原理和方法:细胞生物学和分子生物学
操作水平:细胞水平或细胞器水平
目的:按照人们的一员来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品
原理:植物细胞的全能性,即具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞, 都具有发育成完整生物体的潜能。
应用:基因工程育种、单倍体育种、植物体细胞杂交技术
实例:胡萝卜的组织培养
愈伤组织
胚状体或丛芽
植物体
脱分化
再分化
发育
脱分化:让已分化的细胞,经过诱导后,失去其特有的结构与功能而转变成未分化细胞的功能
暗培养,有光照容易产生维管组织,不利于大量产生愈伤组织
再分化:愈伤组织细胞内基因选择性表达,形成具有不同功能的细胞
芽发育成叶,叶绿素的形成需要光照
优点:只进行有丝分裂,子代与亲代的遗传物质相同,不出现性状分离
将不同的植物细胞,在一定条件下融合成杂种细胞并把杂种细胞培育成新的植物体的技术
操作流程
意义
植物细胞A→A原生质体
↓去壁
植物细胞B→原生质体
诱导
重组细胞
再生细胞壁
杂种细胞
脱分化
愈伤组织
再分化
植株
原生质层:细胞膜、液泡膜及两膜间的物质
去壁:纤维素酶和果胶酶(酶解法)
诱导融合
物理法:震动、离心、电激
化学法:一般用聚乙二醇(PEG)做诱导剂
克服了远缘杂交不亲和的障碍,培育出自然界没有的优良品种(可育)
重组细胞形成的标志:再生出细胞质(有丝分裂末期,高尔基体)
植物原生质体配培养基:在质壁分离实验中,用蒸馏水放置植物细胞, 但原生质体缺乏细胞壁,需放在等渗溶液中, 一般是蔗糖溶液提供营养、维持渗透压。
融合细胞基因型:染色体数、基因组数、染色体组数采用直接相加的方法。
杂种细胞形成后需要筛选
用于用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术(无性繁殖)
特点:保持品种的遗传特性
高效快速的实现种苗的大量繁殖
选取分生区附近(如茎尖)进行组织培养,获得作物脱毒技术
以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等作为材料,经过人工薄膜包装得到的种子
原理:染色体的变异
优点:明显缩短育种年限
缺点:技术相对复杂
纯合子植株
新品种
优点:产生新基因,大幅度改良某些性状
原理:细胞增殖
植物组织培养
产物种类:蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等
成功的实例:人参、三七、紫草和银杏的产物细胞已实现类工厂化生产
注:愈伤组织时,可提取细胞产物
取材:含形成层的的部分已于形成愈伤组织
灭菌:所有实验用均严格灭菌
接种过程严格的无菌操作