-k) 原胚和胚柄發(fā)育的不同時(shí)期； l)球形體細(xì)胞胚。 (ep)=原胚； (s)=胚柄圖 仙人掌科體細(xì)胞胚胎早期發(fā)育由單細(xì)胞構(gòu)成球形胚時(shí)期a 胚性葉片愈傷組織；b 球形細(xì)胞；c 伸長(zhǎng)細(xì)胞；d 兩個(gè)細(xì)胞時(shí)期； e 四個(gè)細(xì)胞時(shí)期； f

8、 原胚； g 球形胚；h 心形胚；i 早期魚(yú)雷胚； j 成熟魚(yú)雷胚； k 不同時(shí)期的體細(xì)胞胚；l 體細(xì)胞胚的萌生； m 再生小植株。圖 木豆幼苗葉片愈傷組織懸浮培育體細(xì)胞胚發(fā)育過(guò)程 *有的學(xué)者察看到體細(xì)胞胚來(lái)源于多細(xì)胞組成的胚性細(xì)胞復(fù)合體，王亞馥等人也察看到這種胚性細(xì)胞團(tuán)，但用同位素脈沖標(biāo)志實(shí)驗(yàn)即可證明這些細(xì)胞團(tuán)也是由一個(gè)單細(xì)胞延續(xù)分裂而構(gòu)成，經(jīng)進(jìn)一步分化和分裂構(gòu)成不同發(fā)育時(shí)期的體細(xì)胞胚，因此這些體細(xì)胞胚本質(zhì)也能夠是來(lái)源于單細(xì)胞。當(dāng)然也不排除有些植物的體細(xì)胞胚確實(shí)是來(lái)源于多細(xì)胞，仍有待深化研討。 *總之，體細(xì)胞胚胎的發(fā)生是一個(gè)非常復(fù)雜的生理過(guò)程，仍有許多問(wèn)題尚需進(jìn)一步研討。2 2 體細(xì)胞胚的多

9、細(xì)胞來(lái)源體細(xì)胞胚的多細(xì)胞來(lái)源 四、體細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榕咝约?xì)胞的機(jī)制 *合子胚來(lái)源于受精卵；體細(xì)胞胚是非合子胚，未經(jīng)過(guò)雌雄配子受精這一過(guò)程，Somatic Embryos 又是如何構(gòu)成？ 機(jī)制是什么？*體細(xì)胞胚無(wú)論來(lái)源于哪一種細(xì)胞，都存在著一個(gè)共同的問(wèn)題，即體細(xì)胞是如何轉(zhuǎn)變?yōu)榕咝约?xì)胞而構(gòu)成體細(xì)胞胚的。大量研討現(xiàn)實(shí)闡明，植物細(xì)胞在一定培育條件下，具胚胎發(fā)生才干能夠是一個(gè)普遍景象。 1 體細(xì)胞胚發(fā)生實(shí)際漸變實(shí)際 1體細(xì)胞胚胎發(fā)生本質(zhì) *體細(xì)胞胚胎發(fā)生本質(zhì)是細(xì)胞分化的問(wèn)題，而細(xì)胞分化的分子根底那么是基因差別表達(dá)與調(diào)控的結(jié)果。有關(guān)細(xì)胞分化的分子機(jī)制有許多實(shí)際，其中最具普遍性的是漸變實(shí)際，以為一個(gè)細(xì)胞系的細(xì)胞質(zhì)

10、因子間的相互作用是一個(gè)原發(fā)穩(wěn)定基因組中基因活化的結(jié)果，從而使該細(xì)胞系與其它細(xì)胞系不同。 外植體脫分化愈傷組織細(xì)胞分化胚性細(xì)胞非胚性細(xì)胞基因調(diào)控2漸變實(shí)際以為細(xì)胞分化可分為幾個(gè)階段？ 分為兩個(gè)階段： 第一階段為預(yù)定階段，細(xì)胞接受了或預(yù)定了特殊發(fā)育命運(yùn)，但并未表現(xiàn)出可見(jiàn)的特化標(biāo)志，這種特性一旦建立就可以在細(xì)胞繼代培育中得以穩(wěn)定堅(jiān)持。 第二階段是表達(dá)階段，在適宜條件誘導(dǎo)下，預(yù)定的細(xì)胞pro-embroygenic determined cells, PEDC發(fā)生一系列生理生化和形狀上的變化，表現(xiàn)出分化的特性，但由于這種表達(dá)與培育過(guò)程中誘導(dǎo)要素關(guān)系親密，而表現(xiàn)為一種生理反響，是不穩(wěn)定的。3漸變實(shí)際的缺

