植物細(xì)胞工程42926053

1、細(xì)胞工程細(xì)胞工程 指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平方法，通過某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平上，按照人們的意愿來改變細(xì)胞或細(xì)胞器水平上，按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。技術(shù)。 細(xì)細(xì)胞胞工工程程應(yīng)用的原理和方法應(yīng)用的原理和方法研究的水平研究的水平研究的目的研究的目的細(xì)胞生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)分子生物學(xué)細(xì)胞整體水平細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平或細(xì)胞器水平按照人們的意愿來按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)

2、胞產(chǎn)物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品品概念概念分類分類植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)細(xì)胞的細(xì)胞的全能性全能性主主要要技技術(shù)術(shù)植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞融合動物細(xì)胞融合單克隆抗體技術(shù)單克隆抗體技術(shù)胚胎移植胚胎移植核移植核移植植物植物細(xì)胞細(xì)胞工程工程技術(shù)技術(shù)動物動物細(xì)胞細(xì)胞工程工程技術(shù)技術(shù)異種異種植物植物細(xì)胞細(xì)胞雜種細(xì)胞雜種細(xì)胞轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因植物植物異種異種動物動物細(xì)胞細(xì)胞動物細(xì)動物細(xì)胞群胞群重組細(xì)胞重組細(xì)胞體細(xì)體細(xì)胞細(xì)胞細(xì)胞核胞核早期胚胎早期胚胎受精卵受精卵去核去核卵細(xì)卵細(xì)胞胞克隆動物克隆動物試管嬰兒試管嬰兒動物細(xì)動物細(xì)

3、胞融合胞融合植物體細(xì)植物體細(xì)胞雜交胞雜交植物組植物組織培養(yǎng)織培養(yǎng)動物細(xì)動物細(xì)胞培養(yǎng)胞培養(yǎng)核移植核移植胚胎移植胚胎移植體外體外受精受精所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ) 植物細(xì)胞工程通常采用的技 術(shù) 手 段 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng) 植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交植物細(xì)胞的全能性植物細(xì)胞的全能性（一）（一） 細(xì)胞的全能性細(xì)胞的全能性1、定義、定義： 生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個(gè)生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體的潛能的特性。體的潛能的特性。 2、原理：、原理： 生物體的每一個(gè)細(xì)胞都包含有該物種所特生物體的每一個(gè)細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個(gè)有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完

4、整個(gè)體所必需的全部基因，從理論上講，生物體所必需的全部基因，從理論上講，生物體的每一個(gè)體的每一個(gè)活細(xì)胞活細(xì)胞都應(yīng)該具有全能性。都應(yīng)該具有全能性。 3、差異：、差異： （1 1） 受精卵的全能性受精卵的全能性最高最高 （2 2） 受精卵分化后的細(xì)胞中，體細(xì)胞受精卵分化后的細(xì)胞中，體細(xì)胞的全能性比生殖細(xì)胞的的全能性比生殖細(xì)胞的低。低。 植物細(xì)胞的全能性植物細(xì)胞的全能性受精卵受精卵生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞體細(xì)胞體細(xì)胞4、大小、大小例一：非洲爪蟾實(shí)驗(yàn)例一：非洲爪蟾實(shí)驗(yàn)突變型蝌蚪腸上皮細(xì)胞突變型蝌蚪腸上皮細(xì)胞 野生型未受精卵細(xì)胞野生型未受精卵細(xì)胞 紫外線破壞細(xì)胞核紫外線破壞細(xì)胞核 取出細(xì)胞核取出細(xì)胞核 無核的未

5、受精卵無核的未受精卵 （含有一個(gè)核仁（含有一個(gè)核仁） “重組細(xì)胞重組細(xì)胞” 囊胚囊胚 囊胚囊胚 蝌蚪蝌蚪 成蛙（細(xì)胞核含一個(gè)核仁）成蛙（細(xì)胞核含一個(gè)核仁） 移入移入發(fā)育發(fā)育發(fā)育發(fā)育發(fā)育發(fā)育已經(jīng)分化的動物細(xì)胞可以發(fā)育成為一個(gè)動物體已經(jīng)分化的動物細(xì)胞可以發(fā)育成為一個(gè)動物體5.細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件 離體狀態(tài)離體狀態(tài) 有一定營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件有一定營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件蜜蜂（蜜蜂（2N=32） 減數(shù)分裂減數(shù)分裂卵細(xì)胞卵細(xì)胞(N=16) 發(fā)育發(fā)育雄蜂雄蜂(N=16)卵細(xì)胞可以直接發(fā)育成為一個(gè)新個(gè)體卵細(xì)胞可以直接發(fā)育成為一個(gè)新個(gè)體例二：例二： 思考討論：為什么體內(nèi)細(xì)

6、胞沒有表現(xiàn)出思考討論：為什么體內(nèi)細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織、器官？全能性，而是分化成為不同的組織、器官？ 基因在特定空間和時(shí)間條件下基因在特定空間和時(shí)間條件下選擇性表達(dá)選擇性表達(dá)的結(jié)果。在個(gè)體發(fā)育的不同時(shí)期，生物體不同的結(jié)果。在個(gè)體發(fā)育的不同時(shí)期，生物體不同部位的細(xì)胞表達(dá)的基因是不同的，合成的蛋白部位的細(xì)胞表達(dá)的基因是不同的，合成的蛋白質(zhì)也不一樣，從而形成了不同的組織和器官。質(zhì)也不一樣，從而形成了不同的組織和器官。植物組織培養(yǎng)關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：外植體、脫分化、再分化、愈傷組織外植體、脫分化、再分化、愈傷組織細(xì)胞離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、細(xì)胞離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件激

