园艺植物生物技术第四章ppt文档
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植物生物技术-PPT课件
抗除草劑(herbicide resistance)
抗除草劑(herbicide resistance)
抗蟲性(insect resistance)
植物蛋白分解酵素抑制蛋白可抑制蛋白 分解酵素活性(位於昆蟲腸道中幫助消化) 以讓昆蟲幼蟲餓死
註 當昆蟲長期暴露於蛋白分解酵素抑制
蛋白,其抗性會逐漸提高 提高遭
基因改造植物品種
基作因抗物工蟲 的程性技徵術，早在已這用些來玉基改米、因變棉花改許、馬良多鈴薯質重、番物要茄
中抗除，草劑主要針對六種不同玉米的、大特豆、性棉花被、亞發麻
展抗出病毒來。
南瓜、木瓜、馬鈴薯
延遲果實 成熟
改良油質 成分
番茄 油菜、大豆
花粉控制
玉米、菊苣
植物基因轉殖與農桿菌
轉基因
取
外T-源DN基A因
如病蟲害防治、雜草的控制
發展能在逆境中種植的作物
因農地不斷減少,農作物可能 要在較不適合的條件下栽種
基因工程作物的六大特性
六大 特性
抗除草劑(herbicide resistance)
除草劑殺死作物原理:
結合在特殊目標上影響植物生化反應
抗除草劑原理
改造作物標地物 作物不再與除草劑結合 使作物生產出能降低除草劑活性與毒性物質
※所轉殖基因為延遲成熟基因 夏日無限番茄 產生較低量乙烯,使番茄可在果樹上 完全發育並停止在變紅成熟期前以發展 風味
延遲果實成熟 (delayed fruit ripening)
風味番茄
其體內聚半乳糖醛酶PG基因(分解細胞壁 主要組成分子－果膠)表現受阻,果實則可停留 在植物上並避免軟化
＊反義股PG基因被轉殖到番茄植株後,會與體內 PG基因互補,相互結合然後分解 PG酵素蛋白無法轉(virus resistance)
园艺植物生物技术
遗传标记
1
定义：遗传标记是指与目 标性状紧密连锁、同该性 状共分离且可遗传的等位
基因变异
4
生化标记
2
形态学标记
5
分子标记
3
细胞学标记
常用分子标记原理及实验技术
…… SNP AELP
06 05
04
01 02
03
RFLP
RAPD
将要被淘汰
SSR
感谢聆听
基因工程的分子生物学 基础
基因
基因转录有关 的结构
真核生物基因 表达调控
基因
基因是一段具有遗传功能的特定核 苷酸序列
启动子
定义：DNA分子上与RNA聚合酶特异结合而使转录起始的部位 类型
组成型启动子 组织特异型启动子 诱导型启动子
基因转录有关的结构
外显子
基因DNA中的编码序列，能够转录成RNA，进而翻译成蛋白质
PCR技术
一个基本的PCR反应一般包含7种基本成分
可以改善较短DNA片段扩增的一价阳离子
PCR技术
类型
RT-PCR
RACEPCR
实时荧光 定量PCR
数字PCR
基因工程
基因的分离与克隆
常用的 工具酶
基因克 隆载体
常用的工具酶
限制性核酸内切酶 有三种类型，II
型使用最广泛 ……
基因克隆载体
理想的载体应具有哪些特点
核酸的分离
常用CTAB法和SDS法
步骤
细胞 破碎
释放 核酸
纯化 核酸
加无水乙醇析出DNA沉淀 再加70-75%酒精洗涤
DNA及RNA纯度评定
DNA
D（260nm）/D（280nm）应为1.8 左右，若样品中有蛋白质、小分子片段 或多酚类物质污染时，则明显低于1.8， 若大于2.0，说明有RNA污染
园艺植物的生物学调查PPT精品课件
看到什么？为大家做些什么？
2.补充说句子：
泉水流到
，它看见了
，泉水
说：“
”
再见
泉水流过山间的平地，火红的
杜鹃花照见了自己美丽的身影。泉 水说：“照吧，照吧！我的水很清 很清，像一面明亮的镜子。”
欢快的泉水着琴跑 下山去，她还会经过什么 地方？
会遇见谁，说了些 什么？写一写。
泉水穿过静静的山谷，画眉鸟
在尽情地歌唱。泉水说： “唱吧，唱吧！我的琴声很美很美， 正好为你清脆的歌声伴奏。”
园艺植物研究法
第一章 第二章
第三章