11、乏 一未提示體細(xì)胞胚胎發(fā)生的本質(zhì)，以及細(xì)胞的預(yù)定性是如何實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。 二不能解釋經(jīng)多次繼代培育的細(xì)胞往往會(huì)失去胚胎發(fā)生才干，因其實(shí)際以為預(yù)定性細(xì)胞在以后的培育過(guò)程中處于穩(wěn)定形狀。 三不能解釋體細(xì)胞胚胎直接發(fā)生途徑和間接發(fā)生途徑可因條件不同而相互轉(zhuǎn)化的問(wèn)題。 *按預(yù)決議觀念，從外植體組織或細(xì)胞直接構(gòu)成體細(xì)胞胚的途徑，需求一種誘導(dǎo)物的合成或抑制物的消除，來(lái)恢復(fù)有絲分裂活動(dòng)和促進(jìn)胚胎發(fā)育。這時(shí)生長(zhǎng)素對(duì)胚胎發(fā)生常起抑制造用，去掉生長(zhǎng)素并給以必要的條件就使細(xì)胞進(jìn)入分裂周期，并進(jìn)展胚胎發(fā)生的表達(dá)。 *從外植體經(jīng)過(guò)脫分化構(gòu)成愈傷組織，間接產(chǎn)生體細(xì)胞胚的途徑，那么需求分化細(xì)胞的重新預(yù)決議，稱為誘導(dǎo)的胚胎預(yù)決議

12、的細(xì)胞induced embroygenically determined cells,IEDC，這時(shí)那么需求生長(zhǎng)素，誘導(dǎo)細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期。生長(zhǎng)素不僅作為使細(xì)胞發(fā)生分裂所必需的物質(zhì)，而且也是使細(xì)胞進(jìn)入胚胎形狀所必需的要素。 4按預(yù)決議觀念，生長(zhǎng)素對(duì)由直接途徑和間接途徑體細(xì)胞胚發(fā)生的作用五、體細(xì)胞胚發(fā)育成植株的才干1 體細(xì)胞胚發(fā)育成植株的才干 *普通來(lái)說(shuō)胚胎一旦被分化出來(lái)或甚至完成誘導(dǎo)之后轉(zhuǎn)移到根本培育基上即可發(fā)育成熟，并可構(gòu)成小植株。 *如陳東方等1986對(duì)棒頭草幼穗培育的研討闡明，體細(xì)胞胚構(gòu)成之后，可以在原來(lái)培育基上或MS無(wú)任何附加成分的培育基上以及1/2MS加IAA或NAA 0.5mg/L

13、和6-BA 0.5mg/L培育基上萌生構(gòu)成小植株。 1 莖尖培育誘導(dǎo)構(gòu)成胚性愈傷組織 MS培育基附加2.0mg/L 2,4-D2 胚性愈傷組織懸浮培育增殖 MS培育基附加2.0mg/L 2,4-D3 由細(xì)胞集合體構(gòu)成體細(xì)胞胚 MS培育基附加2.0mg/L 2,4-D 4 體細(xì)胞胚萌生并構(gòu)成小植株 MS培育基附加1.0mg/L ABA 圖 甘薯種類栗子香胚性愈傷組織誘導(dǎo)體細(xì)胞胚和再生小植株 2 體細(xì)胞胚萌生的兩種不正常景象 體細(xì)胞胚萌生時(shí)察看到兩種不正常萌生景象： *一種是不完全萌生，即只需芽而無(wú)根或只需根而無(wú)芽. *另一種是早熟萌生，即體胚還未表現(xiàn)出完好的胚構(gòu)造之前就已萌生，萌生時(shí)盾片膨大構(gòu)成

