組織細胞培養(yǎng)技術樣本

資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權，請聯(lián)系改正或者刪除。組織培養(yǎng)技術\o"查看圖片"

簡述是在無菌的條件下將活器官、組織或細胞置于培養(yǎng)基內(nèi),并放在適宜的環(huán)境中,進行連續(xù)培養(yǎng)而成的細胞、組織或個體。這種技術已廣泛應用于農(nóng)業(yè)和生物、醫(yī)藥的研究。美國在20世紀中期應用組培技術而獲得的芹菜苗已成苗地取代了種子繁殖的傳統(tǒng)方法。中國當前在番茄、辣椒、馬鈴薯、生菜、人參和果品生產(chǎn)中也已廣泛投產(chǎn)應用。原理植物組織培養(yǎng)的原理是細胞全能性。也就是說每個植物細胞里都含有一整套遺傳物質(zhì),只不過在特定條件下不會表示。組織培養(yǎng)基于此原理就能夠?qū)⒁烟幱诜只K端或正在分化的植物組織脫分化,誘導形成愈傷組織,再在愈傷組織上形成新的叢生芽。編輯本段植物組織培養(yǎng)條件1.愈傷組織的培養(yǎng)條件:必須無菌操作2.材料也是:具有剛生長不久,具有高度分裂能力的莖尖,芽尖,感染病毒的機會很小3.植物細胞全能性,確保組織能培養(yǎng)成植株。4.在無菌操作室中完成接種工作,然后放于培養(yǎng)室[光照(日光燈照射),溫度(30度)]中培養(yǎng)。因此說完成操作后,在培養(yǎng)室中培養(yǎng)時就需要光照條件了。編輯本段組織培養(yǎng)的意義(一)增加遺傳變異性,改良作物\o"查看圖片"

單倍體育種:經(jīng)過花藥培養(yǎng),從小孢子獲得單倍體植株,染色體加倍后獲得正常二倍體植株,這是一條育種的新途徑。單倍體育種能夠縮短育種年限,節(jié)約人力物力,較快地獲得優(yōu)良品種,當前已有四十多種植物獲得了單倍體植株。中國在水稻、小麥、煙草、柏樹、橡膠、辣椒等植物的單倍體育種的工作上,處于領先地位。胚培養(yǎng)、子房培養(yǎng)、胚珠培養(yǎng):為了克服遠緣雜交的不親和性,可采用胚、子房、胚珠培養(yǎng)和試管受精等手段。最早成功的例子是兩個栽培種亞麻的雜交胚發(fā)生敗育,利有雜種胚培養(yǎng)克服了一些障礙,得到種子?，F(xiàn)在在棉花、黃麻上也獲得成功。從玉米的離體子房培養(yǎng),經(jīng)體外受粉能夠得到種子。突變體的選擇和應用:由于植物的單細胞培養(yǎng)成功,能夠用這個方法誘發(fā)單細胞進行突變,經(jīng)過篩選所需要的突變體,然后使細胞分化成植株,再經(jīng)過有性世代使遺傳性穩(wěn)定下來,這是從細胞水平來改造植物的一種途徑。除細胞外,愈傷組織、花藥、原生質(zhì)體都可誘發(fā)突變。70年代以來,世界各國在這方面已有不少成功的例子,如:已選育出抗花葉病毒的甘蔗無性系,抗1-2%NaCl的野生煙草細胞株,抗除草劑的白三葉草細胞株等。體細胞雜七雜八交和遺傳工程:自1960年以來用酶法獲得大量有活力的植物原生質(zhì)體,現(xiàn)已從四十多種植物的原生質(zhì)體產(chǎn)生出再生植株。經(jīng)過異種原生質(zhì)體的相互融合(即體細胞雜交)為植物育種工作開闊新的途徑。