第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
绪论 园艺植物试验研究的特点、 任务与方法 园艺植物科学试验研究的 过程与要求 报告论文及其撰写 园艺植物的生物学调查 果树生物学特性调查 蔬菜调查研究法 蔬菜品质的研究方法 观赏植物产品质量研究
第五章 园艺植物的生物学调查
读完了课文，你喜欢 泉水吗？为什么？
泉水泉水你到哪里去？ 我要流进小溪里。 溪水溪水你到哪里去？ 我要流进江河里。 江水河水你们要到哪里去？ 我们都要流进海洋里。
积少成多：
一股清泉
灿烂的阳光 美丽的身影 静静的山谷
欢快的泉水
火红的杜鹃 明亮的镜子 清脆的歌声
我会说：
1.丁冬的泉水还会流到哪里？一路上它还会
6、土壤物理性状：种类、结构（团粒）、
组成、通透性、植被、指示植物。
本章结束
1、植株各个器官的形态特征（解剖、功 能、形成规律）。
2、植株各个器官在一生中、一年内的发 生发展动态变化（生命周期、年周期）。
3、植株的生长与发育。生长指体积增大， 器官数量增加，干物质的积累；发育指植物 及器官向生殖、衰老的进展。
园艺植物组织培养
器官发生型(organogenesis type)：
▪ 诱导器官外植体产生愈伤组织，经分化培
养形成芽、根再生成植株的方式。 ▪ 技术关键：外植体诱导产生的愈伤组织要早
期挑选，使其来源尽量一致。 ▪ 特点：繁殖速度快；培养经愈伤组织阶段再
生成植株，遗传性不稳定，易产生变异。
芦荟、烟草、油菜等
无菌母株制备
▪ 优点：繁殖率高，速度较快；遗传性稳定。
三倍体无籽西瓜、甘蔗、香蕉、香石竹、 丝石竹等
原球茎型(protocorm type)
▪ 兰属特有的方式， 即外植体经培养产 生原球茎，再直接 长成植株。
▪ 原球茎：兰科植物组织培养中形成的一种 特殊的中间繁殖体，是呈珠粒状、由胚性 细胞组成、基部生假根、类似嫩茎的器官。 圆球茎可以增殖形成原球茎丛。
▪ 在试管内形成小鳞茎需较长时间
百合
郁金香
孢子型
▪ 用成熟或未成熟的孢子进行培养
▪ 孢子繁殖最困难的是表面消毒，萌发时 间较长
▪ 地钱
狼尾蕨
根茎型
▪ 蕨类具有横向的茎及直立的短根茎，为 组织培养的最佳外植体。
▪ 根状茎上产生蕨叶及根，繁殖速度较孢 子型快
▪ 肾蕨等
微枝扦插型
▪ 带芽的小插条在试管内进行无菌扦插 ▪ 为木本植物进行快速繁殖的主要方式 ▪ 葡萄、杨树
合子胚与体胚比较
合 子 心 型 胚 正 在 萌 发 的 体 胚
针叶松体细胞胚及体胚萌发生长
花椰菜体胚发育的不同阶段
菊花花瓣体细胞胚胎发生及体胚发育过程的扫描电镜观察
不定芽型（adventitious bud type)：
▪ 选取具有顶芽和腋芽的短枝 无菌培养，诱导芽萌发成苗 或增殖产生许多不定芽发育 成苗，将新萌生的枝条再转 接继代，重复芽到苗的增殖 过程，最后使其生根形成植 株的方式。
园艺植物生物技术整合版
1.什么是生物技术（biotechnology）？P1答：生物技术（biotechnology）是以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，利用生物（或生物组织、细胞、器官、染色体、基因、核酸片段等）的特性和功能，设计、构建具有预期性能的新物质或新品系，加工生产产品或提供服务的综合性技术。
生物技术包括传统生物技术与现代生物技术。
传统生物技术是指通过微生物的初级发酵来生产产品，如酱油、醋、酒、面包、奶酪、酸奶等食品的制作技术。
现代生物技术是指以现代生物学理论为基础，以基因工程为核心的一系列技术的总称。
生物技术已广泛应用于农林牧渔、医药食品、轻工业、化学工业和能源等领域，与人民生活息息相关。
2. 什么是园艺植物生物技术（biotechnology in horticultural plants）？P1答：园艺植物生物技术（biotechnology in horticultural plants）以园艺植物为材料，利用生物技术，创造或改良种质或生物制品的一门技术,它是园艺学和生物技术的交叉技术学科，是在植物组织培养、植物细胞工程、植物染色体工程、植物基因工程、植物分子标记和生物信息学等现代生物技术手段基础上产生和发展起来的。