14、一葉狀體，在葉狀體基部長(zhǎng)出芽。留意：體細(xì)胞胚胎途徑的形狀發(fā)生才干要比器官分化途徑堅(jiān)持更長(zhǎng)久。 六、影響體細(xì)胞胚發(fā)生的要素 a不同基因型體細(xì)胞胚誘導(dǎo)率； b不同基因型每個(gè)胚性外植體上體細(xì)胞胚的數(shù)目 圖6.7 在一樣培育基上Feijoa sellowiana Berg不同基因型體細(xì)胞胚誘導(dǎo) 引自Miguel等，2019表 在MS固體培育基上不同濃度2,4-D對(duì)木豆幼苗葉片外植體誘導(dǎo)和原胚細(xì)胞構(gòu)成的影響2,4-D(M) Callus induction(%) Proembryonic cell*(%) 0.00 0.0 0.0 2.26 3.2d 3.4d 4.52 7.4c 10.2c 6.78

15、38.6a 37.4a 9.04 18.2b 12.8b 11.30 3.6c 2.2c 表 在具有不同濃度2,4-D的MS液體培育基上木豆不同時(shí)期體細(xì)胞胚誘導(dǎo)率2,4-D(M) 搜集細(xì)胞的體積 (10th day) 體細(xì)胞胚發(fā)育時(shí)期 球形胚(%) 心形胚(%) 魚(yú)雷胚(%) 0.00 0 0 0 0 1.12 2.8e 2.4e 1.8e 1.2e 2.26 3.2d 7.6d 2.4d 1.6d 3.38 4.6c 20.2b 8.2b 5.2b 4.52 5.2b 36.2a 20.4a 16.4a 5.64 5.6b 18.6c 6.6c 3.6c 6.78 6.2a 7.4d 1.6

16、e 1.2e Origin of embryoids in embryo-derived callus culture. (a) Single cells (arrow) and two-celled stage (double arrows). x. (b)Four-celled stage (arrowhead). x. (c) Multicelled proembryo containing eight to ten cells. x (d) Epidermized lobular stage. x34. (e) Heart shape embryoid that remain in t

17、he callus. X34. (f) Several compact embryoids in different stages of formation. x14.A,C,E為離體培育6周后的體細(xì)胞胚；B,D,F為離體培育5個(gè)月后構(gòu)成的體細(xì)胞胚 A:種類GK7 ，在添加83.0 mM centrophenoxine培育基上; B: 種類AT120，在添 加 1 2 4 . 4 m M centrophenoxine培育基上; C: 種類59-4144，在添加12.4 mM dicamba培育基上; D:種類AT120，在添加83.0 mM dicamba培育基上; E: 種類VC1，在添加

18、83.0 mM picloram培育基上; and F:種類VC1，在添加124.4 mM picloram培育基上. 圖 含不同種類和不同濃度生長(zhǎng)素固體培育基上成熟花生胚軸體細(xì)胞胚誘導(dǎo) 3 多胺腐胺、尸胺、亞精胺、高亞精胺、精胺等和乙烯與體細(xì)胞胚發(fā)生 *外源多胺對(duì)體胚發(fā)生的作用除了取決于植物種類及其內(nèi)源多胺的情況之外，還關(guān)系到它們?nèi)绾伪晃?、運(yùn)輸及降解等問(wèn)題。多胺與體細(xì)胞胚發(fā)生的關(guān)系在胡蘿卜的研討中較多。舉例闡明： *已發(fā)現(xiàn)胡蘿卜的胚性細(xì)胞中腐胺、精胺含量比非胚性的高，在胡蘿卜體細(xì)胞胚發(fā)生的前胚時(shí)期多胺含量普通較低，從球形胚、心形胚到魚(yú)雷胚時(shí)期，精胺和亞精胺逐漸升高，心形胚時(shí)期以腐胺為主，魚(yú)

