【文章內(nèi)容簡介】 量的“營養(yǎng)體種子”( vegetative seeds) 。 (2) 不受病蟲害侵染。 (3) 當需要的時候,可把所貯存的材料用作核心原種迅速繁殖出大量植株。 (4) 由于不帶已知的病毒和病原菌,因此可以把這些植物的克隆在國際間進行交換。 (5) 節(jié)省大量人力、財力、物力。經(jīng)低溫貯藏的物種,保持了穩(wěn)定的遺傳性和良好的存活率。據(jù)報導,冷凍保存的胡蘿卜胚狀體,在保存了1 年之后仍有再生成植株的能力。,第三十七頁，共一百一十四頁。,6. 產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)(shēngchǎn)前景,植物有用化合物包括藥物、蛋白質、脂肪(zhīf225。ng)、糖類、橡膠、香精油、色素等。這些化合物許多都是高等植物的次生代謝物,有些化合物還不能大規(guī)模地人工合成,而靠植物產(chǎn)生這些化合物產(chǎn)量有限。因此,利用組織培養(yǎng)方法,培養(yǎng)植物的某些器官或愈傷組織,并篩選出高產(chǎn)、高合成能力、生長快的細胞株系,以進行工業(yè)化生產(chǎn)植物有用化合物,是一條行之有效的途徑。 近年來,南京藥學院丁家宜利用組織培養(yǎng)生產(chǎn)出人參干粉。這是我國第一個用組織培養(yǎng)進行醫(yī)藥的工業(yè)化生產(chǎn)的例子。,第三十八頁，共一百一十四頁。,總之，現(xiàn)在的植物組織培養(yǎng)仍然處于發(fā)展階段，很多機理人們還沒有搞清楚，它的潛力(qi225。nl236。)也遠沒有發(fā)揮出來。相信在今后的幾十年內(nèi)，組織培養(yǎng)在我國將會有更大的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)、制藥業(yè)、加工業(yè)等方面將會發(fā)揮更大的作用，創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟效益。,第三十九頁，共一百一十四頁。,思考題,1.愈傷組織的形態(tài)發(fā)生有哪兩種情況?并比較各自(g232。z236。)由此形成完整植株的不同。 2.請以某種植物為例來論述其無菌苗的誘導、繼代快繁、生根培養(yǎng)及其馴化移栽過程。 3.植物組織培養(yǎng)的主要意義有哪些？最新進展如何？,第四十頁，共一百一十四頁。,3.3.7 人工(r233。ngōng)種子,1.定義 人工種子（artificial seed)是指通過植物組織培養(yǎng)的方法獲得的具有正常發(fā)育能力的材料，外面還被有特定物質，在適宜條件下可以(kěyǐ)發(fā)芽成苗的植物幼體。 1978年，由著名的植物學家Murashige最早提出人工種子概念。,人工(r233。ngōng)種子,第四十一頁，共一百一十四頁。,2. 人工(r233。ngōng)種子的優(yōu)點,（1）可根據(jù)不同植物的要求配制，如可加入植物激素、有益微生物或抗病、抗蟲成分等，這樣獲得的人工種子就優(yōu)越于天然種子，生產(chǎn)效率高； （2）可以固定雜交優(yōu)勢，加速良種繁育； （3）可作為植物基因工程和遺傳工程(y237。chu225。n gōngch233。ng)的橋梁； （4）可保存珍貴品種。,第四十二頁，共一百一十四頁。,3. 人工(r233。ngōng)種子制作及培養(yǎng)流程圖示,第四十三頁，共一百一十四頁。,4. 人工(r233。ngōng)種子制作的關鍵環(huán)節(jié),（1）制備大量的高質量體細胞胚是人工(r233。ngōng)種子制作的前提。 （2）體細胞胚胎發(fā)生的同步化控制。 （3）選擇合理的包埋技術。,第四十四頁，共一百一十四頁。,所謂高質量的體細胞胚，指的是體細胞胚具有發(fā)育成完整小植株的能力，這就要求體細胞胚在解剖構造上具有明顯(m237。ngxiǎn)的胚根、胚芽的雙極性結構，這是人工種子制作能否成功的關鍵所在。,第四十五頁，共一百一十四頁。,人工種子的制作要求胚狀體的形態(tài)上大小一致，發(fā)育進程上相似，這樣制成的人工種子其活力強，萌發(fā)率高。 如何對體細胞胚胎發(fā)生(fāshēng)進行同步化控制和純化篩選呢？ （1）化學抑制法 （2）低溫抑制法 （3）滲透壓選擇法 （4）機械過篩選擇法 （5）應用植物胚性細胞分級儀,第四十六頁，共一百一十四頁。,化學抑制法：在細胞培養(yǎng)初期加入抑制DNA合成的藥物，使細胞DNA合成暫時停止，當除去(ch q249。)DNA抑制劑時，細胞開始進入同步分裂。,低溫抑制法：采用低溫處理導致發(fā)育停滯，形成所謂的溫度沖擊，處理時間(sh237。jiān)過后，恢復正常溫度，可以使胚性細胞達到同步分裂的目的。,第四十七頁，共一百一十四頁。,I. 人造種皮 要求：能保持胚狀體的活力，利于(l236。y)萌發(fā)或貯藏。如海藻酸鈉、明膠、樹膠、瓊脂糖、淀粉及動物膠等。 II. 人造胚乳 人工胚乳的主要成分為無機鹽、碳水化合物及蛋白質等營養(yǎng)物質。 III.包埋技術 滴注法 裝模法,第四十八頁，共一百一十四頁。,滴注法,第四十九頁，共一百一十四頁。,5. 人工種子的研究現(xiàn)狀及應用(y236。ngy242。ng)前景,美國加州的植物遺傳公司率先申請了胡蘿卜等多種植物的人工種子(zhǒng zi)的研究專利。 瑞士、法國的一些大公司集中研究開發(fā)蔬菜芽人工種子和胚芽生產(chǎn)。 歐洲多個國家聯(lián)合攻關的尤利卡計劃中，把人工種子的研制作為生物技術研究的重點項目。 我國在胡蘿卜、芹菜、黃連、苜蓿等植物的人工種子的開發(fā)應用上也獲得了階段性成果。 正因為人工種子在生產(chǎn)和科學研究中具有重要意義，所以國內(nèi)外都非常重視該領域的研究。,人工種子的產(chǎn)生是對植物傳統(tǒng)繁殖(f225。nzh237。)方式的革命。,第五十頁，共一百一十四頁。,3.3.8 植物組織(zǔzhī)與器官的生物反應器培養(yǎng),生物反應器技術是植物組織或器官培養(yǎng)生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物走向工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的關鍵技術。與適用于微生物、植物細胞培養(yǎng)的生物反應器不同，適合植物組織或器官培養(yǎng)的生物反應器系統(tǒng)具有其特殊性，如需考慮植物組織或器官的附著，以及有固定塊狀培養(yǎng)物帶來的營養(yǎng)吸收、氣體傳遞等問題。利用高度分化的植物器官、組織培養(yǎng)以提高目的產(chǎn)物含量的研究也日益引起人們的重視(zh242。ngsh236。)。根、芽、體細胞胚以及冠癭組織等的培養(yǎng)研究都有一定發(fā)展。,第五十一頁，共一百一十四頁。,以劉春朝等人采用生物(shēngw249。)反應器培養(yǎng)青篙毛狀根生產(chǎn)青篙素為例來介紹生物(shēngw249。)反應器的植物組織與器官培養(yǎng)技術及其應用。,青篙素為世界衛(wèi)生組織(WHO)推薦的治療惡性瘧疾(如腦型瘧疾和抗氯喹性瘧疾)的特效藥，具有速效，低毒等特點。另外，青篙素還有免疫促進作用和抗病毒作用，可開發(fā)抗病毒和抗艾滋病藥物。