原生質(zhì)體融合的工作自1972年Carlson在兩個煙草種間成功以來,現(xiàn)在除種內(nèi)與種間能獲得雜種植株外,在屬間甚至不同科的植物間亦做了許多工作,如煙草與大豆、煙草與天仙子、矮牽牛與小花矮牽牛、番茄與矮牽牛等都得到了雜種植株。另外,經(jīng)過原生質(zhì)體融合,并以選擇胞質(zhì)鏈霉素抗性做手段以轉(zhuǎn)移煙草的雄性不育性狀,或經(jīng)過原生質(zhì)體融合轉(zhuǎn)移胞質(zhì)的抗林可霉素因子都得到成功。原生質(zhì)體沒有胞壁,容易接受外來的引入物質(zhì)。由于致癌農(nóng)桿菌能夠使多種植物形成腫瘤,以及已發(fā)現(xiàn)它所帶的Ti質(zhì)粒能夠有效的插入植物細胞的基因組中,因此一些研究者也設想能否以Ti質(zhì)粒作為載體,與固氮基因重組后轉(zhuǎn)入植物的細胞中,如能實現(xiàn)將固氮基因轉(zhuǎn)到非豆科植物如水稻、小麥、玉米等作物中,則遺傳工程在創(chuàng)新植物類型上的前景,無疑是非常廣闊的。(二)繁殖植物組織培養(yǎng)中從一個單細胞,一塊愈傷組織,一個芽(或其它器官)都能夠獲得無性系。無性系就是用植物體細胞繁殖所獲得的后代。用植物組織培養(yǎng)技術繁殖的無性系可概括為五個類型:原球莖:細胞或組織培養(yǎng)經(jīng)原球莖途徑分化成植株。大部分蘭花屬于這一類型,即蘭花的各個部分的離體組織都能誘導形成原球莖,再經(jīng)培養(yǎng)分化形成植株。器官發(fā)生型:即從細胞或愈傷組織培養(yǎng)經(jīng)過不定芽形成植株,如煙草愈傷組織培養(yǎng)分化所得的植株。胚狀體發(fā)生型:從細胞或愈傷組織經(jīng)過胚狀體途徑,即由球形期、魚雷期、心形期、子葉期經(jīng)成熟胚發(fā)育成植株,如胡蘿卜體細胞培養(yǎng)可經(jīng)過胚狀體途徑形成植株。器官型:從離休珠莖、花芽、葉、鱗片等,亦即從離體的母體組織直接產(chǎn)生小植株,如貝母、百合等。無菌短枝扦插;選取已發(fā)育成熟的腋芽,連同短枝經(jīng)表面滅菌后在無菌條件下培養(yǎng),使其生根。腋芽可用生長激素處理促使其萌發(fā)。這一方法在較短時間內(nèi)即可獲得一個植株。對保存珍貴的優(yōu)良樹種或花卉品種是簡易而有效的方法。經(jīng)過組織培養(yǎng)能夠做到快速繁殖。1年中從一個芽得到103-106個芽,達到快速目的?，F(xiàn)在在國內(nèi)外已掀起"試管苗"熱,許多花卉、林木、果樹、蔬菜都可經(jīng)過組織培養(yǎng)進行大規(guī)模的無性繁殖。國外在草莓、蘋果、柑桔、蘭花、石竹、鐵線蓮、杜鵑、月季、桉樹等進行快速繁殖已達到商品化。中國近年來已獲成功的有甘蔗、月季、菊花、無籽西瓜、櫟樹、山楂、獼猴桃、雪松等。經(jīng)過組織培養(yǎng)能夠進行無病毒植株的培育。病毒是植物的嚴重病害,病毒病的種類不下五百多種。受害的糧食作物有水稻、小麥、馬鈴薯、甘薯,蔬菜作物有:油菜、大蒜,果樹有:柑桔、蘋果、棗,花卉有:唐菖蒲、石竹、蘭花等。防治無方,只好拔除病株,因而造成很大經(jīng)濟損失。病毒在植株上的分布是不均一的,老葉、老的組織和器官病毒含量高,幼嫩的未成熟組織和器官病毒含量較低,生長點幾乎不含病毒或病毒較少。