《植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)》課件2

1996年7月5日,世界上第一只體細(xì)胞克隆動(dòng)物-----克隆羊多利誕生于英國(guó).這樣的生物技術(shù)屬于何種生物工程？細(xì)胞工程

細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過(guò)細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，按照人們的意愿來(lái)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(mén)綜合科學(xué)技術(shù)。什么叫細(xì)胞工程細(xì)胞工程應(yīng)用的原理和方法研究的水平研究的目的細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品概念分類植物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞工程2.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)2.植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)是：植物細(xì)胞的全能性1.植物細(xì)胞工程常用的技術(shù)是

植物體細(xì)胞雜交植物組織培養(yǎng)2.1植物細(xì)胞工程細(xì)胞的全能性(1).概念:

已高度分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。

(2).原因：生物體細(xì)胞含有本物種所特有的全套遺傳信息。(3).全能性高低：

①受精卵＞胚胎干細(xì)胞＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞②植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞一、植物組織培養(yǎng)1、原理：細(xì)胞的全能性2、植物組織培養(yǎng)的條件內(nèi)因：離體細(xì)胞、組織或器官外因：1）適宜的外界環(huán)境條件，例如無(wú)菌、適宜的溫度、濕度、光照等

2）培養(yǎng)基（一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，激素）

無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分：無(wú)機(jī)鹽離子有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分：①含N物質(zhì)：包括維生素和氨基酸②碳源：2%—5%的蔗糖溶液，調(diào)節(jié)滲透壓③瓊脂：起支持作用④激素：生長(zhǎng)素，細(xì)胞分裂素

PH值：5.0－6.0離體的植物組織、器官、細(xì)胞脫分化適宜的養(yǎng)料、激素、（溫度、避光、無(wú)菌）愈傷組織再分化適宜的養(yǎng)料、激素、（溫度、光照、無(wú)菌）胚狀體或叢芽植物體3.植物組織培養(yǎng)的大致過(guò)程：細(xì)胞分裂素=生長(zhǎng)素：促進(jìn)愈傷組織形成和生長(zhǎng)細(xì)胞分裂素＞生長(zhǎng)素：誘導(dǎo)芽的形成細(xì)胞分裂素＜生長(zhǎng)素的：誘導(dǎo)根的形成關(guān)鍵因素：植物激素的比例（細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素）外植體愈傷組織外植體：用于離體培養(yǎng)的植物器官、組織或細(xì)胞。愈傷組織：排列疏松無(wú)規(guī)則、高度液泡化、無(wú)定形態(tài)的薄壁細(xì)胞組織。

(具有分生能力)脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程。（避光）再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織重新分化成根或芽等器官，進(jìn)而發(fā)育成一棵完整的植株的過(guò)程。（需光）切取形成層無(wú)菌接種誘導(dǎo)愈傷組織的形成試管苗的形成培養(yǎng)室移栽脫分化再分化植物組織培養(yǎng)（試管苗的形成）試管苗大規(guī)模培養(yǎng)1.植物組織培養(yǎng)屬于哪種生殖方式？2.植物組織培養(yǎng)得到的植物體細(xì)胞中染色體數(shù)目？3.植物組織培養(yǎng)得到的植物，遺傳物質(zhì)來(lái)自幾個(gè)親本？想一想：無(wú)性繁殖和親本染色體數(shù)目相同一1.在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，為什么要強(qiáng)調(diào)所用器械的滅菌和實(shí)驗(yàn)人員的無(wú)菌操作？

防止雜菌污染，因?yàn)殡s菌生長(zhǎng)快，會(huì)和培養(yǎng)物爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)。雜菌生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡。討論2.在本實(shí)驗(yàn)中，切取胡蘿卜塊根時(shí)強(qiáng)調(diào)要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。請(qǐng)思考一下，胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花），是否也能培養(yǎng)成小植株，你能用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行驗(yàn)證嗎？胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導(dǎo)愈傷組織比較困難。3.為什么誘導(dǎo)愈傷組織的過(guò)程中應(yīng)避光培養(yǎng)？在有光時(shí)，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。植物組織培養(yǎng)的概念

植物組織培養(yǎng)就是在無(wú)菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。植物體細(xì)胞雜交應(yīng)用研究

1、概念

將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。2、優(yōu)勢(shì)和未解決的問(wèn)題

優(yōu)勢(shì)：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圍。未解決的問(wèn)題：未能讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良。植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交過(guò)程植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B去掉細(xì)胞壁去掉細(xì)胞壁原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體融合雜合的原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁雜種細(xì)胞脫分化再分化愈傷組織雜種植株植物細(xì)胞融合植物組織培養(yǎng)思考題細(xì)胞壁如何去除？原生質(zhì)層如何融合？融合的基礎(chǔ)是什么？雜交完成的標(biāo)志是什么？最后通過(guò)什么手段得到新個(gè)體？去壁的常用方法：酶解法（纖維素酶、果膠酶等）

原生質(zhì)體融合方法：物理法：離心、振動(dòng)、電刺激等化學(xué)法：聚乙二醇（PEG）細(xì)胞融合的基礎(chǔ)：細(xì)胞膜的流動(dòng)性雜交完成的標(biāo)志再生出細(xì)胞壁通過(guò)什么手段得到新個(gè)體

：植物組織培養(yǎng)去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質(zhì)體植物細(xì)胞原生質(zhì)體融合離心、振動(dòng)、電刺激、聚乙二醇再生細(xì)胞壁雜種細(xì)胞脫分化愈傷組織雜種植株激素篩選等量激素再分化植物體細(xì)胞雜交過(guò)程示意圖問(wèn)題為什么“番茄—馬鈴薯”超級(jí)雜種植株沒(méi)有如科學(xué)家所想像的那樣，地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯？主要原因是：生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以馬鈴薯—番茄雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)，雜交植株不能地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的了。白菜甘藍(lán)白菜－甘藍(lán)白菜細(xì)胞(AA)白菜細(xì)胞(BB)白菜原生質(zhì)體(AA)白菜原生質(zhì)體(BB)原生質(zhì)體融合白菜－甘藍(lán)植株(AABB)去細(xì)胞壁去細(xì)胞壁白菜－甘藍(lán)原生質(zhì)體(AABB)白菜－甘藍(lán)雜種細(xì)胞(AABB)再生出細(xì)胞壁秋水仙素處理幼苗×BBAA白菜甘藍(lán)AB白菜－甘藍(lán)AABB1、有關(guān)全能性的表述中，不正確的是（）Ａ．受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體，因此全能性最高Ｂ．生物體內(nèi)細(xì)胞由于分化全能性不能表達(dá)Ｃ．卵細(xì)胞和受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能性很高Ｄ．植物細(xì)胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性C趁熱打鐵：2.下列植物細(xì)胞全能性最高的是（）

A.形成層細(xì)胞B.韌皮部細(xì)胞C.木質(zhì)部細(xì)胞D.葉肉細(xì)胞

3．下列細(xì)胞全能性最高的是（）

A．植物的卵細(xì)胞

B．植物的精子細(xì)胞

C．被子植物的受精卵

D．被子植物的的葉肉細(xì)胞AC反饋練習(xí)1.下列屬于組織培養(yǎng)的是：（）A.花粉培養(yǎng)成單倍體植株B.芽發(fā)育成枝條C.根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)D.未受精的卵發(fā)育成植株A2.在離體的植