7、素和其他外界條件必要條件：必要條件：植物組織培養(yǎng) 外植體：從活植物體上切下進(jìn)行培養(yǎng)的那部分外植體：從活植物體上切下進(jìn)行培養(yǎng)的那部分組織或器官組織或器官 1 1）外植體滅菌消毒（根尖、莖、芽、嫩葉、）外植體滅菌消毒（根尖、莖、芽、嫩葉、種子、花粉等）種子、花粉等） 2 2）用消毒過的器械將外植體置于培養(yǎng)皿上）用消毒過的器械將外植體置于培養(yǎng)皿上 3 3）切取所需的外植體）切取所需的外植體 4 4）將外植體接種于培養(yǎng)容器的培養(yǎng)基上）將外植體接種于培養(yǎng)容器的培養(yǎng)基上 整個(gè)試驗(yàn)在超凈工作臺上進(jìn)行，保持無菌！整個(gè)試驗(yàn)在超凈工作臺上進(jìn)行，保持無菌！ 外植體經(jīng)過一段時(shí)間在培養(yǎng)基上生長后，會形外植體經(jīng)過一段時(shí)間

8、在培養(yǎng)基上生長后，會形成愈傷組織成愈傷組織植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基 定義：含有一定營養(yǎng)成分，供組織培養(yǎng)植物生長的定義：含有一定營養(yǎng)成分，供組織培養(yǎng)植物生長的基質(zhì)基質(zhì) 無機(jī)營養(yǎng)成分：無機(jī)營養(yǎng)成分：C C，H H，O O大量元素及部分微量元素大量元素及部分微量元素 有機(jī)營養(yǎng)成分有機(jī)營養(yǎng)成分 含含N N物質(zhì)：包括維生素和氨基酸物質(zhì)：包括維生素和氨基酸 碳源：碳源：2%2%5%5%的蔗糖的蔗糖 瓊脂：起支持作用瓊脂：起支持作用 生長激素：生長素，細(xì)胞分裂素和赤霉素生長激素：生長素，細(xì)胞分裂素和赤霉素 PHPH值：值：5.05.06.06.0試管苗大規(guī)模培養(yǎng)過程過程離體的植物器官、組織或

9、細(xì)胞離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織愈傷組織根、芽根、芽植物體植物體外植體外植體脫分化脫分化植物激素：植物激素：細(xì)胞分裂素、生長素細(xì)胞分裂素、生長素再分化再分化植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)條件植物組織培養(yǎng)條件： 含有全部營養(yǎng)成分的含有全部營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、一定的溫度、空培養(yǎng)基、一定的溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合的氣、無菌環(huán)境、適合的PHPH、適時(shí)光照等。適時(shí)光照等。（三）（三） 植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交1 1、定義：、定義： 用兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞融合成用兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞，且把雜種細(xì)胞培育成一個(gè)雜種細(xì)胞，且把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的方法。新的植物體的方法。 2

10、2、優(yōu)勢：、優(yōu)勢：（與有性雜交與有性雜交方法比較）方法比較） 打破了不同種生物間的生殖隔離限制，打破了不同種生物間的生殖隔離限制，大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍。圍。植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交去壁去壁去壁去壁纖維素酶纖維素酶果膠酶果膠酶原原生生質(zhì)質(zhì)體體植物細(xì)胞植物細(xì)胞原生質(zhì)體融合原生質(zhì)體融合離心、離心、振動、振動、電刺激、電刺激、聚乙二聚乙二醇醇再生細(xì)胞壁再生細(xì)胞壁雜種細(xì)胞雜種細(xì)胞脫脫分分化化愈傷組織愈傷組織雜種植株雜種植株激素激素篩選篩選等量等量激素激素再分再分化化植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交植物植物A A細(xì)胞細(xì)胞植物植物B B細(xì)胞細(xì)胞去壁去壁原生質(zhì)體原

11、生質(zhì)體A A原生質(zhì)體原生質(zhì)體B B原生質(zhì)體融合原生質(zhì)體融合融合體融合體再生壁再生壁雜種細(xì)胞雜種細(xì)胞細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂愈傷組織愈傷組織雜種植株雜種植株去壁的常用方法：去壁的常用方法：酶解法（纖維素酶、果膠酶等）酶解法（纖維素酶、果膠酶等） 原生質(zhì)體融合方法原生質(zhì)體融合方法：物理法：離心、振動、電刺激等物理法：離心、振動、電刺激等 化學(xué)法：聚乙二醇（化學(xué)法：聚乙二醇（PEGPEG） 植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交制備原生質(zhì)體制備原生質(zhì)體：酶解法去掉細(xì)胞壁 誘導(dǎo)融會 新的原生質(zhì)體新的原生質(zhì)體 生出細(xì)胞壁 雜種細(xì)胞雜種細(xì)胞 組織培養(yǎng) 雜種植株雜種植株意義：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙、培育新品種意義：克服遠(yuǎn)緣

12、雜交不親和的障礙、培育新品種幾個(gè)概念：幾個(gè)概念： 愈傷組織：離體的植物器官、組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)一段時(shí)間以后，通過細(xì)胞分裂，形成一種高度液泡化、無定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞組成的排列疏松無規(guī)則的組織。 植物細(xì)胞的脫分化脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，又稱去分化。 植物細(xì)胞的再分化再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等器官的過程。1.微型繁殖 (1)微型繁殖技術(shù):快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù). (2)特點(diǎn): 保持優(yōu)良品種的遺傳特性; 高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖.2.作物脫毒 (1)材料:無病毒的莖尖 (2)脫毒苗:切取莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得3.神奇的人工種子 (1)特點(diǎn): 后代無形狀分