19、雷胚時(shí)期那么富含亞精胺。 *在胡蘿卜愈傷組織的體細(xì)胞胚發(fā)生中發(fā)現(xiàn)乙烯抑制體細(xì)胞胚的發(fā)生，而乙烯構(gòu)成酶抑制劑Ni2+、Co2+可以促進(jìn)其體細(xì)胞胚發(fā)生。 *有研討闡明，只在胚細(xì)胞分化早期才與多胺生物合成關(guān)系較親密。4 糖類和金屬離子與體細(xì)胞胚發(fā)生 糖類 *糖類對(duì)誘導(dǎo)植物體細(xì)胞胚發(fā)生也是不可短少的重要成分。 *研討闡明，小麥的愈傷組織一旦分化為胚性細(xì)胞后就有淀粉粒的積累，在胚性細(xì)胞分化與發(fā)育的整個(gè)過(guò)程中，淀粉的兩次合成頂峰均在發(fā)育的重要轉(zhuǎn)機(jī)期，為體細(xì)胞胚的進(jìn)一步發(fā)育和分化提供必要物質(zhì)和能量根底。淀粉的積累與胚性細(xì)胞分化才干和體細(xì)胞胚發(fā)育時(shí)期的轉(zhuǎn)機(jī)親密有關(guān)。 *在茴香的胚性細(xì)胞中也富含淀粉粒，在體細(xì)胞

20、胚發(fā)育中同樣出現(xiàn)兩次峰值，同時(shí)以為淀粉出現(xiàn)的峰值與核酸和蛋白質(zhì)合成親密相關(guān)，因此，闡明淀粉為蛋白質(zhì)和核酸的合成奠定了物質(zhì)根底。 碳水化合物 濃度mM 胚胎發(fā)育時(shí)期 球形胚 心形胚 魚(yú)雷胚 葡萄糖 Glucose 55.49 2.4f 1.2h 1.2g 110.99 6.8f 2.6h 2.4f 166.48 10.2e 5.0f 4.2e 221.98 13.6c 7.2d 6.4d 果糖 Fructose 55.49 6.2f 2.8g 2.4f 110.99 12.4c 5.2f 4.6c 166.48 6.4f 5.0f 4.2e 221.98 2.4h 1.2h 1.2g 蔗糖 Su

21、crose 29.21 12.4c 6.8c 6.2d 58.43 20.2b 16.2b 14.6b 87.64 36.2a 20.4a 16.4a 116.86 12.6d 10.2c 8.4c 麥芽糖 Maltose 27.75 2.4h 1.2h n.d 55.51 5.4g 2.6g 1.2g 83.26 1.2i n.d n.d 111.02 n.d n.d n.d 表 在4.52M/L 2,4-D培育基上不同碳水化合物 對(duì)木豆愈傷組織懸浮培育體細(xì)胞胚發(fā)生的影響 金屬離子 *金屬離子對(duì)體細(xì)胞胚的發(fā)生也有影響。 *在小麥愈傷組織誘導(dǎo)體細(xì)胞胚發(fā)生中也發(fā)現(xiàn)Zn2+、Cu2+、Co2+、M

22、n2+等金屬離子具有重要的促進(jìn)作用，不僅可提高誘導(dǎo)頻率，而且還可以加速胚性愈傷組織的構(gòu)成，因此，在培育基中參與適宜濃度金屬離子可提高體細(xì)胞胚發(fā)生的頻率。 *有研討闡明，金屬離子能夠是經(jīng)過(guò)促進(jìn)多胺合成而提高體細(xì)胞胚發(fā)生頻率。 5 外植體與體細(xì)胞胚發(fā)生 不同基因型、外植體體細(xì)胞胚發(fā)生才干不同。如胡蘿卜子葉不同部位培育誘導(dǎo)的發(fā)育過(guò)程不同。只需表皮下細(xì)胞具有真正細(xì)胞全能性和有才干直接產(chǎn)生體細(xì)胞胚胚胎發(fā)生區(qū)，而不用經(jīng)過(guò)愈傷組織階段的誘導(dǎo)。 表皮下細(xì)胞 根發(fā)生區(qū)細(xì)胞 芽發(fā)生區(qū)細(xì)胞 胡蘿卜子葉不同部位外植體表示圖6 光與體細(xì)胞胚發(fā)生種類Jack光照強(qiáng)度50-60 E m2 s-1 種類 Fayette光照強(qiáng)

