1、第第1节节 植物细胞工程植物细胞工程二二 植物细胞工程的应用植物细胞工程的应用植物繁殖植物繁殖的新途径的新途径作物作物新品种的培育新品种的培育细胞产物细胞产物的工厂化生产的工厂化生产植物细胞工程的应用植物细胞工程的应用一、植物繁殖的新途径一、植物繁殖的新途径1.1.快速繁殖快速繁殖（1）概念：）概念：用于用于快速繁殖优良品种快速繁殖优良品种的的植物组织培养技术植物组织培养技术。也叫微型繁殖（2）优点：）优点：可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖；可以保持优良品种的遗传特性可以保持优良品种的遗传特性。外植体外植体脱分化脱分化愈伤愈伤组织组织再分化再分化根、芽根、芽
2、幼苗幼苗完整植株完整植株移栽成活移栽成活（3）过程：）过程：（4）实例：）实例： 一些优良的一些优良的观赏植物观赏植物、经济林木经济林木、无性繁殖作物无性繁殖作物和和濒危濒危植物植物等。等。铁皮石斛的工厂化生产脱毒马铃脱毒马铃薯田薯田与与被被病毒感染病毒感染未脱毒马未脱毒马铃薯叶片铃薯叶片2.2.作物脱毒作物脱毒（1）适用对象：）适用对象：被病毒感染的无性繁殖被病毒感染的无性繁殖的作物。的作物。（2）脱毒）脱毒过程：过程：无病毒组无病毒组织：如织：如茎茎尖组织尖组织脱分化脱分化愈伤愈伤组织组织再分化再分化根、芽根、芽幼苗幼苗完整植株完整植株移栽成活移栽成活（3）实例：）实例：马铃薯、草莓、马铃
3、薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。萝和香蕉等。二、作物新品种的培育二、作物新品种的培育秋水仙素处理，秋水仙素处理，染色体数加倍染色体数加倍花药离花药离体培养体培养单倍体单倍体植株植株正常纯合正常纯合体植株体植株1.单倍体育种单倍体育种（1）过程）过程脱分化脱分化愈伤愈伤组织组织再分化再分化（2）原理：）原理： 染色体（数目）变异、植物细胞的全能性。染色体（数目）变异、植物细胞的全能性。（3）优点：）优点：极大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力：极大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力：杂交育种杂交育种培育一个可以稳定遗传的作物优良品种，一般不断自交选优，培育一个可
4、以稳定遗传的作物优良品种，一般不断自交选优，常需常需5 56 6年年。而。而单倍体育种当年单倍体育种当年就能培育出所需纯合体。就能培育出所需纯合体。可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料：大多数单倍体植株的细胞中只含一套染色体，染色体加倍后得到的植大多数单倍体植株的细胞中只含一套染色体，染色体加倍后得到的植株的株的隐性性状容易显现。隐性性状容易显现。（4）实例：）实例：单育单育1 1号烟草、水号烟草、水稻、玉米、油菜、稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作甘蓝和甜椒等作物。物。我国培育的单我国培育的单育育1 1号烟草是号烟草是世界上第一个世界上
5、第一个单倍体作物新单倍体作物新品种品种2.突变体的利用突变体的利用（1）原理：）原理： 在植物组织培养过程中，在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断由于培养细胞一直处于不断增增殖的状态，因此容殖的状态，因此容易受到培养条件和诱变因素易受到培养条件和诱变因素（如射线、化（如射线、化学物质等）的影响而产生突变学物质等）的影响而产生突变。（2）过程：）过程：外植体外植体脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织再分化再分化突变体突变体筛选筛选培育培育新品种新品种诱变处理诱变处理（4）实例：）实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。（3 3）原理：）原理： 基因突变基因突变和
6、和植物细胞的全能性植物细胞的全能性。三、细胞产物的工厂化生产三、细胞产物的工厂化生产1.植物的代谢产物植物的代谢产物（1）初生代谢物初生代谢物： 初生代谢是初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动生物生长和生存所必需的代谢活动，初生代谢物有初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸糖类、脂质、蛋白质、核酸等。等。（2）次生代谢物次生代谢物：次生代谢次生代谢不是生物生长所必需的不是生物生长所必需的，在特定条件下进行；在特定条件下进行；次生代谢物是次生代谢物是一类小分子有机化合物一类小分子有机化合物（如（如酚类、萜类和含酚类、萜类和含氮化合物氮化合物等）等）. .在植物的抗虫、抗病等方面发挥作用，也是很
7、多药物、香在植物的抗虫、抗病等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。料和色素等的重要来源。含量很低含量很低，从植物组织中提取会大量破坏植物资源，有些，从植物组织中提取会大量破坏植物资源，有些产物又产物又不能或难以通过化学合成途径得到不能或难以通过化学合成途径得到。 指在离体条件下对指在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养单个细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。使其增殖的技术。2.2.细胞产物的工厂化生产的过程细胞产物的工厂化生产的过程外植体外植体脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织细胞产物细胞产物培养、提取培养、提取3.3.细胞产物的工厂化生产的概念：细胞产物的工厂化生产的概念： 利用植
8、物细胞培养来获得目标产物利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是，这个过程就是细胞细胞产物的工厂化生产产物的工厂化生产。植物细胞培养：植物细胞培养：4.4.特点特点： 不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此，因此对于对于社会、经济、环境保护具有重要意义社会、经济、环境保护具有重要意义。5.5.实例：实例：紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的植物细胞工程产品到社会中去 “手指植物”通常培育在装有彩色固体培养基的小玻璃瓶中，只要保证充足的光照和适宜的温度，不需要额外补充水分和营养物质，它们就能在玻璃瓶中生长三四个月之久。360软件管家.lnk “手指植物”的制作方法用到了植物组织培养技术。在制作过程中，一定要注意做好灭菌和消毒工作，为了防止污染可在培养基中加入一定量的抑菌剂。另外，还可以根据个人喜好，在培养基中加入适量的色素或者荧光剂，使“手指植物”更具有观赏价值。
