中藥細胞工程

關(guān)于中藥細胞工程第1頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月學(xué)習(xí)要求細胞工程植物次生代謝產(chǎn)物植物組織培養(yǎng)單克隆抗體技術(shù)體細胞克隆干細胞研究第2頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月引言上一章我們介紹了基因工程，它是在分子水平上對遺傳物質(zhì)DNA分子進行操作，而細胞工程(cellengineering)是在細胞水平上研究、開發(fā)、利用各類生物細胞的生物工程技術(shù)，它是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分。第3頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)細胞工程基礎(chǔ)一、細胞工程的概念以生物細胞為基本單位，按照人們需要和設(shè)計，在離體條件下進行培養(yǎng)、繁殖或人為的精細操作，使細胞的某些生物學(xué)特性按人們的意愿發(fā)展或改變，從而改良品種或創(chuàng)造新種、加速繁育生物個體、獲得有用物質(zhì)的過程統(tǒng)稱為細胞工程。目前，細胞工程的主要工作領(lǐng)域包括：①動、植物細胞和組織培養(yǎng)；②體細胞雜交；③細胞代謝物的生產(chǎn)；④細胞拆合與克隆等。第4頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月二、細胞工程基礎(chǔ)知識體細胞雜交體細胞雜交(somaticcellcrossbreeding)又稱細胞融合，它是指在一定的條件下，利用化學(xué)的或物理的方法，使不同來源的體細胞原生質(zhì)體結(jié)合并增生或形成新生物體的過程。細胞核移植細胞核移植是細胞工程中細胞拆合的重要內(nèi)容之一，它通常是借助顯微操作儀，在顯微條件下用微吸管把一個細胞中的細胞核吸出直接移入到另一個去核的細胞中，培養(yǎng)發(fā)育成無性繁殖系。第5頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月顯微操作儀第6頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞器移植1．葉綠體移植葉綠體是植物細胞所特有的能量轉(zhuǎn)換細胞器，其主要功能是進行光合作用。如果把高光效作物(如玉米、高粱)的葉綠體移植到低光效作物(如小麥、水稻等)的原生質(zhì)體中，就能提高其光合效率，從而達到增產(chǎn)的目的。2．線粒體移植線粒體是動植物細胞中普遍存在的一種半自主的細胞器，是呼吸作用的中心，它在生物的能量轉(zhuǎn)化中起重要的作用，同時也與某些性狀的遺傳有直接關(guān)系。線粒體的轉(zhuǎn)移，可以傳遞遺傳信息，改變受體細胞的某些遺傳特征，如抗藥性、雄性不育特性等。第7頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月4.植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)(tissuecultureofplant)技術(shù)即把植物的細胞、組織或器官等在無菌條件下植入到培養(yǎng)基上，使其在人工控制條件下進行生長和發(fā)育的技術(shù)。第8頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月5.細胞克隆技術(shù)在生物學(xué)術(shù)語里，克隆是指從同一個細胞或個體以無性繁殖方式產(chǎn)生一群細胞或一群個體，在不發(fā)生突變的情況下，具有完全相同的遺傳性狀，常稱無性繁殖(細胞)系；其動詞指在生物體外用重組技術(shù)將特定基因插入載體分子中，即分子克隆技術(shù)?？寺〉谋举|(zhì)特征是生物個體在遺傳組成上的完全一致性；第9頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月三、細胞工程基本操作技術(shù)無菌操作技術(shù)細胞培養(yǎng)技術(shù)細胞融合技術(shù)第10頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月

