第二章 克隆技术 植物的克隆

问1：为什么胡萝卜的韧皮部细胞能培养成一个完整的胡萝卜植株呢？ 植物细胞的全能性： 指植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，从而具备发育成完整植株的遗传能力. 1）受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞 2）植物细胞全能性一般比动物细胞强 问2：是不是所有生物体都能发育成相应的完整的植株呢？ 一是所有的植物细胞都具有全能性；二是植物的培养细胞发育成一个完整的植株是需要条件的。

问3：植物的培养细胞是如何培养成一个完整的植株需要什么条件？ 离体、无菌状态 一定的营养物质：水、无机盐、蔗糖、维生素等； 激素：主要是细胞分裂素和生长素； 适宜的温度和光照（培养后期）

蝴蝶兰属热带气生兰，花形似蝴蝶，因而得名。其花形态美丽，色彩丰富，花期长，在热带兰中有“兰花皇后”之美称，是近年来最受欢迎的洋兰之一。 任务：蝴蝶兰是单茎性气生兰，植株极少发育侧芽，且种子极难萌发,对其进行常规性的繁殖，增殖速度很慢。请设计快速培育方案。（以3-4月龄的植株幼叶繁殖最好）

切取 接种 愈伤组织的形成 试管苗的形成

植物组织培养程序 1、配置半固体培养基 2、无菌操作切取一些小块组织 3、获得愈伤组织 4、诱导愈伤组织 概念？ 5、再生新植株幼苗 概念？ 选取什么样的组织？ 脱分化 概念？ 概念？ 再分化 概念？ 通过调节营养物质和生长调节剂的适当配比？

植物组织培养的培养基 定义：含有一定营养成分，供组织培养植物生长的基质 无机营养成分：C，H，O大量元素及部分微量元素 有机营养成分 ① 含N物质：包括维生素和氨基酸 ② 碳源：2%—5%的蔗糖 ③ 琼脂：起支持作用 ④ 激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素 PH值：5.0－6.0 细胞分裂素和生长素浓度搭配控制芽和根的分化 细胞分裂浓度比较高时促进芽的的分化 生长素浓度高点时促进根的分化

愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间以后，通过细胞分裂，形成一种高度液泡化、无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。

植物细胞的脱分化：已经分化的植物器官、组织或细胞，当受到创伤或进行离体（也受到创伤）培养时，已停止分裂的细胞，又重新恢复分裂，细胞改变原有的分化状态，失去原有结构和功能，成为具有未分化特性的细胞. 植物细胞的再分化：脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。

摇床:愈伤组织培养物的试管放置于摇床上，通过液体悬 浮培养可以分散成单细胞。 恒温摇床 超大容量恒温双层摇床 摇床 愈伤组织 胚性细胞 特点？ 单细胞

再分化 脱分化 离体植 物组织 愈伤组织 根、芽 植物体 胚性细胞 胚状体

试管苗大规模培养 移栽到草碳土或蛭石 移栽至土壤

长期培养中细胞全能性下降的原因 染色体畸变 细胞核变异 非整倍体的产生 激素平衡被打破 对外源生长物质的敏感性发生改变 其他原因产生缺乏成胚性的细胞系 遗传物质的改变 生长发育条件的改变 克隆成功所需的做到的是（a） 1.探讨特定植物细胞全能性表达的条件(激素配比) 2.选择性能优良、细胞全能型表达充分的基因型

四、植物克隆的成就： 1、细胞培养和器官培养 2、原生质体培养和植物细胞工程 3、多途径上的植物克隆实践 问：如何实现器官培养成功？植物细胞培养和器官培养的主要意义？ 主要是通过平衡的植物激素配比进行调控。 问1、如何获得原生质体？ 问2、原生质体培养成功有何生物带动意义？ 问3：什么是植物细胞工程？

细胞培养 指以单个游离细胞为外植体的离体无菌培养。 单细胞 细胞团 球形胚 心形胚 胚状体 植株 单倍体培养 器官培养和细胞培养的意义？

思考:原生质体培养成功有何生物带动意义？ 植物原生质体的培养： 愈伤组织 胚状体 0.5~0.6mol/L的甘露醇 (较高渗透压) 植物 细胞 球型的 原生质体 植株 纤维素酶、果胶酶 防止原生质体吸水胀破 为什么要加较高渗透压的甘露醇呢? 思考:原生质体培养成功有何生物带动意义？