23、度50-60 E m2 s-1 種類Jack光照強(qiáng)度5-10 E m2 s-1 種類Fayette光照強(qiáng)度5-10 E m2 s-1 (圖 光對(duì)大豆不同種類子葉體細(xì)胞胚發(fā)生的影響 )第二節(jié)第二節(jié) 人工種子人工種子一、人工種子的概念人工種子：又稱合成種子或體細(xì)胞種子，是指將植物離體培育的胚狀體或芽包裹在含有營(yíng)養(yǎng)和維護(hù)功能的人工胚乳和人工種皮中的類似種子的顆粒。*人工種子可在一定條件下萌生生長(zhǎng)，構(gòu)成完好的植株。人工種子 依托植物細(xì)胞“全能性，美國(guó)首先發(fā)明“人工種子 人工種子agr.hokudai.ac.jp 不定胚構(gòu)成人工種子brs.nihon-u.ac.jp 人工種子大量消費(fèi) kankyo08.

24、en.a.u-tokyo.ac.jp 人工種子構(gòu)造表示圖二、人工種子研討歷史 *1978年Murashige提出人工種子概念 *1986年Redenbaugh等勝利地利用藻酸鈉包埋單個(gè)體細(xì)胞胚，消費(fèi)人工種子。 *胡蘿卜、棉花、玉米、甘藍(lán)、萵苣、苜蓿等人工種子制造獲得勝利。 *在我國(guó)人工種子的研討已列入重點(diǎn)攻關(guān)工程，并已獲得一些重要的研討成果。 五、人工種子與天然種子比較有其本身的特點(diǎn)： 1可對(duì)一些自然條件下不結(jié)實(shí)的或種子很昂貴的植物進(jìn)展繁衍。 2固定雜種優(yōu)勢(shì)，使Fl雜交種可多代利用，使優(yōu)良的單株能快速繁衍成無(wú)性系種類，從而大大縮短育種年限。 3節(jié)約糧食。 4在人工種子的包裹資料里參與各種生長(zhǎng)調(diào)

25、理物質(zhì)、菌 肥、農(nóng)藥等，可人為地影響控制造物生長(zhǎng)發(fā)育和抗性。 ( 5 )可以保管及快速繁衍脫病毒苗，抑制某些植物由于長(zhǎng)期營(yíng)養(yǎng)繁衍所積累的病毒病等。 ( 6 )與試管苗相比本錢低，運(yùn)輸方便(體積小)，可直接播種和機(jī)械化操作。 六、目前人工種子涉及的問(wèn)題 1、高質(zhì)量和數(shù)量體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)。 2、體細(xì)胞胚發(fā)生的同步控制。 3、人工種皮的制造與消費(fèi)。 4、人工胚乳的研制。 5、工藝流程。 6、貯藏。 *獲得體細(xì)胞胚是消費(fèi)人工種子的根底，其發(fā)生頻率的高低、胚的質(zhì)量和體細(xì)胞胚發(fā)生的同步控制是消費(fèi)人工種子的關(guān)鍵。*人工種子制備包括胚狀體的誘導(dǎo)與同步化、人工種子的包埋、人工胚乳的制造、人工種皮的制造、人工種子貯

26、藏等步驟內(nèi)容。 1、高質(zhì)量和高產(chǎn)量的體細(xì)胞胚誘導(dǎo)與同步化控制 體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)與同步化控制方法： 七 人工種子的研制體細(xì)胞胚誘導(dǎo)與同步化控制體細(xì)胞胚誘導(dǎo)與同步化控制 a 成熟的體細(xì)胞胚；b 用無(wú)菌吸管汲取與包埋劑混合的體細(xì)胞胚 c 帶體細(xì)胞胚的液滴滴入2CaCl2溶液后構(gòu)成的白色半透明的包埋丸； d 人工種皮包埋制成的人工種子 人工種子的制人工種子的制備備苜蓿體細(xì)胞胚的消費(fèi)與植株的獲得苜蓿體細(xì)胞胚的消費(fèi)與植株的獲得plant.uoguelph.ca/research/embryo/embryo.htm 2、人工種子包埋 獲得發(fā)育正常、形狀上較為一致的體細(xì)胞胚后，就要用適宜的資料進(jìn)展包埋。進(jìn)展包埋