洗滌室滅菌室配制室無菌操作室培養(yǎng)室鑒定室馴化移植室1、植物細胞工程實驗室的組成第11頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月2、基本設(shè)備玻璃器皿和器械無菌操作設(shè)備培養(yǎng)設(shè)備其它設(shè)備第12頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月第15頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月二、無菌操作1、各種滅菌方法及其適用范圍加壓蒸汽滅菌法最常用的方法，是把待滅菌的物品放在一個可密閉的加壓蒸汽滅菌鍋中進行的。在每平方厘米為一個大氣壓(即15磅時)的壓力下，溫度可達120℃,一般只要持續(xù)15—20分鐘后，就可殺死一切微生物的營養(yǎng)體和它們的各種孢子。由于加壓蒸汽滅菌是通過提高蒸汽壓力而使其升高溫度以殺死微生物的，所以，該法只有當滅菌鍋內(nèi)的空氣完全排盡后才能達到最佳效果。第17頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月B干熱滅菌法是在可保持恒溫的電烘箱中進行的，又稱熱空氣滅菌；它適用于各種耐熱的玻璃空器皿(如培養(yǎng)皿、吸管等)和某些其它物品(如石蠟油)的滅菌，一般在160℃溫度下，持續(xù)一個小時，就可達到滅菌的目的。C過濾滅菌法是指將帶菌的液體或氣體通過一個稱作濾器的裝置，位雜菌受到機械的阻力而留在濾板上，從而達到除菌的目的。此法常用于不宜作濕熱滅菌的培養(yǎng)液的除菌。第18頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月其它滅菌方法D熏蒸滅菌法E藥劑滅菌法F灼燒滅菌法G照射滅菌法第19頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月A清洗玻璃器皿的清洗實驗材料的清洗B滅菌※培養(yǎng)材料的滅菌以藥劑滅菌法為主主要考慮：藥劑的滅菌效果、材料對藥劑的耐受力2、無菌操作過程第20頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月※培養(yǎng)基滅菌高壓蒸汽滅菌過濾滅菌C接種經(jīng)過表面滅菌的材料，按不同的要求，經(jīng)過剪切、整理后，移植到培養(yǎng)基上培養(yǎng)的過程。第23頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月1、培養(yǎng)基的組成

無機營養(yǎng)：大量元素：N、P、K、S、Ca、Mg

微量元素：Fe、Mn、Cu等有機營養(yǎng)：碳源：蔗糖、葡萄糖、果糖氮源：氨基酸類、酰胺類活性物質(zhì)：煙酸、肌醇、生物素等植物激素：生長素類：IAA、NAA、IBA等細胞分裂素類：激動素、玉米素等其它類：赤霉素、脫落酸、乙烯附加物類：瓊脂、椰乳、水解蛋白等三、培養(yǎng)基的組成及母液的配制第24頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月2、培養(yǎng)基母液配制配制培養(yǎng)基前，為了使用方便和用量準確，常將大量元素、微量元素、鐵鹽、有機物類和激素類分別配制成比培養(yǎng)基濃度大若干倍的母液。當配制培養(yǎng)基時，只需按預(yù)先計算好的量吸取母液稀釋即可。母液應(yīng)保存在冰箱中備用，保存時間不可過長，當母液出現(xiàn)沉淀或霉菌團時，則不能使用。第25頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)植物細胞工程以植物細胞為基本單位在離體條件下進行培養(yǎng)、繁殖或人為的精細操作，使細胞的某些生物學(xué)特性按人們的意愿發(fā)生改變，從而改良品種或創(chuàng)造品種、或加速繁育植物個體或獲取有用物質(zhì)的過程統(tǒng)稱為植物細胞工程。它的研究內(nèi)容主要包括細胞和組織培養(yǎng)、細胞融合及細胞拆合等方面。主要介紹植物細胞培養(yǎng)和次生代謝物生產(chǎn)第26頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月植物細胞培養(yǎng)和次生代謝物生產(chǎn)植物的次生代謝物質(zhì)是天然藥物的主要來源植物細胞的大量培養(yǎng)是利用植物細胞體系,通過現(xiàn)代生物工程手段進行工業(yè)規(guī)模生產(chǎn),以獲得各種產(chǎn)品的一門新興的跨學(xué)科技術(shù)。第27頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月首次提出從植物細胞培養(yǎng)物中合成天然藥物的是1956年美國的Routier和Nickell,1967年Kaul和Staba采用多升發(fā)酵罐對小阿米(Ammivisnaga)進行了細胞大量培養(yǎng)的研究,并首次用此方法得到了藥用成分呋喃色酮(Visnagin)。