现代生物技术在植物育种上的应用.pptVIP

生物技术在植物育种中的应用 主要内容 生物技术的概念和范围 细胞工程与育种 基因工程与育种 分子标记辅助育种 生物技术 生物技术也称生物工程，是指以现代生命科学为基础，结合先进的工程手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计，发行生物体或加工生物原料，为人类生产出所需的产品或达到某种目的的一门新兴、综合性学科。 生物技术应用于育种的必要性 1、人类21世纪面临的三大问题 （人口、资源、环境） 2、传统育种方法的局限 3、生物技术的创造性 （1）打破自然生殖隔离，生物可共享一个基因库 （2）有目的地进行基因重组，克服不良连锁 （3）有效克服环境影响，选择更可靠 生物技术在植物育种中应用的重要意义 生物技术应用于植物育种，可以解决传统育种的一些特殊困难，扩大育种的基因来源，提高鉴定和摆地摊的可靠性，加快育种进程，加速繁殖，提高育种效率等，对于解决人口与食物问题以及生物能源问题，具有十分重要意义。 第一节 细胞工程与育种 组织与器官培养的类别 组织与器官培养的应用 第一节 细胞工程与育种 一、组织与器官培养 茎尖和分生组织培养 胚培养 胚珠和子房培养 胚乳培养 离体叶的培养 相关的专业术语 细胞全能性： 外植体： 愈伤组织 胚状体 继代培养 组织与器官培养过程可分四个阶段 组织和器官培养在育种中的作用 加快植物新品种和育种繁殖速度 培养无病毒苗木 诱发和离体筛选突变体 进行种质资源长期保存和远距离运输 获得倍性不同的植株 克服种子和萌发中的障碍 克服远缘杂交困难 提供育种中间材料 1. 加快植物新品种和育种繁殖速度 2. 培养无病毒苗木 3. 诱发和离体筛选突变体 4. 获得倍性不同的植株 5. 克服种子和萌发中的障碍 6. 克服远缘杂交困难 7. 提供育种中间材料 二、花药和花粉培养 花药培养的基本程序 花粉发育时期 花粉及小孢子培养 1、取材时期的确定 花药培养与小孢子培养的目的一样，为获得单倍体。 单倍体（haploid):指具有配子体染色体数的孢子体（植物个体） 单倍体在育种中的作用： 加倍后可迅速获得纯合型材料，缩短育种年限 获得育种中间材料 与诱变育种相结合可以提高诱变频率，使育种途径更具有实际应用意义，无籽三倍体的获得 作为遗传工程受体更为有效 用于基础遗传学研究的各个领域 获得超雄植株（YY） 可获得异源体附加系，代换系和易位系 节省田间试验的土地和劳力 克服远缘杂交不育性与分离的困难 提高选择的正确性和效率 三、原生质体培养 原生质体培养：protoplast culture 体细胞杂交Somatic hybridization 原生质体融合Protoplast fusion 相关概念 原生质体：指除去细胞壁的细胞或是一个被质膜所包围的裸露细胞。 亚原生质体：在原生质体分离过程中，有时会引起细胞内含物的断裂而形成一些较小的原生质体。可以具有细胞核或没有细胞核 核质体：由原生质膜和薄层细胞质包围细胞核形成的小原生质体，即微小原生技击体 胞质体：不含细胞核而仅含有部分细胞质的原生质体 原生质体的分离和培养 无菌试管苗叶片 上胚轴和子叶 愈伤组织 培养细胞 四、体细胞杂交 定义：将两个不同亲本的原生质体，经人工诱导融合并培养成植株的过程，统称为体细胞杂交（A+B） 几种不同的表述： 体细胞杂交：somatic hybridization 细胞融合:Cell fusion 无性杂交: asexual hybridization 原生质体融合：Protoplast fusion 超性杂交: Parasexual hybridization 超性融合: Parasexual hybridization 细胞工程: Cell engineering 1960年，Kocking用酶法制备高等植物原生质体首次获得成功 1971年，Takebe首次从离体烟草原生质体培养中获得再生完整植株 1972年，Carlson首次获得粉蓝烟草和郎氏烟草的细胞杂种，是第一个植物细胞杂种 1974年，Kao将聚已二醇诱导融合法应用于植物细胞融合并取得了相应的融合技术 1978年，Melchers获得第一个属间细胞杂交（马铃薯+蕃茄） 1981年，Zimmerman发明电融合仪，并首次年出电融合概念 1987年，Schweiger建立单对原生质体电融合技术程序 体细胞和有性杂交的比较 理论上，任何细胞都有可能通过体细胞杂交而成为新的生物资源，这对种质资源的开发和利用具有深远意义 融合过程不存在有性杂交过程中的种性隔离机制的限制，为远缘物种间的遗传物质交换提供了有效途径 体细胞杂交产生的杂种细胞含有来自双亲的核外遗传系统，在杂种的分裂和增殖过程