2.1 植物细胞工程 细胞工程 应用的原理和方法 细胞生物学和分子生物学 细胞整体水平或细胞器水平 按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品 概念 分类 植物细胞工程 研究的目的 研究的水平 动物细胞工程 2.1植物细胞工程 2.1.1植物细胞工程的基本技术 2.1.2植物细胞工程的实际应用 植物组织培养技术 植物体细胞杂交技术 植物繁殖的新途径 作物新品种的培育 珙桐 水杉 银杉 鹅掌楸 伍德苏铁学名为“Encephalartos woodii”。这是世界上最稀有的植物之一，已被列入野外灭绝物种。全球发现的唯一一株野生伍德苏铁位于南非诺耶森林边缘的一个斜坡上。目前，伍德苏铁实际上已经相当于完全灭绝，因为它是一种雌雄异株植物，而植物园中所有现存的伍德苏铁都是雄性的。 面对濒危植物，我们能做些什么？ 植物组织培养 生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的 ，都有发育成为完整个体所必需的 。 2.原因： 具有某种生物 的任何一个细胞，都具有发育成 的潜能。 完整个体 1.定义： 细胞的全能性（理论依据） 全套遗传物质 全套遗传信息 3.全能性的程度： （1）受精卵的全能性最高 （3）分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞 全部基因 这是因为在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞表达的基因是不相同的，合成的蛋白质也不一样，从而形成了不同的组织和器官。 植物细胞什么条件下才能表现出全能性呢？ 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、激素和其它外界条件的作用下（例如无菌、适宜的温度、湿度、光照等），就可能表现出全能性，发育成完整的植株。 1958年美国科学家斯图尔德利用胡萝卜韧皮部的细胞进行细胞培养 植物组织培养技术 胡萝卜横切面示意图 皮层 韧皮部 形成层 木质部 取样地点 为什么选择形成层细胞？选择其他细胞可以吗？ （2）植物组织培养的培养基： 水、无机盐离子 有机小分子营养成分： ① 氮源：包括维生素和氨基酸 ② 碳源：2%—5%的蔗糖溶液 ③ 琼脂：起支持作用 ④ 激素：生长素、细胞分裂素、赤霉素 ⑤ pH值：5.0－6.0 胡萝卜的组织培养实验 （1）实验原理、目的、材料 调节渗透压 提供碳源 目的 接种 试管苗的形成 愈伤组织的形成 移栽大田，培养成正常植株 胡萝卜的组织培养 取材 消毒 一、植物组织培养技术 避光培养 诱导培养基 生长素>细胞分裂素 曝光培养（叶绿素的合成需光照） 分化培养基 细胞分裂素>生长素 胚 状 体 丛芽 大蒜根尖培养及植株再生 小结： 植物组织培养的过程 外植体 脱分化 再分化 （离体的,已分化组织或细胞） （未分化） （分化） 幼芽或幼根？ 条件？ 优点？ 特点？ 繁殖速度快 不受季节限制 工厂化生产 幼苗无毒 保持优良性状 ①适宜温度、无光、 pH和无菌环境。 ②无机物、有机物和植物激素（生长素，细胞分裂素等） 无定形状态 薄壁细胞 高度液泡化 排列疏松、无规则 无叶绿体,不进行光合作用 分化程度低去分化较易 条件:需光 植物组织培养所得的植株是新品种吗？ 二、植物体细胞杂交技术 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。 目的：期望获得具有两种植物的优良性状的新品种。 原理：染色体数目变异 优点：实现了种间的基因交流，克服了远缘杂交不亲和的障碍。 缺点：基因表达情况无法满足人类的预期，有较高的不确定性。 你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？ 植物体细胞杂交技术流程 一、制备原生质体 物理法是利用离心、振动、电刺激等促使原生质体融合； 二、原生质体融合 化学法是用聚乙二醇(PEG)等试剂作诱导剂诱导融合。 原生质体融合结果分析 + 融合失败 融合成功 ?? ... ...
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