第28頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月七八十年代,植物組織培養(yǎng)、植物原生質(zhì)體培養(yǎng)等各種植物培養(yǎng)技術(shù)與植物細胞培養(yǎng)技術(shù)共同發(fā)展,在培養(yǎng)基配方、環(huán)境條件控制、懸浮培養(yǎng)技術(shù)等研究方面相互借鑒、相互促進;而大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)方面,得益于微生物發(fā)酵技術(shù)的飛速發(fā)展,各種各樣的反應(yīng)器如氣升式、氣泡柱式、模式等反應(yīng)器相繼得到應(yīng)用,使得植物細胞大量培養(yǎng)的研究迅速得到借鑒發(fā)展。第29頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月這些年來植物細胞培養(yǎng)技術(shù)主要致力于高產(chǎn)細胞株選育方法、懸浮培養(yǎng)技術(shù)、多級培養(yǎng)和固定化細胞技術(shù)、培養(yǎng)工藝優(yōu)化控制、生物反應(yīng)器研制、下游純化技術(shù)等方面的研究,并取得了較大進展。近幾年有些技術(shù)用于植物細胞培養(yǎng)對提高產(chǎn)物含量,降低成本有一定的作用。這些技術(shù)有:第30頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)發(fā)狀根培養(yǎng)技術(shù)和冠癭組織細胞培養(yǎng)技術(shù)。發(fā)狀根和冠癭組織在離體培養(yǎng)時都具有激素自主、增殖較常規(guī)細胞培養(yǎng)快、次生代謝物含量一般比懸浮培養(yǎng)細胞高、且能合成某些懸浮培養(yǎng)細胞不能合成的次生代謝物以及能引入外源基因表達等特點,從而引起人們利用它們生產(chǎn)藥用次生代謝物的重視。如利用桔味薄荷(Menthacitrata)冠癭細胞生產(chǎn)萜烯,洋地黃(Digitalis)冠癭細胞生產(chǎn)強心甙，丹參冠癭細胞生產(chǎn)丹參酮,長春花冠癭細胞生產(chǎn)吲哚生物堿,人參發(fā)狀根培養(yǎng)生產(chǎn)人參皂甙,長春花發(fā)狀根培養(yǎng)生產(chǎn)長春堿,青蒿發(fā)狀根培養(yǎng)生產(chǎn)青蒿素,蘿芙木發(fā)狀根培養(yǎng)生產(chǎn)生物堿等等。第31頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)兩相培養(yǎng)技術(shù)。兩相培養(yǎng)技術(shù)是在培養(yǎng)體系中加入水溶性或脂溶性的有機物,或者是具有吸附作用的多聚化合物(如大孔樹脂等),使培養(yǎng)體系形成上下兩相,細胞在水相中生長與合成次生物質(zhì),然后分泌出來轉(zhuǎn)移到有機相中。這樣不僅減少了產(chǎn)物的反饋抑制作用,使產(chǎn)物含量提高,而且通過有機相的不斷回收及循環(huán)使用,有可能實現(xiàn)植物細胞的連續(xù)培養(yǎng),使成本降低。不少植物培養(yǎng)細胞已成功地建立了兩相培養(yǎng)系統(tǒng),如Payne等在培養(yǎng)的長春花細胞中加入XAD-7大孔吸附樹脂,可以使吲哚生物堿的含量提高;在培養(yǎng)的花菱草懸浮細胞中加入一種液體硅膠,可使血根堿的含量大大提高。第32頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月大規(guī)模植物細胞培養(yǎng)技術(shù)經(jīng)過幾十年的努力研究,已取得很大的進展,有些藥用植物種類已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),如從希臘毛地黃細胞培養(yǎng)物通過生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)地高辛、從日本黃連細胞培養(yǎng)物中生產(chǎn)黃連堿、從人參根細胞中生產(chǎn)人參皂甙等;相當種類的藥用植物細胞大量培養(yǎng)已達到中試水平,如長春花生產(chǎn)吲哚生物堿、丹參生產(chǎn)丹參酮、青蒿生產(chǎn)青蒿素、紅豆杉生產(chǎn)紫杉醇、紫草生產(chǎn)萘醌、三七生產(chǎn)皂甙等等。第33頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月目前大多數(shù)植物細胞大規(guī)模培養(yǎng)生產(chǎn)藥物距商業(yè)化生產(chǎn)還有一定差距,主要是由于:(1)植物細胞的生長周期長,易污染(2)植物細胞對生物反應(yīng)器的設(shè)計裝置要求較高(3)高產(chǎn)細胞株較難獲得。目前據(jù)報道只有20多種植物的細胞培養(yǎng)物,其次生產(chǎn)物含量超過原植物,原因被認為是培養(yǎng)細胞的形態(tài)分化受到抑制,而大多數(shù)次生產(chǎn)物要在分化了的細胞中產(chǎn)生。