这些先进的现代生物技术在园艺科学上的应用构成了园艺植物生物技术的主要内容。
3.园艺植物生物技术的主要内容有哪些？P1——5答：①园艺植物组织培养（也称园艺植物离体培养）指无菌和人工控制的环境条件下，利用人工培育基，对园艺植物的胚胎（成熟和未成熟的胚、胚乳、胚珠、子房等）、器官、（根、茎、叶、花、果实、种子等）、组织（分生组织、形成层、韧皮部、表皮、表层、薄壁组织、髓部等）、细胞（体细胞、生殖细胞等）、原生质体等进行离体培养，使其再生发育成完整植株的过程。
植物细胞全能性是植物组织培养的理论基础。
②园艺植物细胞工程指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程手段，以植物细胞为基本单位，在离体条件下进行培养、增殖，或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而达到改良品种和创造新品种，加速植物繁殖或获得某种有用物质的过程。
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i. Lag phase, where cells prepare to divide.
ii. Exponential phase, where the rate of cell division is highest.
iii. Linear phase, where cell division slows but the rate of cells expansion increases.
是指将游离的植物细胞按一定的细胞密度，悬浮在液体培养基中进 行培养的方法。
适宜于大规模培养，细胞工程产业的技术基础.
1.2.1 Procedures of cell suspension culture
愈伤组织
1g愈伤/10ml培养基 150、250ml三角瓶（30、70ml培养基）
120rpm,25℃黑暗培养, 换液1次/3d以防粘稠 蔗糖梯度离心或过滤法 (淘汰过大或生理状态不好的细胞团)
继代培养
80rpm（悬浮细胞系稳定以后）
继代时间为1周时（ 原悬浮液：新培养基=1：4 ）
悬浮愈伤组织形成及植株再生
Hale Waihona Puke 适于再生植株适于悬浮培养
愈伤组织要求：松散性好，增殖快，再生能力强。其 外观一般是鲜艳的乳白或淡黄色，呈细小颗粒状，松 散易碎。
1.2.2 Types of cell suspension culture
（1）mechanical method：研磨→过滤，离心→细胞纯化
（2）enzymolysis method：果胶酶、膜稳定剂、渗透压调
节剂
硫酸葡聚 甘露醇、山梨
糖钾
醇、蔗糖、葡
萄糖等
Basic procedures of enzymolysis method
取叶片，表面消毒
撕掉下表皮，切成小块
1.1.2 Methods of single cell culture
对分离得到的单个细胞进行培养，诱导其 分裂增殖，形成细胞团，再通过细胞分化形 成芽、根等器官或胚状体，直到长成完整植 株的技术。
Culture methods
Plate culture 平板培养 Nurse culture看护培养 Microculture微室培养 Conditioned medium culture条件培养基培养
b. Nurse culture：
从悬浮培养物或脆弱愈 伤组织上用针或玻璃毛细管 分离单细胞，每个细胞放在 一个方形滤纸片的上表面， 而滤纸片放在活跃生长的愈 伤组织上进行培养的方法。
c. Microculture: 悬浮单细胞接种于凹玻片或玻璃环 与盖玻片组成的微室内的固体培养基中的培养方法。
