植物細(xì)胞工程應(yīng)用課件

1、2.1.2植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用12.1.2植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)包括植物組織培養(yǎng)技術(shù)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。原理？過程？2植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)包括植物組織培養(yǎng)技術(shù)和植物體細(xì)胞雜交離體的植物器官、組織或細(xì)胞 愈傷組織胚狀體或叢芽避光、誘導(dǎo)培養(yǎng)基完整植株見光、分化培養(yǎng)基再分化脫分化3離體的植物器官、組織或細(xì)胞 愈傷組織胚狀體或叢芽避光、誘導(dǎo)培44親本植物細(xì)胞B原生質(zhì)體親本植物細(xì)胞A原生質(zhì)體去壁新的原生質(zhì)體融合再生細(xì)胞壁雜種細(xì)胞組織培養(yǎng)雜種植株5親本植物細(xì)胞B原生質(zhì)體親本植物細(xì)胞A原生質(zhì)體去壁新的原生（一）植物繁殖新途徑：屬于無性繁殖微型繁殖概念:是快速高效實(shí)現(xiàn)種苗繁植培育

2、優(yōu)良植物品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)6（一）植物繁殖新途徑：屬于無性繁殖微型繁殖概念:是快速高效實(shí)77討論：該技術(shù)與傳統(tǒng)繁殖技術(shù)相比，有何特點(diǎn)？愈傷組織可以傳代培養(yǎng)，獲得大量愈傷組織，所以繁殖快速；（繁殖速度快）全過程中細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂和受精作用，可以保持親本優(yōu)良特性；（高保真-無性繁殖）在室內(nèi)生產(chǎn)，不受自然環(huán)境條件限制。8討論：該技術(shù)與傳統(tǒng)繁殖技術(shù)相比，有何特點(diǎn)？愈傷組織可以傳微型繁殖的應(yīng)用：蘭花楊樹生菜無籽西瓜9微型繁殖蘭花楊樹生菜無籽西瓜9工業(yè)化生產(chǎn)作物栽培荷蘭花卉10工業(yè)化生產(chǎn)作物栽培荷蘭花卉101111 生姜是藥食兩用的經(jīng)濟(jì)作物，具有栽培容易、產(chǎn)量高、價(jià)格高等特點(diǎn)，近年在各

3、地發(fā)展很快。但是生姜在生產(chǎn)上長期采用無性繁殖，容易感染多種病毒病，使生姜品質(zhì)變差，葉子皺縮，生長緩慢，一般減產(chǎn)30%50%。12 生姜是藥食兩用的經(jīng)濟(jì)作物，具有栽培容易、產(chǎn)量高、價(jià)格高等 病毒容易沿植物體的維管組織傳播，而分生組織區(qū)中缺乏維管系統(tǒng)，因此不含病毒。用做組織培養(yǎng)的植物材料可以是植物體任何類型的組織細(xì)胞。怎樣利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)解決？ 13 病毒容易沿植物體的維管組織傳播，而分生組織區(qū)中1414一 植物繁殖的新途徑 （二）作物脫毒1.作物脫毒的原因:2.作物脫毒的材料:3.作物脫毒的方法:4.作物脫毒的結(jié)果:長期阿進(jìn)行無性繁殖的作物，易積累感染的病毒，導(dǎo)致產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差分生區(qū)（如

4、莖尖）的細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得脫毒苗作物脫毒15一 植物繁殖的新途徑 （二）作物脫毒長期阿進(jìn)行無性繁殖的作物脫毒草莓16脫毒草莓16脫毒產(chǎn)品甘蔗香蕉馬鈴薯菠蘿17脫毒產(chǎn)品甘蔗香蕉馬鈴薯菠蘿17（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 1.天然種子的局限 1）培育周期長 2）優(yōu)良雜種的后代會(huì)發(fā)生性狀分離而喪失其優(yōu)良特性 3）生產(chǎn)會(huì)受到季節(jié)、氣候和地域的限制，并且需要占用大量的土地實(shí)現(xiàn)制種18（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 1.天然種子的局限種 子 的 結(jié) 構(gòu)自然種子胚種皮胚乳19種 子 的 結(jié) 構(gòu)自然種子胚種皮胚乳19（三）神奇的人工種子2.人工種子 胚狀體20（三）神奇的人工種子2.人

5、工種子 胚狀體20（三）神奇的人工種子討論P(yáng)40培植周期短 后代無性狀分離不受氣候,季節(jié)和地域限制可以很方便地貯藏和運(yùn)輸 加入適量的養(yǎng)分、無機(jī)鹽、有機(jī)碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌、植物生長調(diào)節(jié)劑等1）優(yōu)點(diǎn)：2）人工種皮的有效成分21（三）神奇的人工種子討論P(yáng)40培植周期短1）優(yōu)點(diǎn)：2）人工2222人工種子應(yīng)用花椰菜桉樹水稻芹菜23人工種子應(yīng)用花椰菜桉樹水稻芹菜23二.作物的新品種培育復(fù)習(xí):1傳統(tǒng)方法(雜 交) 雜交育種依據(jù)的原理是: 基因的自由組合定律，優(yōu)良的基因自由組合。24二.作物的新品種培育復(fù)習(xí):242525結(jié)果:通過基因重組，把兩親本的優(yōu)良性狀組合在同一后代中 缺點(diǎn):要不斷進(jìn)行(多年)