第34頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月由于以上的問題,加上與之相比,直接提取法成本很低,所以在很大程度上限制了大規(guī)模植物細胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)藥物走上商業(yè)化生產(chǎn)的步伐。但是,對一些不易栽培、稀少、不能或難以化學(xué)合成、有很高應(yīng)用價值的藥物,如紫杉醇,用這種方法開展研究進行生產(chǎn)還是很有商業(yè)價值的,而且從長遠和環(huán)境保護的角度看,它應(yīng)該有非常廣闊的商業(yè)前景。第35頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月4轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)藥物最近十幾年來,植物基因工程取得了相當大的進展。用大腸桿菌、酵母等微生物發(fā)酵生產(chǎn)藥用蛋白雖早已進入商品化生產(chǎn)的階段,但仍有一些問題尚未得到很好解決。隨著植物基因工程技術(shù)的發(fā)展和成熟,科學(xué)工作者們希望把藥用蛋白的生產(chǎn)從微生物轉(zhuǎn)向植物,因為其有以下優(yōu)點:第36頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)植物是真核生物,可在自身細胞內(nèi)完成蛋白質(zhì)的糖基化等后加工過程,使生產(chǎn)的藥物更有利于人體吸收。(2)微生物在生長過程中會產(chǎn)生毒蛋白等有害的副產(chǎn)品,如純化工藝不過關(guān),將會給服用藥物者帶來危險;而植物對人類無毒,許多植物可以食用,所以人們對植物藥物較易接受。還可制成口服劑型,簡化下游純化工藝。第37頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月這方面的工作,最早是1988年比利時PGS公司將一個神經(jīng)肽(enkephelin,五肽)的編碼基因轉(zhuǎn)入煙草中表達成功,得到產(chǎn)量高達200nmol/L種子的五肽神經(jīng)肽。第38頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月近幾年來還有不少這類成果,如:美國利用植物基因工程技術(shù)生產(chǎn)白細胞介素2,荷蘭用轉(zhuǎn)基因馬鈴薯生產(chǎn)人的血清白蛋白,南朝鮮用轉(zhuǎn)基因煙草和番茄來生產(chǎn)人的胰島素等等。科學(xué)工作者們已成功地對多種植物進行了轉(zhuǎn)基因的工作,使之生產(chǎn)藥用蛋白,這些植物有:玉米、大豆、苜蓿、向日葵、煙草以及油菜。第39頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月最近,免疫學(xué)與植物基因工程相結(jié)合的學(xué)科間研究,產(chǎn)生了一種新的疫苗生產(chǎn)方式,即口服疫苗?？诜呙缃鉀Q了常規(guī)大規(guī)模疫苗生產(chǎn)中常用的細胞培養(yǎng)系統(tǒng)有關(guān)的許多問題,包括發(fā)酵技術(shù)、嚴格的純化和冷凍貯存、運輸,免除了使用活病原體帶來的風(fēng)險和注射疫苗的滅菌。第40頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)BoyceThompson研究所的研究人員已成功地在馬鈴薯中產(chǎn)生可食用的霍亂疫苗;美國正在開發(fā)研究可產(chǎn)生治療人類高歇氏病和費勃萊氏病的酶的煙草?，F(xiàn)還有一種新思路,以病毒為載體在植物中生產(chǎn)藥用蛋白,這種方法是先將目的基因插入病毒基因組中,然后把重組病毒接種到植物葉片上任其蔓延至所有葉片,外源基因則隨病毒的復(fù)制而得到高水平的表達,這樣的植物就成了生產(chǎn)蛋白質(zhì)的綠色工廠。目前,這種技術(shù)還處在實驗階段。第41頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月總之,利用植物基因工程方法生產(chǎn)藥物還剛剛開始,有很大的發(fā)展空間，有科學(xué)家估計,植物生物技術(shù)的發(fā)展將改變半個多世紀以來許多新藥單純依賴化學(xué)合成的狀況,把人類的醫(yī)藥行業(yè)帶向一個新的里程碑。第42頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)是在無菌和人為控制外因的條件下，培養(yǎng)、研究植物組織器官，甚至進而從中分化、發(fā)育出整個植株的技術(shù)。