修改第一章绪论ppt课件.ppt
《修改第一章绪论ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《修改第一章绪论ppt课件.ppt(62页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、植 物 细 胞 工 程,第一章 绪 论,植物细胞工程流程,第一节 植物细胞工程的有关概念 植物细胞工程是一种利用离体培养细胞进行遗传操作,实现植物品种改良的生物技术。细胞工程和基因工程是现代植物生物技术两个不可分割的组成部分。虽然基因工程也采用一些细胞工程的技术,但是细胞工程本身是一种独立的、自成体系的生物技术。,高等植物是多细胞的有机体,无法在整体水平上进行遗传操作,只有通过离体培养使植物细胞或小块的组织在离体培养条件下生长、发育和分化,再生完整植株,才可能使细胞水平上的遗传操作传递到植物体,实现植物的品种改良或种苗的快速繁殖。因此,植物细胞工程是建立在植物离体组织培养基础上的一种生物工程技
2、术。,嵌合体:遗传学上用以指不同遗传性状嵌合或混杂表现的个体。免疫学上的涵义则指一个机体身上有两种或两种以上染色体组成不同的细胞系同时存在,彼此能够耐受,不产生排斥反应,相互间处在嵌合状态。,已经失去了分裂能力,处于分化成熟和分裂静止状态的细胞置于特定的培养基上时,首先发生的变化是回复到分生性状态,(包括细胞器的破坏与重建),同时细胞内酶的种类与活性发生改变,蛋白质合成和细胞代谢过程也发生改变,最后引起基因表达的改变,细胞的性质和状态发生了扭转。由失去分裂能力的细胞回复到分生性状态并进行分裂,形成无分化的细胞团(愈伤组织)的过程称为“脱分化”。,经过脱分化的细胞如果条件合适,就可以长久保持旺盛
3、的分裂状态而不发生分化。由无分化的愈伤组织细胞再转变成为具有一定结构,执行一定生理功能的细胞团和组织,构成一个完整的植物体或植物器官的现象(或过程),叫做“再分化”。一个已分化细胞要表达出其全能性,就要经过脱分化和再分化的过程,这就是植物细胞和培养组织所要达到的目的。,植物激素在调节“细胞脱分化”和“再分化”中起到主要作用。植物对激素的反应十分敏感,培养基中生长素类和细胞分裂素类的种类、相对比例和浓度都能直接影响到细胞脱分化和再分化的过程,组培中常常是通过调节激素的种类、浓度和相对比例来达到调节脱分化和再分化的目的。,细胞经过脱分化和再分化再生出新的植物体过程中,可经过两条途径:1、由愈伤组织
4、的部分细胞先分化产生芽(或根),再在另一种培养基上产生根(或芽),形成一个完整的植株-器官发生途径;2、在愈伤组织中产生出一些与胚相似的结构(两极性结构),然后发育成带根苗,-体细胞胚胎发生或无性胚胎发生途径。,在离体培养条件下,植物再生是经过器官发生途径还是经过体细胞胚胎发生途径,随植物不同而不同,也随培养基的不同而变化,有时甚至同一种植物在同一条件下,既存在体细胞胚胎发生途径,也存在器官发生发生途径,这都是自然现象,是正常的,只是两种发育途径的频率随着基因型不同和培养条件的改变而差异显著。,第二节 植物细胞工程的特点一、培养材料经济 由于植物细胞具有全能性,通过植物细胞工程技术能使植物体的
5、单个细胞、小块组织、茎段等离体材料经培养获得再生植株。这不但在生物学研究上保证了材料来源单一和遗传背景一致,有利于试验成功,而且在生产实践中,以茎尖、根、茎、叶、子叶、下胚轴、花芽、花瓣等材料进行培养时,只需要几毫米甚至不到1mm大小的材料,做到了材料经济使用。,二、培养条件可以人为控制 植物细胞工程技术含量高,所采用的植物材料完全是在人为提供的培养基和小气候环境条件下进行生长,摆脱了大自然中四季、昼夜的变化及灾害性气候的不利影响,且条件均一,对植物生长极为有利,便于稳定地进行组培苗的周年生产。,三、生长周期短,繁殖率高 植物细胞工程由于人为控制培养条件,而且根据培养对象的不同要求而提供适宜的
6、培养条件,因而生长快,往往个月左右为1个周期,大大缩短了生长周期。虽然植物组织培养需一定设备及能源消耗,但由于植物材料能按几何级数繁殖生产,故繁殖率高,且能及时提供规格一致的优质种苗和无病毒种苗。,四、管理方便,利于工厂化生产和自动化控制 植物细胞工程是在一定的场所和环境下,人为提供一定的温度、光照、湿度、营养、激素等条件,极利于高度集约化的工厂化生产,也利于生产与管理的自动化控制,具有现代农业的典型特点。它与盆栽、田间栽培等相比,省去了中耕除草、浇水施肥、防治病虫等一系列繁杂劳动,客观上省地、省力、省工,便于管理。,第三节 植物细胞工程的发展历史 植物细胞工程科学的发展与细胞的发现和随后提出
