第5章 植物生物技.ppt

第5章　植物生物技术在农业上的应用 教学目的要求 ①了解植物生物技术在农业领域的广泛的应用 ②了解生物技术在植物育种、快繁脱毒、人工种子生产及次生代谢物生产等方面的应用价值 教学内容（3学时） ①植物组织培养在农业上的应用（1学时） ②植物人工种子的研制（1学时） ③植物细胞培养及次生代谢物的生产（0.5学时） ④植物转基因育种（0.5学时） 第1节　植物组织培养在农业上的应用 1.1农作物的快繁与脱毒 1.1.1作物的快速繁殖技术 概念： 特点： 主要适用于（1）难繁/濒危植物。（2）有性方法难以保持品种特性的异花授粉植物，如油棕、猕猴桃、非洲菊等。（3）需要去除病毒的植物。（4）原种很少，生产上又急需推广的植物。 快速繁殖过程 快速繁殖过程一般包括四个阶段，即无菌培养物的建立、芽的增殖、诱导生根和试管苗的移植。 ⑴无菌培养物的建立 ⑵芽的诱导及扩大化繁殖（增殖） ⑶根的诱导 ⑷移栽 “兰花工业” 1960年法国的Morel观察到虎头兰的茎尖在无菌的培养基上能够形成扁圆形的小球体，这些小球体与幼胚发育成的原球体非常相似，故称为原球茎，在一定条件下，这些原球茎通过切割能够快速增殖，并能够再生成完整植株。由于利用这一技术，使兰花的生产可以象其它工业产品那样进行工厂化生产，故将这种生产兰花的方式称为兰花试管苗“工业”，简称“兰花工业”。 “兰花工业”的生产流程 预备阶段 配制培养基：培养基的组成成份包括矿物盐、糖、维生素、铁盐、激素和有机附加物。具体成份和含量应根据花卉的种类、外植体的类别和快繁阶段来确定。 外植体：以茎尖或幼叶作为外植体。 灭菌：0.1%HgCl2和10%次氯酸钠两次消毒后用无菌水冲洗干净。 剥取生长点：在解剖镜下无菌操作剥取茎尖、腋芽或叶原基。 “兰花工业”的生产流程 诱导去分化阶段 将切取的茎尖接种到诱导培养基上进行暗培养，1—2个月可以分化出1至数个乳白色的原球茎。原球茎形成后切割繁殖原球茎。 “兰花工业”的生产流程 继代增殖阶段 原球茎转入散射光下，用液体培养的方法继代后伸长形成根状茎，再对根状茎进行切割繁殖，此时用液体培养和固体培养交替进行为好。等到根状茎繁殖到一定数量后，转入到再生培养基中进行植株再生。 “兰花工业”的生产流程 生根成芽阶段 转移到壮苗生根培养基上。要分离成单苗进行培养。 移栽成活阶段 已经生根的试管苗及时移栽，移栽要求通气性好的基质如蕨根、蛇木、彭化矿石等。也可先炼苗3—4天，然后将幼苗移到通风透水保湿的适宜基质中，在高湿弱光下缓苗一个星期，之后，放在摄氏温度20—25度，空气相对湿度50%左右的条件下养护，定期施肥喷药，提高试管苗成活率。 1.1.2农作物脱毒技术 （1）病毒在植物上的危害 （2）意义  （3） 植物脱毒技术 ①热处理脱毒 ②茎尖培养脱毒:生长点（约0.1-1MM区域）几乎不含或含病毒很少。分生区域内无维管束，病毒只能通过胞间连丝传递，赶不上细胞不断分裂和活跃的生长速度。 ③愈伤组织培养脱毒 ④化学疗法脱毒 第2节　植物人工种子的研制 人工种子 即人为制造的种子，它是一种含有植物胚状体或芽、营养成分、激素以及其他成分的人工胶囊。 1人工种子的构成 ①人工种皮 ②人工胚乳 ③胚状体 2人工种子的特点 2.1人工种子的优点： ①可以不受环境因素制约，一年四季进行工厂化生产； ②由于胚状体是经人工无性繁育产生，因此有利于保存该种系的优良性状； ③与试管苗相比，人工种子成本更低，更适机械化播种。 ④可根据需要在人工胚乳中添加适量的营养物、激素、农药、抗生素、除草剂等，以利于胚状体的健康生长。 2.2人工种子的缺点： ①人工种皮的性能尚不尽人意； ②还未找到一种符合多数物种需要的人工胚乳； ③胚状体如何让它处于健康的休眠状态； ④人工种子怎样做到既延长其保存时间又不明显降低萌发率等。 3人工种子的制备 ⑴胚状体的制备及其同步生长 诱导胚状体的同步化生长成了制备人工种子的核心问题。 ⑵人工胚乳的制备 ⑶人工种子包被 繁殖体的预处理（脱水干燥和强制休眠）→繁殖体的包埋(海藻酸钠作包埋介质) →贮存与萌发 第3节　植物细胞及次生代谢物的生产 1.代谢物质类型 酚类、萜类、含氮化合物 2.植物细胞次生代谢物质在医药、食品、轻化工业等领域具有重要意义 3．规模化细胞培养是生产植物次生产物的理想途径 ? 保护生态环境 ? 提高生产效率 ? 发展新型生物技术产业 工业化植物细胞培养系统主要有两大类 悬浮细胞培养系统和固定化细胞培养系统。 前者适于大量快速地增殖细胞，但往往不利于次生代谢物的积累；后者则相反，细胞生长缓慢而次生代谢物含量相对较高。 1 细胞悬浮培养 1.1 定义 1.2