27、時(shí)應(yīng)做到以下幾點(diǎn)： 1包埋資料必需對(duì)體細(xì)胞胚無(wú)損害和無(wú)毒性，并能維護(hù)胚和胚發(fā)芽的才干； 2同時(shí)在制造、貯藏、運(yùn)輸和種植過(guò)程中必需具有耐久性； 3膠囊必需含有營(yíng)養(yǎng)和植物激素以及植物生長(zhǎng)和發(fā)育所需的成分和水分，并要求制造的人工種子適宜于農(nóng)業(yè)機(jī)械化播種。 3 包埋方法： 經(jīng)研討以為藻酸鹽所構(gòu)成的膠囊是目前最好的凝膠包埋資料，所采用的主要方法是滴注和裝膜兩種。 1滴注法 制備人工種子是將選擇好的體細(xì)胞胚懸浮于含2%3%的藻酸鈉溶液中，然后用一個(gè)塑料吸管吸注含體細(xì)胞胚的藻酸鈉懸滴參與到0.1mol/LCaCl2溶液中，這時(shí)離子間發(fā)生交換而構(gòu)成膠囊，膠囊的直徑依賴于吸管的內(nèi)徑和吸注的速度，膠囊的大小，視體

28、細(xì)胞胚的大小和發(fā)芽才干而定，普通采用吸管口徑為34mm，可得直徑為45mm的膠囊。體細(xì)胞胚包在膠囊中的位置不宜處在中央，宜偏在一邊以利萌生。至于聚合時(shí)間長(zhǎng)短那么依賴于所用試劑濃度。普通藻酸鈉的濃度控制在23%，在CaCl2中停留實(shí)際不要超越10min，以免膠囊太硬而影響發(fā)芽。構(gòu)成膠囊后轉(zhuǎn)入無(wú)菌水中沖洗，最后在1/2MS培育基上作發(fā)芽和轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)或進(jìn)一步包裹人工種皮。 滴注法人工種子包埋過(guò)程表示圖2裝膜法 制備人工種子是把體細(xì)胞胚混合到一個(gè)溫度較高的膠液中，然后滴注到一個(gè)有小坑的微滴板上，隨著溫度降低變?yōu)槟z而構(gòu)成膠丸。 4、人工種皮的研制 美國(guó)杜邦公司消費(fèi)的Elvax4260是一種較好的“人工種

29、皮資料，是由乙烯、乙酸和丙烯酸三種物質(zhì)共聚的產(chǎn)物，用它作為人工種子最外層的包裹劑，即人工種皮獲得較好效果 。 2、用Elvax作為人工種皮的詳細(xì)操作程序?yàn)椋?1、將4g藻酸鈣膠囊置于20mL含0.1g葡萄糖和含0.2mL甘油的氫氧化鈉溶液中攪拌1min； 2、在50mL環(huán)乙烷中參與10%的Elvax4260; 3、在40條件下溶解5g硬脂酸，10g鯨醋醇和25g鯨醋取代物，另加295mL石油醚和155mL二氯甲烷； (4)、 將藻酸鈣膠囊放在上述的混合液中浸泡10s，取出后用熱風(fēng)吹干。如此反復(fù)45次，最后用石油醚沖洗干凈，經(jīng)尼龍布過(guò)慮后在空氣中風(fēng)干即可。體細(xì)胞胚與人工種子 1、人工種子轉(zhuǎn)換定義 *轉(zhuǎn)換Transformation指人工種子在一定條件下，萌生、生長(zhǎng)、構(gòu)成完好植株的過(guò)程。 2、轉(zhuǎn)換方法 *轉(zhuǎn)換的方法可分為無(wú)菌條件下的轉(zhuǎn)換和土壤條件下的轉(zhuǎn)換。 八、人工種子的轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)1