植物組織培養(yǎng)技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)是植物細胞的全能性——在適宜的條件下，一個來自已分化的根、莖、葉等組織的細胞，經(jīng)過離體培養(yǎng)可以發(fā)育成同其親本一樣的完整植株。第43頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月植物組織培養(yǎng)的五個基本階段預(yù)備階段誘導(dǎo)去分化階段繼代增殖階段生根發(fā)芽階段移栽成活階段第44頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月植物組織培養(yǎng)的主要應(yīng)用——快速繁殖（1）快速。采用常規(guī)的方法如分株法，一棵花卉一年一般只能生產(chǎn)幾株或幾十株，但用組織培養(yǎng)的方法則每年可以繁殖出幾萬甚至數(shù)百萬的小植株。（2）周年生產(chǎn)?；ɑ芙M織培養(yǎng)快速繁殖是在實驗室中進行，因條件可控，所以不受季節(jié)限制，可以全年進行連續(xù)生產(chǎn)。而常規(guī)的無性繁殖則受季節(jié)限制，只能在花卉生長季節(jié)進行繁殖。（3）經(jīng)濟效益高?；ɑ芙M織培養(yǎng)快速繁殖所需要的空間小，在一個200平方米的培養(yǎng)室內(nèi)一年可生產(chǎn)試管苗上百萬株。如按每株1元計算，每年產(chǎn)值上百萬元。第45頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月“蘭花工業(yè)”第46頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月“蘭花工業(yè)”1960年法國的Morel觀察到虎頭蘭的莖尖在無菌的培養(yǎng)基上能夠形成扁圓形的小球體，這些小球體與幼胚發(fā)育成的原球體非常相似，故稱為原球莖，在一定條件下，這些原球莖通過切割能夠快速增殖，并能夠再生成完整植株。由于利用這一技術(shù)，使蘭花的生產(chǎn)可以象其它工業(yè)產(chǎn)品那樣進行工廠化生產(chǎn)，故將這種生產(chǎn)蘭花的方式稱為蘭花試管苗“工業(yè)”，簡稱“蘭花工業(yè)”。第47頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月“蘭花工業(yè)”的生產(chǎn)流程

預(yù)備階段配制培養(yǎng)基：培養(yǎng)基的組成成份包括礦物鹽、糖、維生素、鐵鹽、激素和有機附加物。具體成份和含量應(yīng)根據(jù)花卉的種類、外植體的類別和快繁階段來確定。外植體：以莖尖或幼葉作為外植體。滅菌：0.1%HgCl2和10%次氯酸鈉兩次消毒后用無菌水沖洗干凈。剝?nèi)∩L點：在解剖鏡下無菌操作剝?nèi)∏o尖、腋芽或葉原基。第48頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月誘導(dǎo)去分化階段將切取的莖尖接種到誘導(dǎo)培養(yǎng)基上進行暗培養(yǎng)，1—2個月可以分化出1至數(shù)個乳白色的原球莖。原球莖形成后切割繁殖原球莖?！疤m花工業(yè)”的生產(chǎn)流程第49頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月“蘭花工業(yè)”的生產(chǎn)流程

繼代增殖階段原球莖轉(zhuǎn)入散射光下，用液體培養(yǎng)的方法繼代后伸長形成根狀莖，再對根狀莖進行切割繁殖，此時用液體培養(yǎng)和固體培養(yǎng)交替進行為好。等到根狀莖繁殖到一定數(shù)量后，轉(zhuǎn)入到再生培養(yǎng)基中進行植株再生。第50頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月生根成芽階段轉(zhuǎn)移到壯苗生根培養(yǎng)基上。要分離成單苗進行培養(yǎng)。移栽成活階段已經(jīng)生根的試管苗及時移栽，移栽要求通氣性好的基質(zhì)如蕨根、蛇木、彭化礦石等。也可先煉苗3—4天，然后將幼苗移到通風(fēng)透水保濕的適宜基質(zhì)中，在高濕弱光下緩苗一個星期，之后，放在攝氏溫度20—25度，空氣相對濕度50%左右的條件下養(yǎng)護，定期施肥噴藥，提高試管苗成活率?！疤m花工業(yè)”的生產(chǎn)流程第51頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用——人工種子

