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1、一、细胞工程的含义 植物细胞工程是一门以植物组织和细胞的离体操作为基础的实验性很强的新兴学科。细胞工程又称细胞技术，是生物技术的主要内容之一。生物技术又称生物工程，包括如下内容：细胞工程、基因工程、酶工程、发酵工程。,植物细胞工程的含义：通过细胞、组织、器官培养以及细胞融合等，达到改良品种、快速繁殖或生产生物产品的一种技术。,研究内容：细胞工程基本技术细胞、组织、器官培养原生质体培养细胞融合及培养次生代谢物生产等,二、植物细胞工程的发展历史,1902年，德国植物学家Haberlandt提出了高等植物的器官和组织可以不断分割，直至分到单个细胞的观点。他认为，如果每个细胞都有植物个体一样的性质和能
2、力，那么可以通过植物细胞培养，把单个细胞培养成一个新个体。,在此思想指导下，许多科学家从事组织培养研究。1904年，德国植物胚胎学家Hanning 用萝卜和辣根的胚进行离体培养，提早长成了小植株，首次获得胚培养成功。成熟 发芽常规，幼胚 种子 植物 培养 组织培养 幼胚 植株,1922年，Knudson 对兰花幼胚进行培养获得幼苗，克服了兰花种子发芽难的困难。1925年，Laibach 进行亚麻种间杂种幼胚培养，成功地得到了杂种植物。1934年，White 等用番茄根尖的组织培养，建立了第一个活跃生长的无性繁殖系。1934年，Gautheret 培养山毛柳、黑杨的形成层组织，获得愈伤组织形成。
3、,1937年，White 和Went 等分别发现B族维生素和吲哚乙酸（IAA）对培养的离体根生长具有重要作用。1937-1938年，Gautheret 在1934年培养山毛柳、黑杨成功获得愈伤组织的基础上，在培养柳树的培养基中，加入IAA 和B族维生素等，使形成层的生长大为增加。1937-1938年，Nobecourt 培养胡萝卜根和马铃薯的块茎薄壁组织，获得愈伤组织。将愈伤组织置于琼脂培养基上继续培养，可无限发生细胞增殖，形成愈伤组织。首次从液泡化的薄壁细胞建立愈伤组织培养物。,White、Gautheret、Nobecourt 等科学家被誉为植物组织培养的奠基人。在此基础上建立了植物组织培
4、养的综合培养基，包括无机盐成分、有机成分和生长刺激因素。这是随后创立的各种培养基的基础，同时也建立了植物组织培养的基本方法，成为当今各种植物组织培养的技术基础。,40年代末开始，进行从脱分化细胞组织培养进入探讨器官再分化的研究。脱分化 细胞（组织、器官）再分化愈伤组织 不定芽 植株 不定根,1958年，Steward 和Shantz以胡萝卜根的悬浮细胞诱导分化成完整的小植株，首次获得植株再生成功。1960年，Cocking 等用真菌纤维素分离植物原生质体获得成功。1971年，Takebe 等从烟草原生质体得到再生植株，首次获得原生质体植株再生成功。1972年，Carlson 等通过两个烟草物种
5、之间原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种植株。到目前为止，组织培养、原生质体培养、细胞融合已在许多植物上获得再生成功。,三、,四、植物细胞工程的应用,（一）、脱毒和快速繁殖 许多植物，特别是无性繁殖植物，带有病毒，并直接传给子代，严重影响产量和质量。一般茎尖生长点不带病毒。所以，利用茎尖培养再生的植株，可能不带病毒，再进行大量繁殖生产脱毒苗。脱毒苗用于生产可明显提高产量、质量和商品价值。目前已在许多植物上得到应用，如甘薯、马铃薯、草莓、果树、花卉等。,许多名贵植物，之所以名贵，是因为繁殖系数太低，种子结实率低或者不结种子，而营养繁殖又很慢。利用组织培养再生植株，进行大量繁殖，可以大大提高繁殖
6、系数。目前组织培养快速繁殖已在许多植物上应用，最早是兰花（60年代）。,（广义）又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织.器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。（狭义）组培指用植物各部分组织，如形成层.薄壁组织.叶肉组织.胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。,Micropropagation,“the art and science of multiplying plants in vitro.”,CloneGenetically iden
7、tical assemblage of individuals propagated entirely by vegetative means from a single plant.,ExplantCell,tissue or organ of a plant that is used to start in vitro cultures.,Axillary shoot proliferationGrowth of axillary buds stimulated by cytokinin treatment;shoots arise mostly from pre-existing mer
8、istems.,Potato cultures in the lab,MicropropagationAdvantages,From one to many propagules rapidlyMultiplication in controlled lab conditionsContinuous propagation year roundPotential for disease-free propagules,MicropropagationLimitations,Equipment/facility intensive operationTechnical expertise in
9、management positionsProtocols not optimized for all speciesLiners may not fit industry standard Propagules may be too expensive,MicropropagationApplications,Rapid build up of stock of new,superior varietyElimination of endophytic diseaseBetter suited to morphology/growth characteristics(few offshoots/sprouts;date palms,ferns,nandinas)Propagules have enhanced growth features(multibranched character;Ficus,Syngonium),
