第二十四章_药用植物生物技术.ppt

组员：王丽娥 李维锦 李玉瑚 田锦丽 田文燕 闭国凤 药用植物生物技术 药用植物组织培养技术 药用植物细胞培养技术 药用植物基因工程技术 植物组织培养（Plant Tissue Culture） 通过无菌操作分离植物体的一部分（外植体explant），接种到培养基上，在人工控制的条件下（包括营养、激素、温度、光照、湿度）进行培养，使其产生完整植株的过程。 组织（愈伤组织Callus、茎尖分生组织） 悬浮细胞 器官（胚，花药，子房，根、茎、叶等） 原生质体（Protoplast） 花粉的培养 概念：将花粉从花药中游离出来，再进行离体培养的技术。 花粉培养图解 第二节植物细胞培养 概念： 组织培养物分离成单细胞并不断扩增的液体培养技术 过程：将愈伤组织或其它易分散的组织至于液体培养基中，使组织分散成游离的悬浮细胞，进行振荡培养，通过继代培养使细胞增殖，获得大量的细胞群体，生产有用次生代谢产物 振荡培养条件： 采用水平振荡，速率30-150r/min，振幅2-4cm，温度24-30℃为宜 药用植物组织和细胞培养的应用 第三节药用植物基因工程 PCR技术 (1)概念：聚合酶链式反应 （英文全称：Polymerase Chain Reaction） （2）原理：类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性--退火（复性）--延伸三个基本反应步骤构成 ①模板DNA的变性：模板DNA经加热至90~95℃一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备； ②模板DNA与引物的退火（复性）：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55~60℃，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合； 基因工程技术策略 * * 原理：植物细胞全能性 任何具有完整细胞核的植物细胞，都拥有形成一个完整植珠所必须的全部遗传信息和发育成完整植株的潜能。 第一节??? 植物组织培养 药用植物组织培养包括： 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团无序生长的薄壁细胞。 植物组织培养步骤 1.获得无菌外植体 2.消毒 3.培养基的选择 4.愈伤组织的培养 5.试管苗的培养 炼苗，驯化→完整植株 原生质体培养 概念：将植物细胞游离成原生质体，在适宜的条件下，依据细胞全能性使其再生细胞壁，进行细胞的分裂分化，并发育成完整植株的过程。 主要来源：植物的叶片、根尖、花粉、愈伤组织 植物快繁技术（micropropagation） 概念： 把植物器官、组织、细胞或原生质体作为外植体，给予人工培养基和合适的离体培养条件下再生植物的技术，从而达到高速增殖，属离体无性繁殖。 步骤：母株（完整）→外植体（母株的一小部分，种子亦可）→接种到培养基上→长芽（继代增殖）→长根（试管外生根亦可）→炼苗，驯化→完整植株 花药培养 概念：应用组织培养技术，将花粉发育至一定阶段的花药接种到人工培养基上进行培养，以诱导其花粉粒改变发育进程，形成花粉胚或愈伤组织进而分化成苗的技术。 步骤：花药→在烧杯中研碎（有溶剂）→过滤→浓度梯度离心→收集中间层→消毒→接种→培养 花药培养得到的植株染色体数目相当于原植株体细胞染色体数目的一半，又称单倍体植株。 花粉花药培养的意义： 克服后代分离，缩短育种年限 选择效率高 有利于隐性基因控制性状的选择 快速获得自交系的超雄株 可用于品种提纯复壮 体细胞杂交 将二倍体植物体细胞经离心、振荡等机械方法或采用诱导剂促使不同植物的原生质体进行融合，培养，获得体细胞杂交的植株，由此使自然不杂交的植物获得种间杂交品种。 （一）利用组织和细胞培养物转化药用成分 （1）植物细胞和组织培养物中含有催化氧化、还原、甲基化、羟基化、异构化、酯化、糖基化、羧基化、去甲基化等多种反应的酶类，可使加入到培养物中的原料转化成有用的化合物。 （2）加入到紫花洋地黄细胞培养中的甲基毛地黄毒素可以被转化成β-甲基地高辛。植物细胞和组织培养物的生物转化体系中常含有糖苷化酶，能往一些天然产物上面加上糖基，合成一些苷类物质。 （3）可以向药用植物细胞和组织培养物中添加前体，经培养将其转化为目的化合物，以此来增加有效成分的含量。 （二）利用组织和细胞培养技术生产药用成分 提取过程相对简单（植物组织及细胞培养过程中，所产生的次生代谢物常存在于细胞内，可以收获细胞进行提取，且所含色素等杂质较少） 植物培养细胞中有效成分含量高于原植物中的含量 培养周期