植物細(xì)胞工程中國(guó)藥科大學(xué)生物工程所有(已修改)
2025-01-30 02:06 本頁(yè)面
【正文】 第四章 植物細(xì)胞工程 Plant Cell Engineering 第一節(jié) 概述 掌握 植物細(xì)胞工程 基本概念 及其主要內(nèi)容 應(yīng)用 了解 植物細(xì)胞工程的研究簡(jiǎn)史、現(xiàn)狀 及發(fā)展前景 熱點(diǎn) 植物細(xì)胞工程的發(fā)展歷史 德國(guó)植物學(xué)家 Haberlandt 植物細(xì)胞培養(yǎng)創(chuàng)始人 ? 1902年根據(jù)細(xì)胞學(xué)說(shuō) （ cell theory ）提出植物體細(xì)胞有再生完整植株的潛在全能性 細(xì)胞全能性 （ totipotency） 植物細(xì)胞全能性是植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ) 1904年，德國(guó)植物胚胎學(xué)家 Hanning 用蘿卜和辣根的胚進(jìn)行離體培養(yǎng)，提早長(zhǎng)成了小植株，首次獲得胚培養(yǎng)成功。 成熟 發(fā)芽 常規(guī)：幼胚 ―→ 種子 ―→ 植物 培養(yǎng) 組織培養(yǎng)： 幼胚 ―→ 植株 1922年， Knudson 對(duì)蘭花幼胚進(jìn)行培養(yǎng)獲得幼苗，克服了蘭花種子發(fā)芽難的困難。 1925年， Laibach 進(jìn)行亞麻種間雜種幼胚培養(yǎng)，成功地得到了雜種植物。 1934年， White 等用番茄根尖的組織培養(yǎng)，建立了第一個(gè)活躍生長(zhǎng)的無(wú)性繁殖系。 1934年， Gautheret 培養(yǎng)山毛柳、黑楊的形成層組織，獲得愈傷組織形成。 1937年， White 和 Went 等分別發(fā)現(xiàn) B族維生素和吲哚乙酸（ IAA）對(duì)培養(yǎng)的離體根生長(zhǎng)具有重要作用。 19371938年， Gautheret 在 1934年培養(yǎng)山毛柳、黑楊成功獲得愈傷組織的基礎(chǔ)上，在培養(yǎng)柳樹(shù)的培養(yǎng)基中，加入 IAA 和 B族維生素等，使形成層的生長(zhǎng)大為增加。 ? 19371938年， Nobecourt 培養(yǎng)胡蘿卜根和馬鈴薯的塊莖薄壁組織，獲得 愈傷組織 。將愈傷組織置于瓊脂培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)，可無(wú)限發(fā)生細(xì)胞增殖，形成愈傷組織。首次從液泡化的薄壁細(xì)胞建立愈傷組織培養(yǎng)物。 White、 Gautheret、 Nobecourt 等科學(xué)家被譽(yù)為植物組織培養(yǎng)的奠基人。 在此基礎(chǔ)上建立了植物組織培養(yǎng)的綜合培養(yǎng)基，包括 無(wú)機(jī)鹽成分、有機(jī)成分和生長(zhǎng)刺激因素 。這是隨后創(chuàng)立的各種培養(yǎng)基的基礎(chǔ)，同時(shí)也建立了植物組織培養(yǎng)的基本方法，成為當(dāng)今各種植物組織培養(yǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)。 一 .植物細(xì)胞工程 基本概念 ： ? 原理和方法 ：細(xì)胞學(xué)、 生理學(xué) 、 分子生物學(xué)及工程學(xué)原理 ? 對(duì)象： 植物細(xì)胞 ? 設(shè)計(jì)改造 ： 植物細(xì)胞遺傳性 ? 目標(biāo)： 創(chuàng)造新物種，提供名貴藥品及服務(wù) 二 .植物細(xì)胞工程 研究主要內(nèi)容 ： ? 植物細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù) ? 原生質(zhì)體培養(yǎng)和融合技術(shù) ? 植物的快速繁殖和人工種子 ? 植物染色體工程 ? 轉(zhuǎn)基因技術(shù) 植物細(xì)胞工程 熱點(diǎn) ? ，采用 植物細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù) 培養(yǎng)植物的細(xì)胞，組織，器官 以獲得有 藥用價(jià)值的次生代謝產(chǎn)物 。 ? 遺傳操作技術(shù) 改變植物或植物細(xì)胞的原有性狀和功能 ，獲得具有優(yōu)良性狀的植株或植物細(xì)胞，生產(chǎn)有藥用價(jià)值的次生代謝產(chǎn)物。 第二節(jié) 植物 細(xì)胞培養(yǎng)特性 及主要 培養(yǎng)技術(shù) ?細(xì)胞的全能性 : 一個(gè)細(xì)胞具有產(chǎn)生完整生物個(gè)體的固有能力。 一、重要概念 ?植物干細(xì)胞 ：植物 胚性細(xì)胞 （ embryogenic cells）即合子。 ?分化的根莖葉 中仍保留少數(shù)未分化或分化程度不高的細(xì)胞（遺留的胚性細(xì)胞） 一、重要概念 細(xì)胞的 脫分化 （ dedifferentiation):特定條件下，分化細(xì)胞被誘導(dǎo)，基因活動(dòng)模式發(fā)生變化，改變?cè)械陌l(fā)育途徑，失去原有的分化狀態(tài)，轉(zhuǎn)變?yōu)榫叻稚芰Φ呐咝约?xì)胞。 ? 已分化細(xì)胞要表現(xiàn) 全能性 ，先要脫分化成 分生細(xì)胞 ，后再分化形成胚胎發(fā)育成植株 ? 脫分化條件： 創(chuàng)傷和外源激素 。 一、重要概念 ?外植體 (explant)：植物體上取出的用于培養(yǎng)和分離細(xì)胞的組織或器官 ?愈傷組織 ：植物的傷口或外植體的傷口長(zhǎng)出的 細(xì)胞團(tuán)，既是組織，又是脫分化細(xì)胞 ?次生代謝產(chǎn)物 ：保持植物的抗逆性，抗病性和抗蟲(chóng)性，及擔(dān)當(dāng)信號(hào)分子。 一、重要概念 一、重要概念 ? 植物組織培養(yǎng) ? 在 無(wú)菌 條件下，將 離體 的植物 器官 (如根尖、莖尖、葉、花、未成熟的果實(shí)、種子等 )、 組織 (如形成層、花藥組織、胚乳、皮層等 )、 細(xì)胞 (如體細(xì)胞、生殖細(xì)胞等 )、胚胎 (如成熟和未成熟的胚 )、 原生質(zhì)體 (如脫壁后仍具有生活力的原生質(zhì)體 )，培養(yǎng)在 人工培養(yǎng)基 上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘發(fā)產(chǎn)生 愈傷組織 ，或 潛伏芽 等，或長(zhǎng)成完整的 植
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