1.1.3 Influencing factors of single cell culture
a. Medium：特殊成分，植物激素，pH b. Cell density：平板临界密度103个/mL c. Environmental conditions ：25℃，1%CO2
1.2. cell suspension culture 细胞的悬浮培养
园艺植物生物技术第四章
Main contents
Plant cell culture Protoplast Isolation and Fusion
1. Plant cell culture
1902 Haberlandt (Austria) : Cultivate isolated plant cells in vitro on an artificial medium -->
a. Batch culture 分批培养
分批培养是在一个封闭的系统中进行细胞培养， 当培养物增加到一定量时，需继代培养，即取出少 量培养物转接于新鲜培养液中。
The cells in culture exhibit the following five phases of a growth cycle
Concept：
指对植物器官或愈伤组织上分离出来的单细胞
(或小细胞团)进行培养，形成单细胞无性系或再生
植物的技术。
Significance：
（1）研究细胞生理代谢过程及各种影响因子；
（2）用于植物品种的改良；
（3）用于植物次生代谢物质的生产。
1.1 Single cell culture
1.1.1 Isolation of single cell a. Isolation of single cell from leaf directly
a. Plate culture: 分散的植物细胞接种于含薄层固体
培养基的培养皿内的培养过程称为平板培养法。
方法是将经机械破碎过筛或酶(纤维素酶及果胶酶 等)消化分散纯化的细胞，经计数及稀释，接种到加热 熔化而刚冷却至35℃左右的固体培养基中充分混匀，倾 入培养皿中，石蜡密封，于25℃培养，约20天后细胞即 可生长成团。统计生长情况。
加入酶解液（0.5%果胶酶+0.8% 甘露醇+1%硫酸葡聚糖钾）
摇床上保温培养
b. Isolation of single cell from callus tissue
（1）离体器官 （2）愈伤组织 （3）继代培养2个月 （4）转至液体培养基震荡培养 （5）悬浮细胞 （6）无菌过滤，离心 （7）单细胞
b. Semi-continuous culture半连续培养
是利用培养罐等装置进行细胞大量培养的一种方式。 在半连续培养时，当培养容器内细胞增殖到一定数量后， 倒出一半细胞悬浮液于另一培养罐等容器，再分别加入 新鲜培养基继续培养。半连续培养能够重复获得大量均 一的培养细胞供进一步利用。
c. Continuous culture 连续培养
iv. Deceleration phase, where the rates of cell division and elongation decreases.
v. Stationary phase, where the number and size of cells remain constant.
是用一定容积的非密闭系统进行细胞培养的 方法，在培养过程中不断注入新鲜培养基，而使 营养物连续得到补充，细胞生长和增殖连续进行， 同时有等体积的培养物排除系统。
ii. Exponential phase, where the rate of cell division is highest.
iii. Linear phase, where cell division slows but the rate of cells expansion increases.
是指将游离的植物细胞按一定的细胞密度，悬浮在液体培养基中进 行培养的方法。
适宜于大规模培养，细胞工程产业的技术基础.
