第二十四章 药用植物组织和细胞培养.

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1 第二十四章 药用植物组织和细胞培养

2 第一节 植物组织培养 植物细胞全能性（Cellular totipotency）
第一节    植物组织培养 植物细胞全能性（Cellular totipotency） 任何具有完整细胞核的植物细胞，都拥有形成一个完整植珠所必须的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。(Haberlandt, 1902)

3 植物组织培养（Plant Tissue Culture）
通过无菌操作分离植物体的一部分（外植体explant），接种到培养基上，在人工控制的条件下（包括营养、激素、温度、光照、湿度）进行培养，使其产生完整植株的过程。

4 主要有： 组织（愈伤组织Callus、茎尖分生组织） 悬浮细胞 器官（胚，花药，子房，根和茎） 原生质体（Protoplast）

5 愈伤组织（Callus）：原指植物在受伤之后于伤口表面形成的一团薄壁细胞，在组培中则指人工培养基上由外植体长出来的一团无序生长的薄壁细胞。

6 植物组织培养步骤 1.获得无菌外植体 2.消毒 3.培养基的选择 4.愈伤组织的培养 5.试管苗的培养 炼苗，驯化→完整植株

7 植物快繁技术（micropropagation）
把植物器官、组织、细胞或原生质体作为外植体，给予人工培养基和合适的离体培养条件下再生植物的技术，从而达到高速增殖，属离体无性繁殖。 步骤：母株（完整）→外植体（母株的一小部分，种子亦可）→接种到培养基上→长芽（继代增殖）→长根（试管外生根亦可）→炼苗，驯化→完整植株

8 植物细胞培养 组织培养物分离成单细胞并不断扩增的液体培养技术
过程：将愈伤组织或其它易分散的组织至于液体培养基中，使组织分散成游离的悬浮细胞，进行振荡培养，通过继代培养使细胞增殖，获得大量的细胞群体，生产有用次生代谢产物 采用水平振荡，速率30-150r/min，振幅2-4cm，温度24-30℃为宜

9 花药培养 花药→在烧杯中研碎（有溶剂）→过滤→浓度梯度离心→收集中间层→消毒→接种→培养
花药培养得到的植株染色体数目相当于原植株体细胞染色体数目的一半，又称单倍体植株。

10 花粉花药培养的意义： 单倍体细胞中只有一个染色体组，表现型和基因型一致，一旦发生突变，无论是显性还是隐性，在当代就可表现出来，因此单倍体是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。 品种间杂交育种过程中，通过F1代花药培养得到单倍体后，经染色体加倍立即成为纯合二倍体，从杂交到获得不分离的杂种后代单株只需要2个世代和常规育种相比，显著缩短了育种年限。

11 酶解法制备原生质体，在良好的无菌培养基中对原生质体进行培养使原生质体进行生长、分裂，并最终可以长成植株的一种方法。
原生质体培养 酶解法制备原生质体，在良好的无菌培养基中对原生质体进行培养使原生质体进行生长、分裂，并最终可以长成植株的一种方法。 原生质体培养无机盐的浓度略低

12 体细胞杂交 将二倍体植物体细胞经离心、振荡等机械方法或采用诱导剂促使不同植物的原生质体进行融合，培养，获得体细胞杂交的植株，由此使自然不杂交的植物获得种间杂交品种。

13 发根培养，利用治病农杆菌（包括根癌农杆菌和发根农杆菌）感染植物的外植体使其产生毛状根，并对所产生的毛状根进行无菌培养的技术。
毛状根培养 发根培养，利用治病农杆菌（包括根癌农杆菌和发根农杆菌）感染植物的外植体使其产生毛状根，并对所产生的毛状根进行无菌培养的技术。 形态方面：Ri质粒诱导快速生长的、非定向性、高分支的毛状根的形成 代谢方面：Ri质粒转化根能合成与原植物相同或相似的次生代谢物，并且发根合成次生代谢物具有遗传稳定性。

14 利用组织和细胞培养技术生产药用成分 植物组织及细胞培养过程中，所产生的次生代谢物常存在于细胞内，可以收获细胞进行提取，因所含色素等杂质较少，所以提取过程相对于从原植物中提取要简单一些。 植物培养细胞中有效成分含量高于原植物中的含量 培养周期短，有利于节约成本大规模生产

15 利用组织和细胞培养产生新的化合物 鸡骨常山---利血平 长春花---蛇根碱

16 利用组织和细胞培养物转化药用成分 植物细胞和组织培养物中含有催化氧化、还原、甲基化、羟基化、异构化、酯化、糖基化、羧基化、去甲基化等多种反应的酶类，可使加入到培养物中的原料转化成有用的化合物。

17 加入到紫花洋地黄细胞培养中的甲基毛地黄毒素可以被转化成β-甲基地高辛。植物细胞和组织培养物的生物转化体系中常含有糖苷化酶，能往一些天然产物上面加上糖基，合成一些苷类物质。
可以向药用植物细胞和组织培养物中添加前体，经培养将其转化为目的化合物，以此来增加有效成分的含量。

18 第二十五章 药用植物基因工程

19 药用植物基因工程概述 药用植物基因工程的技术策略 药用植物基因工程展望 转基因器官培养 药用植物次生代谢关键酶的基因工程 1.转基因
2.反义技术 3.生物合成关键酶基因的调节基因或转录因子的调控 药用植物基因工程展望