原生质体培养技术的应用

异 想 天 开 发 光 树 如何培育发光树呢？ 发光树内含有萤火虫的发光基因。 发光基因

提取目的基因 （发光基因） 目的基因与运载体结合 导入受体细胞 （原生质体） 原生质体培养 检测发光与否

一个梦想? 如何培育出上结番茄、下结马铃薯的新品种？ 植物体细胞杂交 请你设计

克服远源杂交不亲和的障碍，培育作物新品种 植物细胞 A 植物细胞 B 物理法：离心、振动、电刺激 化学法：聚乙二醇（PEG） 方法？ 植物体细胞杂交过程图 去除细胞壁 酶解法 原生质体 B 原生质体 A 促融方法？ 原生质体融合 正在融合的原生质体 再生出细胞壁 类型？ 杂种细胞 克服远源杂交不亲和的障碍，培育作物新品种 细胞分裂 遗传物质？ 优势？ 愈伤组织 杂种植株

植物体细胞杂交克服了植物远源杂交不亲和的障碍，在培育新品种方面具有广阔的应用前景。 白菜 白菜－甘蓝 甘蓝 目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代，获得了有价值的新品系或育种上有用的新材料。

步骤一： 步骤二： 植物细胞工程 植物细胞工程——步骤 获得转基因植物细胞或获得重组植物细胞 将植物细胞培养成新植株 培养植物细胞（包括原生质体），借助基因工程方法，将外源遗传物质（DNA）导入受体细胞（包括原生质体受体）中，或通过细胞融合、显微注射等到将不同来源的遗传物质重新组合，再通过对这些转基因细胞或重组细胞进行培养，获得具有特定性状的新植株。 植物细胞工程——步骤 步骤一： 获得转基因植物细胞或获得重组植物细胞 步骤二： 将植物细胞培养成新植株

归纳：需要用到组织培养的技术有哪些？ 矮杆抗病的水稻 抗虫棉 白菜 –甘蓝 单倍体育种 细胞工程育种 基因工程育种

植物细胞培养(克隆)主要几种技术： １、悬浮细胞培养 ２、原生质体培养 ３、单倍体培养 原生质体：去除细胞壁后的植物细胞。 通过液体悬浮培养使愈伤组织分散成单细胞，经适宜培养基中成分的诱导，可发育成胚状体，从而形成新株。 原生质体：去除细胞壁后的植物细胞。 用适当方法进行原生质体培养，也可以获得新植株。 用花药离体培养方法获得单倍体植株。

接种 脱分化 花药 花粉细胞培养 愈伤组织 再分化 染色体加倍 单倍体植株 分化出小植物 正常植株 移栽

植物组织培养的应用 （1）试管苗的快速繁殖 （2）无病毒植物的培育 （3）培养特定细胞系，获取次生代谢产物 （4）人工种子 人工薄膜+胚状体芽 （5）转基因植物的培育 （６）单倍体克隆 选育特定品种，筛选突变体

2.作物脱毒 (1)材料:无病毒的茎尖 (2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得

2.突变体的利用 (1)产生:植物组织培养 (2)利用:筛选对人们有利突变体,进而培育新品种 三、为遗传学、植物生理学和细胞生物学问题提供了 良好的研究系统。

回答下列有关植物组织培养的问题。 （1）用于植物组织培养的植物材料称为_______。 （2）组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称_。 （3）在再分化阶段所用培养基中，含有植物激素X和植物激素Y。逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如下图所示，据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系： 1）当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时，_____________________________________； 2）_____________________________________； 3）_____________________________________；

4）若植物激素Y是生长素，在植物组织培养中其主要作用是___________；则植物激素X的名称是________________。 （5）生产上用试管苗保留植物的优良性状，其原因是____________________________。

植物组织培养形成的愈伤组织进行培养， 又可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为： C A、脱分化 B、去分化 C、再分化 D、脱分化或去分化 下列不能作为植物组织培养的材料是： D A、秋海棠的叶 B、马铃薯的块茎 C、成熟的花粉 D、木质部中的导管细胞

在生物体的所有细胞中，全能性最高的是 A、卵细胞 B、植物花粉 C、体细胞 D、受精卵

8、 下图是植物组织培养的简略表示。据此回答： （1）①表示　　　　　，它能被培养成为④的根本 原因是　　　　　　　　。 （2）②表示　　　　，它与①相比分化程度　　　　　， 全能性　　　　　。 （3）若想制作人工种子，应该选用（填编号）　　　　。 （4）若①是花药，则④是　　　　，继续对其使 用　　　　　处理可获得　　　　　正常植株，该 过程称为　　　　　。 （5）若①是胡萝卜根尖细胞，则培养成的④的叶片的颜 色是　　　，这说明根尖细胞　　　　　　　　　　。 （6）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物——紫草 素，培养将进行到（填编号）　　　　　　　。 　 离体的植物器官 组织或细胞植物细胞的全能性 愈伤组织 低 高 ③ 单倍体植株 秋水仙素 纯合 单倍体育种 绿色 含有与叶绿体形成相关的基因 ②