人工種子又稱人造種子，這是細胞工程中最年輕的一項新興技術(shù)。最初是由英國科學(xué)家于1978年提出的。他認為利用體細胞胚發(fā)生的特征，把它包埋在膠囊中，可以形成具有種子的性能，并直接在田間播種。第52頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月人工種子的優(yōu)點第一，培養(yǎng)條件可以人為控制，具有省地省工可直接在田間播種等優(yōu)點。第二，在人工種子制作中，可加入營養(yǎng)物質(zhì)、植物生長調(diào)節(jié)劑、固氮菌、殺蟲劑等。第三，用于制作人工種子的體細胞胚，可利用生物反應(yīng)器大規(guī)模培養(yǎng)，大大提高了效率。第四，一些難以得到天然種子的珍稀植物或脫毒苗、基因工程植株，均可利用人工種子技術(shù)加速用于生產(chǎn)。第53頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月

人工種子是由體細胞胚、人工胚乳和人工種皮三個部分組成。人工種子組成第54頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月人工種子存在的問題①許多重要植物還不能培養(yǎng)出大量的高質(zhì)量的體細胞胚。②現(xiàn)有的人工胚乳和種皮還不夠理想，不能有效地防止微生物的腐蝕。③人工種子的貯藏有待進一步完善。第55頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用

——培育脫毒苗防治病害植物的病毒病原體可通過維管束傳導(dǎo)。因此，對無性繁殖的植物來說，一旦感染上病毒之后，就會代代相傳越趨嚴重。在感染病毒的植株中，病毒的分布是不一致的。植物的去病毒技術(shù)，實質(zhì)上就是采取不含病毒顆?；虿《绢w粒含量甚少的0.1～0.5毫米帶1～2個葉原基的莖尖作為外植體，進行微繁殖，使其培養(yǎng)成完整的無病毒小植株的技術(shù)。第56頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)藥物研究進展植物含有很多次生代謝物,是一個藥物的天然寶庫,全世界四分之三的人口以植物作為治療、預(yù)防疾病的藥物來源，由于用紅豆杉細胞可生產(chǎn)抗癌藥物——紫杉醇,人們對植物組織培養(yǎng)技術(shù)有了重新的認識。第57頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月1植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)藥物的優(yōu)點利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)藥物,已發(fā)展成為植物組織培養(yǎng)在生產(chǎn)應(yīng)用的主流之一,這是由于植物產(chǎn)生的藥物在微生物中很少發(fā)現(xiàn),且化學(xué)合成難與天然藥物競爭,僅從20世紀90年代以來的植物藥用有效成分國際專利就達50多項,其中多為抗病毒、抗癌化合物，也因為藥用植物由于缺乏環(huán)境保護,資源短缺及栽培技術(shù)問題等原因,使來源于植物的藥物供不應(yīng)求，植物組織培養(yǎng)比露地栽培有很多優(yōu)點:第58頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月四季均可生產(chǎn),不受地區(qū)、季節(jié)及有害生物的影響。占地面積少,便于工廠化生產(chǎn),可對細胞生長自動控制和代謝過程合理調(diào)節(jié)。便于篩選高產(chǎn)細胞株。利于生物轉(zhuǎn)化,尋找新的有效藥物成分。植物細胞內(nèi)存在羥基化酶、氧化酶、還原酶、甲基化酶、酯化酶、糖基轉(zhuǎn)移酶、糖苷酶等多種酶,植物培養(yǎng)物作為一種生物反應(yīng)器轉(zhuǎn)化外源化合物,能夠產(chǎn)生原植物所沒有的,甚至是至今自然界尚未發(fā)現(xiàn)的化合物。個體差異小,生產(chǎn)周期短,設(shè)備簡單,能節(jié)省人力、物力等利用組織培養(yǎng)過程中出現(xiàn)的芽變或人工誘變,或進行脫毒,培育新品種,提高藥用植物品質(zhì)。保存種質(zhì)資源。第59頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月2組織培養(yǎng)產(chǎn)生的藥物植物組織培養(yǎng)能產(chǎn)生很多種藥物,主要有苷類、生物堿、固醇類、醌類、黃酮類、蛋白質(zhì)及其它生理活性物質(zhì),部分藥物及來源植物如下表第60頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月C－愈傷組織S－懸浮培養(yǎng)細胞第61頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月3植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)藥物研究進展3.1組織培養(yǎng)的藥用植物來源通過組織培養(yǎng)成功的藥用植物至少有200種。