植物组织培养PPT培训课件.pptVIP

中篇：植物细胞工程 —— 植物组织与器官培养;;基本概念： ※ 植物细胞工程 是一门以植物组织和细胞的离体操作为基础的实验性学科。 它是以植物组织细胞为基本单位，在离体条件下进行培养、繁殖或人为的精细操作，使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而改良品种或创造新物种，或加速繁殖植物个体，或获得有用物质的过程统称为植物细胞工程。; ※ 植物组织培养： 植物组织在离体（in vitro)并保证无菌环境下，利用人为条件进行培养，生长、发育、再生出完整植株的过程。 植物组织培养是二十世纪发展起来的新技术，近三十年来由于组织培养基础理论研究的深入，发展极为迅速，发表的文献浩如烟海，几乎以植物为研究对象的各个分支学科都在广泛进行组织培养。; 在这一阶段中，细胞学说的产生和细胞全能性学说的提出为组织培养技术的产生奠定了理论基础。在这些理论的指导下所开展的有关试验，对组织培养技术的建立进行了有益的探索。;; 作为一门技术，它必须具有一定的程序性。也就是说，它应该具有一定的技术模式。在这一阶段，植物组织培养建立了两个与培养技术有关的重要模式，一是培养基模式，二是激素调控模式。;组织培养领域的研究迅速在世界各国的有关实验室广泛展开。 技术体系更加完善。 形成了较为完整的理论体系。 研究目的性更加明确，并已广泛应用到生物科学研究的各个领域，以细胞工程为基础的新型生物技术产业正在兴起。;;;1.2 植物组织培养分类;1.3 植物组织培养的理论基础与基本原理;1902年Haberlandt根据细胞学说提出了植物全能性理论 植物细胞的全能性（totipotent)：植物细胞具有该植物体全部遗传的可能性，在一定条件下具有发育成完整植物体的潜在能力。 原理：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。;1.3.3 细胞分化 细胞后代在形态结构和功能上发生差异的过程称为细胞分化 时间上、空间上、形态发生 全能性－多能性－单能性－成熟细胞（功能细胞，一般不再具有分化能力的细胞）;1.3.4 细胞的脱分化 分化的细胞在一定条件下，可以转变成为胚性状态，重新获得分裂能力，称为脱分化 脱分化的细胞经过分裂产生无组织结构、无明显极性、松散的细胞团，称为愈伤组织。 需要采用人工诱导技术诱导体细胞的脱分化。不同生物的细胞脱分化能力不同，决定了组织培养再生的难易。;;1.3.5 再分化（Redifferentiation）：指在离体条件下，无序生长的脱分化的细胞在适当条件下重新进入有序生长和分化状态的过程。 植物再生的关键环节： 分化的细胞——脱分化——再分化 离体培养植物组织或细胞再生植株就是通过细胞脱分化和再分化实现的。 植物再生的理论基础：细胞全能性 脱分化是细胞全能性表现的前提，再分化是细胞全能性的最终体现，是再生的基础。;胚轴组织脱分化;;器官发生： 愈伤组织在不同培养基上分别可以诱导发生根或芽;2.植物组织培养再生植株的途径;2.1 器官发生途径;2.1.3 拟分生组织的形成：将愈伤组织转移到有 利于有序生长的条件下培养，细胞内部开始发生 一系列形态和生理变化，分化出形态和功能不同 的细胞。在若干部位出现类似形成层的细胞群， 通常称为“生长中心”，又可称为“拟分生组织”，该 过程是器官发生的一个转变时期。 2.1.4 器官原基和器官的形成：拟分生组织形成 后，一些细胞分化成为管状细胞，进而形成维管 组织，形成不同的器官原基，进一步分化出相应 的组织和器官。;2.2 体细胞胚发生途径;2.2.1 器官外植体直接发生途径 ? 茎表皮、叶、子叶、下胚轴等外植体分化细胞经过脱分化后均可以产生胚状体。 ? 以叶片为外植体直接形成体细胞胚为例，一般经过两个阶段： ? 1）诱导期。叶片表皮细胞或亚表皮细胞感受刺激后进入分裂状态，形成小的瘤状突起； ? 2）胚胎发育期。瘤状物继续发育，经过球形胚、心形胚等阶段最后形成体细胞胚;2.2.2 悬浮培养细胞发生途径：在悬浮培养的细 胞中一些细胞可以产生胚性细胞团，一个胚性细 胞团可以发育成一个胚状体，也可以产生多个胚 状体。这种方式可以得到大量的胚状体。 2.2.3 愈伤组织发生途径：是胚状体发生常见的 形式。愈伤组织内部或表面细胞均可以产生胚状 体。包括三个阶段：1）诱导外植体形成愈伤组 织；2）诱导愈伤组织胚性化；3）体细胞胚形成;2.2.4 单细胞发生途径 主要是指小孢子或大孢子细胞培养产生胚状体。通过花药或花粉培养有小孢子诱导胚状体发生的方式较多见。 2.2.5 原生质体发生途径 培养植物原生质体，再生细胞壁后，经分裂产生的细胞团再形成胚状