6、純化和選擇，才得到一種符合理想要求的新品種 26結(jié)果:26（一）單倍體育種二 作物新品種的培育 體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體1.單倍體定義：2.單倍體形成：3.單倍體植株的特點(diǎn)：由配子不經(jīng)過受精作用而直接發(fā)育成的個(gè)體。例：蜜蜂中的雄蜂長得弱小，而且高度不育27（一）單倍體育種二 作物新品種的培育 體細(xì)胞中含有本物種配子1、單倍體育種選擇親本有性雜交F1代花粉離體培養(yǎng)單倍體植 株誘 變?nèi)旧w加倍可 育純合子選擇所需類型 過程 優(yōu)點(diǎn)后代都是純合子，能穩(wěn)定遺傳明顯縮短育種年限，加速育種進(jìn)程281、單倍體育種選擇有性F1代花粉離單倍體誘 變可 2929應(yīng)用：柏樹小麥煙草水稻30應(yīng)用：柏樹小麥

7、煙草水稻30（二）突變體的利用二 作物新品種的培育 植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變1.產(chǎn)生：篩選對人們有利突變體,進(jìn)而培育新品種2.利用：3.成就：20世紀(jì)70年代以來，各國的科學(xué)家用這種方法已經(jīng)篩選到抗病、抗鹽、含高蛋白，以及高產(chǎn)的突變體，有的已用于生產(chǎn)。31（二）突變體的利用二 作物新品種的培育 植物組織培養(yǎng)過程中，突變體的利用組織培養(yǎng)過程受外界影響突變篩選有利突變體培育新品種抗病、抗鹽、含高蛋白、高產(chǎn)。白三葉草32突變體的利用組織培養(yǎng)過程受外界影響突變篩選有利突變體培育新品三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.種類： 蛋白質(zhì)，脂肪，

8、糖類，藥物，香料，生物堿等。2.技術(shù)： 植物的組織培養(yǎng)33三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.種類：3334343535工廠化生產(chǎn)人參皂甙的基本過程是什么？ 第一步，選擇人參根作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織，經(jīng)過培養(yǎng)選擇找到增殖速度快而且細(xì)胞內(nèi)人參皂甙含量高的細(xì)胞株作為種質(zhì)，其中一部分作為保存用，以備下一次生產(chǎn)用，一部分進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。第二步，將第一步選擇到的細(xì)胞株在發(fā)酵罐中的適合培養(yǎng)液中進(jìn)行液體培養(yǎng)，增加細(xì)胞數(shù)量。第三步，將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行破碎，從中提取人參皂甙。36工廠化生產(chǎn)人參皂甙的基本過程是什么？ 第一步，選擇人參根作為怎樣拯救紅豆杉并且生產(chǎn)大量紫杉醇？討論37怎樣拯救紅豆杉并且生產(chǎn)大量

9、紫杉醇？討論373838思考：1、高效抗癌的藥物紫杉醇，雖然能造福人類，但卻為瀕危的紅豆杉帶來一場滅頂之災(zāi)。以“我們能否利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)紫杉醇，從而拯救紅豆杉”為題，與同學(xué)展開討論，說出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境方面的重要意義。39思考：1、高效抗癌的藥物紫杉醇，雖然能造福人類，但卻為瀕危的可以利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)來大量生產(chǎn)紫杉醇。現(xiàn)在國內(nèi)外的科學(xué)家們正在研究利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)來大量培育紅豆杉細(xì)胞，希望利用這種方法來大量生產(chǎn)紫杉醇。國內(nèi)外許多實(shí)驗(yàn)室開展了用組織培養(yǎng)法生產(chǎn)紫杉醇的研究，紅豆杉屬的11種植物現(xiàn)都在進(jìn)行組織培養(yǎng)。ESC Agenetics公司宣布他們用細(xì)胞培養(yǎng)

10、法所得紫杉醇的含量是樹皮的25倍。國內(nèi)外在分化細(xì)胞株系和培養(yǎng)條件方面做了不少工作，摸索了外植體、光照、培養(yǎng)基組成等因素對細(xì)胞培養(yǎng)及紫杉醇生成的影響。現(xiàn)在工藝條件已基本摸清，正研究反應(yīng)的放大技術(shù)等，有望實(shí)現(xiàn)通過細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)紫杉醇的目標(biāo)。40可以利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)來大量生產(chǎn)紫杉醇?，F(xiàn)在國內(nèi)外的科學(xué)家1植物組織培養(yǎng)技術(shù)在我們生活中的另外一些應(yīng)用 ： a. 拯救瀕危植物； b. 提供食品制作的原料； c. 轉(zhuǎn)基因植物的培育,也要用到植物組織培養(yǎng)的方法.411植物組織培養(yǎng)技術(shù)在我們生活中的另外一些應(yīng)用 ：41提示：誘導(dǎo)植物愈傷組織體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)體細(xì)胞胚的成熟體細(xì)胞胚的機(jī)械化包裹貯藏或種植2.請查閱植物人工種子制備技術(shù)的詳細(xì)過程，設(shè)計(jì)出制備技術(shù)的主要流程圖。422.請查閱植物人工種子制備技術(shù)的詳細(xì)過程，設(shè)計(jì)出制備技術(shù)的主3.請查閱相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)出一種植物花藥組織培養(yǎng)和染色體加倍的實(shí)驗(yàn)流程。花藥 花粉細(xì)胞培養(yǎng) 愈傷組織 分化出小植物 單倍體植株 正常植株433.請查閱相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)出一種植物花藥組織培養(yǎng)和染色體加倍的植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用1、植物繁殖的新途徑1）微型繁殖2）作物脫毒3）神奇的人工種子2、作物新品種