培養(yǎng)的藥用植物從常見的到珍稀瀕危植物、民族植物,如云南黑節(jié)草、延齡草、高山紅景天,藏藥——川西獐芽菜、莪術(shù)、水母雪蓮、星花繡線菊、溪黃草、玉葉金花、遼東蔥木等。從生產(chǎn)常用藥的植物到具有抗癌、抗病毒等有效成分的植物,如紅豆杉、艾、黃楊、狼毒、大戟屬、長春花、米仔蘭、狗牙花和香榧等。第62頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月培養(yǎng)用的材料也有提高。開始以草木、木本或藤本植物的根、莖、葉、花、胚、果實、種子、髓、花藥等組織或器官進行培養(yǎng),發(fā)展到從器官誘導(dǎo)到愈傷組織、冠癭組織、毛狀根進行培養(yǎng),再發(fā)展為細胞培養(yǎng)、目前還借助植物基因工程技術(shù)通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化獲得基因藥用植物,利用轉(zhuǎn)基因組織和器官培養(yǎng)生產(chǎn)藥用成分。第63頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)不斷提高，從固體、液體靜態(tài)、懸浮培養(yǎng)，到深層大罐發(fā)酵、液體連續(xù)培養(yǎng)和細胞固定化培養(yǎng)等。最近人們對植物組織培養(yǎng)電刺激效應(yīng)進行了探討，應(yīng)用誘導(dǎo)劑、稀土和體外脅迫等對植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生藥物成份進行了研究。在組織培養(yǎng)過程中也建立了一些相應(yīng)的技術(shù)，如放射免疫測定法、復(fù)制平板技術(shù)、微滴試驗、熒光顯微鏡術(shù)和高效液相色譜法，對篩選和獲得高產(chǎn)細胞株非常重要。第64頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月3.3產(chǎn)業(yè)化情況植物組織培養(yǎng)發(fā)展至今已有半個世紀,雖然人參和硬紫草的細胞培養(yǎng)在日本已經(jīng)工業(yè)化,日本黃連、毛花毛地黃的細胞培養(yǎng)進行了中試,但進行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的植物細胞培養(yǎng)不多,這可能與高等植物細胞增殖速度慢、產(chǎn)物濃度低及大面積種植藥用植物等因素有關(guān)。第65頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)動物細胞工程單克隆抗體技術(shù)體細胞克隆干細胞研究第66頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月單克隆抗體技術(shù)全稱：淋巴細胞雜交瘤產(chǎn)生單克隆抗體技術(shù)目的：獲得大量單一的抗體原理：每個B淋巴細胞都僅專一地產(chǎn)生、分泌一種針對某種抗原決定簇的特異性抗體難關(guān)：沒有辦法使B淋巴細胞在體外無限地分裂繁殖辦法：利用癌細胞的無限增殖特性，將B淋巴細胞與骨髓瘤細胞融合，單細胞培養(yǎng)，篩選，得到單克隆雜交瘤細胞。第67頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月體細胞克隆克隆(cloning)是英語“clone”音譯，來源于希臘語“klon”，原意是扦插枝條，即無性繁殖。動物克隆指不通過精子和卵子受精過程而獲得與親本具有相同遺傳物質(zhì)后代的過程。動物克隆包括孤雌生殖、卵裂球分離與培養(yǎng)、胚胎分割和細胞核移植等。目前，生產(chǎn)哺乳動物克隆的方法主要有胚胎分割和細胞核移植兩種。第68頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月所謂細胞核移植，是指將不同發(fā)育時期的胚胎或成體動物的細胞核，經(jīng)顯微手術(shù)和細胞融合方法移植到去核卵母細胞中，重新組成胚胎并使之發(fā)育成熟的過程。細胞核移植技術(shù)，特別是細胞核連續(xù)移植技術(shù)可以產(chǎn)生無限個遺傳相同的個體。由于細胞核移植是產(chǎn)生克隆動物的有效方法，所以在一般情況下人們往往把它稱為動物克隆技術(shù)。第69頁，課件共77頁，創(chuàng)作于2023年2月過去人們認為，細胞的分化程度越高，它指導(dǎo)早期胚胎發(fā)育成新個體的能力就越低，高度分化的高等成年動物體細胞甚至完全不具備這種基因組全能性。但是，1997年2月