世界上青篙素原料主要來源我國和越南，由于天然青篙素受氣候，季節(jié)，蟲害等限制。每年青蒿素的產(chǎn)量(chǎnli224。ng)遠遠不能滿足市場需求，因此供不應求。,第五十二頁，共一百一十四頁。,,,,12,11,5,10,9,14,14,13,5,2,3,1,6,4,7,一體化設計的霧化生物(shēngw249。)反應器（培養(yǎng)青篙毛狀根生產(chǎn)青篙素）,1 生物反應器 2 中心筒 3 不銹鋼篩網(wǎng) 4 空氣出口 5 時間繼電器 6 霧化頭 7 培養(yǎng)液 8 空氣入口(r249。 kǒu) 9 空氣過濾器 10 流量計 11 電磁閥 12 空氣儲罐 13 霧化裝置 14 40w日光燈,8,第五十三頁，共一百一十四頁。,霧化(w249。 hu224。)反應器,第五十四頁，共一百一十四頁。,3.3.10 植物組織與器官培養(yǎng)(p233。iyǎng)存在的問題,1. 研究中的問題 對于植物全能性表達和激素作用機制等尚未開展深入研究，而且對于培養(yǎng)比較困難的植物缺乏研究。 2. 技術上的問題 效率偏低、操作比較繁瑣、培養(yǎng)結果比較難以確定等技術問題 還需解決。 3. 可應用性范圍 目前有許多植物還未培養(yǎng)成功，許多有意義的雜交親本或組合 還不能培養(yǎng)成功，或不能有效(yǒuxi224。o)培養(yǎng)成功。 4. 生物反應器技術 （1）適用于不同培養(yǎng)對象的新型生物反應器的研制。 （2）提高生物反應器技術內(nèi)部培養(yǎng)物生長的均勻性和空間利用率。 （3）培養(yǎng)物接種、取樣、無菌化等操作技術的優(yōu)化。 （4）不同培養(yǎng)體系生物反應器培養(yǎng)的動力學研究與工藝優(yōu)化控制。 （5）生物反應器培養(yǎng)的放大技術。,第五十五頁，共一百一十四頁。,3.4 植物細胞培養(yǎng) 3.4.1 定義 3.4.2 植物細胞培養(yǎng)的方法(fāngfǎ) 3.4.3 植物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基 3.4.4 植物單細胞培養(yǎng) 3.4.5 植物細胞培養(yǎng)的意義 3.4.6 植物細胞的生物反應器大規(guī)模培養(yǎng)（自學） 3.4.7 植物細胞兩相培養(yǎng)技術（自學） 3.4.8 植物細胞的生物反應器固定化培養(yǎng)（自學） 3.4.9 植物細胞培養(yǎng)存在的問題與發(fā)展趨勢,第五十六頁，共一百一十四頁。,3.4.1 定義 植物細胞培養(yǎng)（plant cell culture)是指在離體條件下，將愈傷組織或其他易分散的組織置于液體培養(yǎng)集中，進行振蕩培養(yǎng)，得到分散成游離的懸浮細胞，通過繼代(j236。 d224。i)培養(yǎng)使細胞增殖，從而獲得大量細胞群體的一種技術。 植物細胞培養(yǎng)的理論基礎是植物細胞的單個細胞內(nèi)存在生命體的全部能力（全能性）。,第五十七頁，共一百一十四頁。,3.4.2 植物細胞培養(yǎng)的方法 根據(jù)培養(yǎng)對象，植物細胞培養(yǎng)主要(zhǔy224。o)有單細胞培養(yǎng)、單倍體培養(yǎng)、原生質體培養(yǎng)等。 根據(jù)培養(yǎng)系統(tǒng)分為懸浮培養(yǎng)、液體培養(yǎng)、固體培養(yǎng)、固定化培養(yǎng)等。 植物細胞培養(yǎng)系統(tǒng)分類（圖示）。,第五十八頁，共一百一十四頁。,,,,細胞培養(yǎng),固體(g249。tǐ)培養(yǎng),液體(y23