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1、,试管苗大规模培养,所采用技术的理论基础,植物细胞工程,通常采用的技术手段,植物组织培养,植物体细胞杂交,植物细胞的全能性,植物细胞全能性（Cellular totipotency）高度分化的植物细胞仍然有发育成完整个体的潜能,第一节 植物组织培养,原理：,生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。,植物细胞的全能性,大小,条件：,离体状态有一定营养物质、激素和其他外界条件,植物细胞动物细胞,思考讨论：为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？,这是基因在特定空间和时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
2、部位的细胞表达的基因是不同的，合成的蛋白质也不一样，从而形成了不同的组织和器官。,植物组织培养（Plant Tissue Culture）利用植物体的离体器官、组织或细胞，无菌条件下在含有营养物质的培养基上，给予适宜的光照、温度、湿度等环境条件进行人工培养，使其增殖、生长、发育而形成完整的植株。,核心：诱导离体的植物器官、组织或细胞脱分化 形成愈伤组织和诱导愈伤组织再分化,三、植物组织培养的过程,离体的植物器官、组织或细胞,愈伤组织,根、芽或胚状体,植物体,脱分化,再分化,外植体,生长,脱分化（Dedifferentiation),由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细
3、胞的脱分化。,愈伤组织（Callus）：原指植物在受伤之后于伤口表面形成的一团薄壁细胞，在组培中则指人工培养基上由外植体长出来的一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。,例1：植物快速繁殖技术,玉米的愈伤组织发芽,生根的玉米苗,玉米的愈伤组织,再分化：,脱分化形成的愈伤组织，在适当的人工培养基上继续进行培养又可以重新分化成芽、根等器官，进而发育成一棵完整的植株，这一过程称为植物细胞的再分化。,玉米愈伤组织分化出芽,10:1 4:1 100:1,生长素比细胞分裂素当该比值高时有利于根的分化,抑制芽的形成;当该比值低时有利于芽的分化,抑制根的形成;当该比值适中时,促进愈伤组织的生长.,组织培养所需
4、要的三种培养基,植物组织培养的应用,植物快速繁殖 何为快速繁殖？培育无病毒植株 取材部位及原因？生产植物产品 举例？制造人工种子 人工种子定义？优点？,回忆组织培养的原理和过程,回忆：植物组织培养的原理及过程,原理：细胞的全能性,高度分化的组织（离体的植物器官、组织或细胞）,脱分化（又叫去分化）,愈伤组织（排列疏松而无规则，高度液泡化、呈无定形状态、薄壁。）,再分化,幼根或芽（胚状体）,完整的植株,过程：,1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？2.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？3、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株吗？,离体条件、一定的营
5、养物质、激素和其他外界条件,避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。,想一想,胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组织，其他部分如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些。,利用植物组织培养技术能做哪些工作？,2.1.2 植物细胞工程的实际应用,（一）植物繁殖新途径：属于无性繁殖,微型繁殖,、微型繁殖技术,（1）概念:,（2）优点:,繁殖速度快；“高保真”高效保持优良品种的遗传特性、无性繁殖,是快速高效实现种苗繁植 培育优良植物品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。,长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差，而植物的分生区一般不会感染病毒，用分生区的细胞
6、进行组织培养，就能得到大量的脱毒苗。,作物脱毒的原因：,作物脱毒材料:作物脱毒方法:结果:,分生区（如根尖或茎尖）,组织培养,脱毒苗,2、作物脱毒,（适用于无性生殖生物）,种 子 的 结 构,自然种子,天然种子的缺陷有哪些？,探究：,3、神奇的人工种子,概念：,以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。,人工种子在适宜条件下同样能够萌发长成幼苗。,结构：,3、神奇的人工种子,人工薄膜+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）,养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌和植物生长调节剂等。,教材讨论,探究：人工种子有哪些优点？,优点：,（3）时间短，占地少,（2
7、）保留优良性状,（1）不受气候、季节、地域的限制。,思考：,常规选育出一个可以稳定遗传的农作物优良品种，一般要经过56年的连续筛选。请结合已学知识寻找一条作物育种的新途径？,生产植物产品,1、单倍体育种,明显缩短了育种年限,二、作物新品种的培育,（1）、过程,（2）、特点,花药离体培养,单倍体,AABBAAbbaaBBaabb,原理：染色体组成倍减少，再经秋水仙素加倍后 得到纯种。,AABB AaBbaabb,ABAbaBab,基因型,单倍体育种,ABAbaBab,杂交育种,二倍体、多倍体纯系,思考：,在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。如何利用这些突变体培育新品种？,植物细胞工程的实际应用小结,植物繁殖的新途径微型繁殖作物脱毒神奇的人工种子作物新品种的培育单倍体育种突变体的利用细胞产物的工厂化生产,植物组织培养,细胞全能性,感谢您的关注！,外植体,植物细胞具有全能性,愈伤组织,高度液泡化的薄壁细胞，呈无定型状态，排列疏松而无规则，具有很强的分生能力,单倍体植株,绿色,表达叶绿体的基因,
