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第五章 植物细胞工程;白菜甘蓝;一、细胞工程 ;植物细胞工程：以植物组织细胞为基本单位，在细胞或细胞器水平上应用细胞生物学、分子生物学等理论和技术，在离体条件下进行培养、繁殖或人为的精细操作，使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而改良品种或创造新物种，或加速繁殖植物个体，或获得有用物质的过程。 它是在植物组织培养的基础上发展起来的，因此植物细胞工程也是广义概念上的植物组织培养。;所采用技术的理论基础 ;（一）种苗脱毒 茎尖培养可以得到无病毒苗木已成为解决病毒病危害和品种退化问题的一个重要途径。;（二）快速繁殖 许多植物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，可以大大提高繁殖系数。目前组织培养快速繁殖已在许多植物上应用， 最??是兰花（60年代）。 快速繁殖实现工厂化育苗(特点：繁殖快，性状稳定，整齐一致，无病虫害，周期短，周年生产。) ;（三）植物细胞工程育种 1.利用培养变异，筛选优良突变体 植物离体培养，能够明显提高突变率，并且会有各种各样的生理和形态突变，如株高、花色、植株形态、生育期、耐性等。可以从中选择优良突变体，培育新品种。; 3.利用细胞融合技术，克服远缘杂交不亲和性 野生种往往有许多优良性状，但大部分与栽培种杂交不亲和，严重影响了野生种优良遗传基因的应用。利用细胞融合，可以克服这种杂交不亲和性，获得体细胞杂种，使野生种的利用成为可能。;;（四）离体种质保存 随着地球不断开发、生态环境破坏，种植资源日趋枯竭，大量有用基因损失。利用组织培养法，低温保存（－196℃）或试管保存，为保存和抢救濒临灭绝的生物带来希望。;第一节 基本概念;2.植物组织和器官培养：在无菌和人工控制条件下（培养基、光照、温度等），研究植物的细胞、组织和器官以及控制其生长发育的技术。 3.植物的分化：高等植物的分化分为胚胎发生和器官发生两个阶段。 4.脱分化:已经分化的细胞、组织和器官在人工培养的条件下又变成未分化的细胞和组织的过程。 5.再分化：通过脱分化诱导形成的愈伤组织在适宜的培养条件下可再分化成为胚状体或直接分化成器官。;9.外植体：在植物组织培养过程中，接种在培养基上的无菌细胞、组织、器官等均称为外植体。;第二节 植物细胞工程发展历史;植物的器官和组织可以不断分割，直至分到单个细胞而不影响细胞增殖的观点。并设想离体细胞具有再生完整植株的潜力。; 作为一门技术，必须具有一定的程序性（技术模式）。在这一阶段植物组织培养建立了2个与培养技术有关的重要模式：培养基模式、激素调控模式。 ; 1948 年，Skoog和崔徵通过对烟草茎切段和髓培养组织的研究，确定了腺嘌呤／生长素的比例是控制芽和根形成的主要条件之一。; 1958年，英国科学家Steward 等用胡萝卜根的愈伤组织细胞进行悬浮培养，成功诱导出胚状体并分化为完整的小植株，首次获得植株再生成功。使细胞全能性理论得到证实，这是植物组培的第一次突破。; 1960年G.Morel采用兰花的茎尖培养，实现了去病毒和快速繁殖两个目的。这是经过茎尖—原球茎—小植株的方式而再生的。; 1962年Marshing和Skoog在烟草培养中筛选出至今仍被广泛使用的MS培养基。;;第三节 植物细胞的形态及生理特性;二、植物细胞的结构特征;1.生理活性物质 一类对细胞内的生化反应和生理活动起调节作用的物质的总称，包括酶、维生素、植物激素、抗生素和植物杀菌素等。 2.后含物 植物细胞储藏的物质或者废弃物质，包括生物碱、苷类、有机酸、挥发油等。;二 植物培养细胞的生理特性;第四节 植物细胞培养的基本技术;2.外植体的灭菌 消毒原则：既要彻底消灭外植体表面的微生物，又要保持外植体正常活力。 消毒剂：良好的消毒作用，又要易被无菌水冲掉或自行分解掉。 消毒程序：消毒剂种类、浓度和消毒时间。 目前常用消毒方法： 首先70～75％酒精，30秒，表面杀菌，后用其他消毒剂消毒；如： 0.1％升汞，5～10分钟，2～5％次氯酸钠，5～30分钟。 茎尖、茎段、叶片消毒程序： 70％乙醇30秒 → 无菌水2～3次 →2～5％次氯酸钠10～15分 → 无菌水3～5次。 种子的消毒程序： 10％次氯酸钠20～30分→无菌水3～5次。 根的消毒程序： 自来水冲洗→纯乙醇漂洗→0.1％升汞5～10分→无菌水3～5次。;3.诱导培养 （1）外植体的切割： 叶片0.5～0.8 cm2；茎段和顶芽以１cm长为宜。 （2）接种： 形态学下端插入培养基（如茎切段），叶平铺。不可将切块深埋于培养基中，