7、的细胞学说有不可分割的历史渊源。1、1665年英国Robert Hooke第一个发现细胞。2、19世纪上半叶德国动物学家Schwann提出了有关细胞理论。植物学家Schleiden对此作出了最后的结论,提出细胞学说,它包括两个基本方面:细胞是生物有机体的基本单位;细胞(特别是植物细胞)又是生理上、发育上具有潜在全能性的功能单位。,3、Trecul(1853)观察到许多树被剥皮后形成愈伤组织。通过愈伤组织切片分析表明,除形成层外,髓射线、韧皮部和最幼嫩的木质部成分也可以作为组织培养的材料。4、Yachting(1878)观察到一种有趣的称为“极性”的现象,这是一种与植物组织发育有关的特征。在对插
8、条的经典实验中,Yachting注意到茎上部总是产生芽,而茎基部产生愈伤组织或根。,5、1902年德国著名植物学家Haberlandt根据细胞学说,提出了高等植物的器官和组织可以不断分割直至单个细胞的观点,这种单个细胞是具有潜在全能性的单位。虽然他的实验在当时未获得成功,但提出了诱导培养细胞分裂的必要条件。6、1904年,Hanning最先在含有无机盐及含有有机成分的培养基上成功的培养出了萝卜和辣椒的胚,发现离体的胚可以在培养基上充分发育,并有提早发育成苗的现象。,7、1922年,Knudson采用胚培养获得了大量的兰花幼苗,克服了兰花种子发育的困难。同年,Robbins培养了长度为1.453
9、.75cm的豌豆等作物的茎尖,结果形成了一批绿的叶和根。8、1925年Laibach通过培养亚麻种间杂交的幼胚,成功的获得了杂种幼苗。,9、1933年,我国李继侗等曾在银杏离体培养时,发现了3mm以上大小的胚在培养基上即可正常生长,其胚乳提取物促进银杏离体胚的生长。这一发现对以后人们使用植物胚乳汁液、幼嫩种子及果实提取液等天然生长物质促进培养物的生长有着启蒙作用。,10、1934年,美国植物生理学家White通过对番茄根尖的组织培养,建立了第一个有活跃生长的无性繁殖系,并能进行继代培养。利用根系培养物,研究了光照、温度、pH值和培养基组成对根生成的影响。到这时,有关离体根的培养实验才获得了真正
10、的成功。,11、1937年,法国的Gautheret、Nobecourt培养块根和树木形成层使其生长。White、autheret和Nobecourt确立的植物组织培养的基本方法,成为以后各种植物组织培养的技术基础。12、1941年,Overbeek等在基本培养基上附加椰乳(CM),使曼陀罗(Datura stramonium)的心形时期幼胚能够离体培养至成熟。13、1942年,Lammerts进行了杏、油桃和桃的杂种胚培养,提高了杂种的萌发率。,14、1943年,White提出了植物细胞“全能性”学说并出版了植物组织培养手册,使植物组织培养成为一门新兴学科。15、1944年,Morel进行了
11、葡萄茎尖组织培养的尝试,获得了愈伤组织和根。,16、1948年,Skoog和崔徵发现腺嘌呤或腺苷可以解除生长素(IAA)对芽形成的抑制作用,从而诱导烟草的茎段形成芽,确立了腺嘌呤与生长素的比例是控制芽和根分化的主要条件之一,建立了器官形成的概念,导致以后激动素(KT)的发现及利用激动素和生长素的配比关系控制植物器官分化工作的开展。,17、1955年,Skoog及其同事在鲱鱼精子的提取物中发现了激动素,它对促进芽的形成活性比腺嘌呤高出了约3万倍。18、1957年,Skoog和Miller发现了生长素和激动素之间的不同比例的配合对生长和分化的作用,即激动素/生长素之比高时易形成芽,比例低时则形成根
12、。,19、1958年,美国植物学家Stewar等用胡萝卜韧皮部细胞进行培养,终于获得了完整植株,并且该植株能够开花结实。这首次证实了Haberlandt在50多年前关于细胞全能性的预言。,20、1965年VasiL等分别成功地进行了烟草单细胞的离体培养和植株再生,以及Takebe等(1971年)首次利用原生质体培养获得了再生植株。以上事实一次又一次地证实了植物细胞的全能性,同时也为组织培养工作应用于作物改良开辟了广阔地前景。Cuha等(1964年)利用曼佗罗花药培养首次获得了单倍体植株,由此证明性细胞也具有全能性。之后,人们先后在烟草、水稻、小麦和玉米等重要作物上取得成功。花药和花粉培养地成功
13、,导致了一个植物育种学的分支单倍体育种的诞生。,我国植物快速繁殖和无病毒种苗生产的研究始于20世纪70年代。目前,马铃薯无毒种薯和甘蔗无毒种苗已在生产上大面积种植,兰花、香石竹、月季、菊花、唐菖蒲、百合、重瓣玉簪、橡皮树、草莓、茶花、桉树、杨树、苹果、柑桔、枣树、醋栗、葡萄、木薯、香蕉、巴戟天、大蒜、金线莲、枸杞、半夏、红花、银杏等已进行规模化生产或中间试验。,利用组织培养技术进行植物快速繁殖及无毒种苗生产,不仅能够获得显著的经济效益,同时能够挽救珍稀濒危物种和帮助解决药用植物野生资源短缺问题。花药培养方面,我国从1970 年开始,至今已利用花粉或花药培育出40多种植物的单倍体植株,其中小麦、
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 修改 第一章 绪论 ppt 课件

链接地址:https://www.31ppt.com/p-5513477.html