1952年法國Morel用生長點培養(yǎng)法獲得無病毒植株成功,以后許多國家開展了這方面的工作。當前已在馬鈴薯、甘薯、大蒜、石竹、百合、蘭花、草霉等植物上得到成功。如果采用0.1毫米以下的生長點,則培養(yǎng)時間長(1-1.5年),成活率低,故當前已多用0.1-0.5毫米大小生長點,結(jié)合熱處理培育無病毒苗。在中國已獲得馬鈴薯無病毒苗,并進行了推廣種植,在廣東省進行了柑桔無病毒苗的培育。(三)有用化合物的工業(yè)化生產(chǎn)組織培養(yǎng)除了在農(nóng)業(yè)上的應用外,當前世界各國都在重視另一個方面,即有用化合物的工業(yè)化生產(chǎn)。有用化合物包括藥物、橡膠、香精油、色素……等。這些化合物許多都是高等植物的次生代謝物,有些化合物還不能大規(guī)模地人工合成,而靠植物產(chǎn)生這些化合物來源有限。因此,利用組織培養(yǎng)方法,培養(yǎng)植物的某些器官或愈傷組織,并篩選出高產(chǎn)、高合成能力、生長快的細胞株系,以進行工業(yè)化生產(chǎn),是一條行之有效的途徑。次生代謝物的研究和組織培養(yǎng)方面,進行工作最多的是聯(lián)邦德國和日本。用組織培養(yǎng)能夠生產(chǎn)的化合物有強心苷、吲哚生物堿、黃連素、輔酶Q10等,現(xiàn)已選出高產(chǎn)的細胞系,大規(guī)模生產(chǎn)亦有成效。人參為中國名貴藥材,現(xiàn)今因野生資源缺少,多用人工栽培,但人參生長慢,6年才有10克左右的人參根(干重),采用組織培養(yǎng)方法可比天然生長速度提高上百倍左右。中國科學家羅士韋早在1963年就成功地培育了人參的組織,但此工作后被迫中斷。近年來,南京藥學院丁家宜利用組織培養(yǎng)生產(chǎn)出人參干粉。在組織培養(yǎng)中生長速度為0.5克o升-1o日-1(干重),比栽培人參0.004.5克o日-1o根-1約高100倍以上,并可在20天左右周期內(nèi)有10-20升大瓶中進行小批量生產(chǎn),每升得13.9克,其藥用成分和藥理活性與商品人參相似或更優(yōu),現(xiàn)已投入中試生產(chǎn)。這是中國第一個用組織培養(yǎng)進行藥的工業(yè)化生產(chǎn)的例子在這方面尚待解決的問題是:(1)選出的細胞系中次生物質(zhì)的產(chǎn)量是否高于起源植物;(2)繼代培養(yǎng)后生物合成能力是否能保持;(3)生長是否快速;(4)成材一核算問題。(四)培養(yǎng)物質(zhì)溫貯藏和種質(zhì)庫的建立在液氮(-196℃)條件下,加入冷凍保護劑,可使組織培養(yǎng)物的代謝水平降低,有利于細胞、胚狀體、試管苗、愈傷組織等的長期保存。據(jù)報導,冷凍保存的胡蘿卜胚狀體,在保存1年后仍有再生成植株的能力,有些國家已利用此方法建立了種質(zhì)庫,但中國在這方面仍是空白。在國際上一個新的動向是"人工種子"的試驗。所謂"人工種子",是指以胚狀體為材料,經(jīng)過人工薄膜包裝的種子。在適宜條件下它萌發(fā)長成幼苗。據(jù)美國遺傳公司報道,美國科學家已成功地把芹菜,苜蓿,花椰菜的胚狀體包裝成人工種子,并得到較高的萌發(fā)率,這些人工種子已生產(chǎn)并投放市場。中國科學工作者成功地