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第 1 节 植物细胞工程
二植物细胞工程的应用
第二章细胞工程
知识回顾:植物细胞工程的基本技术
植物组织培养技术:
接种外植体 移栽成活
诱导愈伤组织 诱导生芽 诱导生根
植物体细胞杂交技术:
再生出细胞壁
愈伤组织 杂种植株
培育成新植物体
移栽后的植株
A 原生质体
正在融合的原生质体
B原生质体
植物细胞融合 植物组织培养
A细胞
B细胞
植物细胞工程的应用
01 植物繁殖的新途径
02 作物新品种的培育
03 细胞产物的工厂化生产
植物繁殖的新途径 1.快速繁殖
阅读教材P39, 思考以下问题:
1、快速繁殖技术的定义
2、快速繁殖技术的特点
3、快速繁殖技术用于产业化生产的实例有哪些
(2)优点:
①高效、快速地实现种苗的大量繁殖
②可以 保持优良品种的遗传特性( 无性繁殖)
(1)概念:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,也叫 作微型繁殖技术。
植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
根、芽一试管苗
愈 伤再分化 组织
外植体脱分化
(3)应用实例:快速繁殖优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和
濒危植物等。
甘蔗、桉树和铁皮石斛等试管苗的生产,已形成一定规模。
植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
铁皮石斛的工厂化生产
阅读教材P40“作物脱毒”,思考以下问题:
1、作物进行脱毒的原因
2、脱毒苗的选材部位 原因
3、培育脱毒作物的流程
4、脱毒作物的优点
5、作物脱毒的实例
植物繁殖的新途径
2、作物脱毒
(2)脱毒苗选材部位
顶端分生区( 如茎尖、芽尖、根尖): 病毒极少,甚至无病毒
植物组织培养
脱 毒 苗 注 :脱毒苗不等于抗毒苗
植物繁殖的新途径 2、作物脱毒
(1)脱毒原因
病毒在作物体作物产量降低 内积累 → 品质变差
马铃薯
草莓
香蕉
感染的病毒很容 易传给后代
无性繁殖
(切 )- 脱分化 再分化 根、芽→ 幼苗移— 栽成活 完整植株
( 4 ) 实 例 :
在马铃薯、草莓、大蒜、
甘蔗、菠萝和香蕉等许
多作物上获得成功。
图2-12 脱毒马铃薯
(左和普通马铃薯(右)
( 5 ) 优 点 :明显提高农作物的产量和品质
组织
愈伤
取茎尖组织
无病毒组织
(3)脱毒苗培育过程:与快速繁殖相比较,二者无本质区别,只是取材部位不同
植物繁殖的新途径
2、作物脱毒
一
①树木需生长数年才能结出种子
②受季节、气候和地域的限制
③优良性状无法保持
常规种子植物生产的不足:
如何克服不足
> 拓展:人工种子
植物繁殖的新途径
一 植物繁殖的新途径
拓展:人工种子
概念:通过植物组织培养的方法获 得的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽 等材料外面包被着人工种皮,在 适 宜的条件下可以发芽成幼苗的种子。
过程:
人工种皮
胚状体(不定芽等)
人工胚乳
(提供营养)
愈 伤 再分化 组织
制成人 工种子
完整植
物体
包裹人 工种皮
胚 状体
外 植 体
脱分化
种下去
二 作物新品种的培育 1、单倍体育种
(1)方法:花药(或花粉)的离体培养获得单倍体植株,然后通过诱导染色 体加倍,选育出遗传性状相对稳定的纯合植株。
(2)原理:染色体(数目)变异、植物细胞的全能性。
花粉离体 培养
诱导
选择所需类型
染色体加倍
秋水仙素
可育纯合子
单倍体植株
有性杂交、
(3)过程:
选择亲本
F 代
二 作物新品种的培育 1、单倍体育种
(4)优点:
① 极大地缩短了育种的年限,节约了大量的人力和物力。
杂交育种培育一个可以稳定遗传的作物优良品种,一般不断自交选育 , 常需5~6年。而单倍体育种当年就能培育出所需纯合体。
②可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。 大多数单倍体植株的细胞中只含一套染色体,染色体加倍后得
到的植株的隐性性状容易显现。
二 作物新品种的培育 2、突变体的利用
(1)原理:在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此容易 受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。
(2)过程:
诱变处理
外植体 脱分化 愈伤组织 诱导分化 多种突变体 筛选培育 新品种
抗病、
抗盐、
含高蛋白、
高产
初生代谢:是生物生长和生存所必需的代谢活动, 一直
进行着。如糖类、脂质、蛋白质、核酸等
次生代谢 植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本
的生命活动所必需的产物——次生代谢物。
一类小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等)
①植物细胞的次生代谢物含量很低。
②有些产物不能或难以通过化学合成途径得到。
反应器
1.细胞产物的工厂化生产的概念:
利 用植物细胞培养来获得且标产物,这个过程就是细胞产物的工厂化生产。
植物细胞培养:离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
细胞产物的工厂化生产
三
植物 代谢
4.特点:不占用耕地,几乎不受季节、天气等的限制,因此对于社会、 经济、环境保护具有重要意义。
植物细胞培养
脱分化 愈伤组织培养、提取 细胞产物
2.实例:紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的植物细胞工程产品。
细胞产物的工厂化生产
3.过程:
外植体
三
课后习题
p42 练习与应用
完成师说小册子检测案6