植物细胞工程专题.ppt

个体所必需的全部基因。,细胞的全能性,当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。,在生物的个体发育中，由于基因在特定时间和空间下选择性地表达而形成不同器官，因此，要实现细胞的全能性，首先必须使生物体的细胞处于离体状态。,受精卵的全能性最高；,其次是生殖细胞（尤其是卵细胞）；,体细胞的全能性比生殖细胞低得多。,植物组织培养的概念,植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。,植物组织培养的过程,离体的植物器官、组织或细胞,脱分化（又叫去分化）,愈伤组织,（排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞）,再分化,根或芽等器官,植物体,植物组织培养的条件：,适宜的养料和激素，适宜的温度和无菌条件,相关问题,1、在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？,2、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株吗？,3、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？,植物体细胞杂交的概念,将不同种植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。（不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的相关问题,（1）要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起，遇到的第一个障碍是什么？,（2）有没有一种温和的去细胞壁的方法？,（3）为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？,（4）如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，下一步该对此细胞做何种处理？,（5）如何将杂种细胞培育成杂种植株？,植物体细胞杂交过程,植物细胞A,植物细胞B,去掉细胞壁,去掉细胞壁,原生质体A,原生质体B,原生质体融合,杂合的原生质体,再生出细胞壁,杂种细胞,细胞分裂,分化发育,愈伤组织,杂种植株,植物体细胞杂交过程,原生质体制备（酶解法去细胞壁）,原生质体融合（人工诱导）,杂种细胞的筛选和培养形成愈伤组织）,杂种植株的再生与鉴定,物理法：,离心、振动、电刺激等,化学法：,聚乙二醇等试剂,纤维素酶、果胶酶等,问题,为什么“番茄马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？,主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。,问题,自然界中有一种含有叶绿体的原生动物眼虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请探讨：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出具体实验方案。,异想天开,植物细胞工程的实际应用,繁殖植物的新途径,微型育种,作物脱毒,人工种子,育种新方法,单倍体育种,诱导突变体,细胞产物的工厂化生产,概念：,应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技术）,原理：,植物细胞的全能性,优点：,繁殖率高，可大批量生产,取材少,培养周期短,保持优良性状,微型繁殖,作物脱毒,病毒在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低，品质变差,分生区附近（茎尖、根尖）的病毒极少，甚至没有,采用茎尖进行组织培养,人工种子,结构：,人工薄膜,+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）,优点：,不受气候、季节、地域的限制,保留优良性状,时间短，占地少,技术：,组织培养,原理：,细胞全能性,养分、无机盐、有机碳源、农药、抗生素、有益菌,生长调节剂,单倍体育种,方法：,花药离体培养,技术：,组织培养获得单倍体,秋水素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍,优点：,明显缩短了育种年限,后代稳定遗传,突变体的利用,利用组织培养时，分裂状态的细胞易受培养条件和外界压力（如射线，化学物质等）的影响而产生突变的原理，诱导并筛选出对人类有用的突变体。,细胞产物的工厂化生产,红豆杉与紫杉醇,人参皂甘的生产,植物细胞工程的实际应用,繁殖植物的新途径,微型育种,作物脱毒,人工种子,育种新方法,单倍体育种,诱导突变体,细胞产物的工厂化生产,