1.2.1 Procedures of cell suspension culture
愈伤组织
1g愈伤/10ml培养基 150、250ml三角瓶（30、70ml培养基）
120rpm,25℃黑暗培养, 换液1次/3d以防粘稠 蔗糖梯度离心或过滤法 (淘汰过大或生理状态不好的细胞团)
继代培养
80rpm（悬浮细胞系稳定以后）
继代时间为1周时（ 原悬浮液：新培养基=1：4 ）
悬浮愈伤组织形成及植株再生
Hale Waihona Puke 适于再生植株适于悬浮培养
愈伤组织要求：松散性好，增殖快，再生能力强。其 外观一般是鲜艳的乳白或淡黄色，呈细小颗粒状，松 散易碎。
1.2.2 Types of cell suspension culture
（1）mechanical method：研磨→过滤，离心→细胞纯化
（2）enzymolysis method：果胶酶、膜稳定剂、渗透压调
节剂
硫酸葡聚 甘露醇、山梨
糖钾
醇、蔗糖、葡
萄糖等
Basic procedures of enzymolysis method
取叶片，表面消毒
撕掉下表皮，切成小块
1.1.2 Methods of single cell culture
对分离得到的单个细胞进行培养，诱导其 分裂增殖，形成细胞团，再通过细胞分化形 成芽、根等器官或胚状体，直到长成完整植 株的技术。
Culture methods
Plate culture 平板培养 Nurse culture看护培养 Microculture微室培养 Conditioned medium culture条件培养基培养
b. Nurse culture：
从悬浮培养物或脆弱愈 伤组织上用针或玻璃毛细管 分离单细胞，每个细胞放在 一个方形滤纸片的上表面， 而滤纸片放在活跃生长的愈 伤组织上进行培养的方法。
c. Microculture: 悬浮单细胞接种于凹玻片或玻璃环 与盖玻片组成的微室内的固体培养基中的培养方法。
1.1.3 Influencing factors of single cell culture
a. Medium：特殊成分，植物激素，pH b. Cell density：平板临界密度103个/mL c. Environmental conditions ：25℃，1%CO2
1.2. cell suspension culture 细胞的悬浮培养
园艺植物生物技术第四章
Main contents
Plant cell culture Protoplast Isolation and Fusion
1. Plant cell culture
1902 Haberlandt (Austria) : Cultivate isolated plant cells in vitro on an artificial medium -->
a. Batch culture 分批培养
分批培养是在一个封闭的系统中进行细胞培养， 当培养物增加到一定量时，需继代培养，即取出少 量培养物转接于新鲜培养液中。
The cells in culture exhibit the following five phases of a growth cycle
Concept：
指对植物器官或愈伤组织上分离出来的单细胞
(或小细胞团)进行培养，形成单细胞无性系或再生
植物的技术。
Significance：
（1）研究细胞生理代谢过程及各种影响因子；
（2）用于植物品种的改良；
（3）用于植物次生代谢物质的生产。
1.1 Single cell culture
1.1.1 Isolation of single cell a. Isolation of single cell from leaf directly
a. Plate culture: 分散的植物细胞接种于含薄层固体
培养基的培养皿内的培养过程称为平板培养法。
方法是将经机械破碎过筛或酶(纤维素酶及果胶酶 等)消化分散纯化的细胞，经计数及稀释，接种到加热 熔化而刚冷却至35℃左右的固体培养基中充分混匀，倾 入培养皿中，石蜡密封，于25℃培养，约20天后细胞即 可生长成团。统计生长情况。
加入酶解液（0.5%果胶酶+0.8% 甘露醇+1%硫酸葡聚糖钾）
摇床上保温培养
b. Isolation of single cell from callus tissue
（1）离体器官 （2）愈伤组织 （3）继代培养2个月 （4）转至液体培养基震荡培养 （5）悬浮细胞 （6）无菌过滤，离心 （7）单细胞
b. Semi-continuous culture半连续培养
是利用培养罐等装置进行细胞大量培养的一种方式。 在半连续培养时，当培养容器内细胞增殖到一定数量后， 倒出一半细胞悬浮液于另一培养罐等容器，再分别加入 新鲜培养基继续培养。半连续培养能够重复获得大量均 一的培养细胞供进一步利用。
c. Continuous culture 连续培养
iv. Deceleration phase, where the rates of cell division and elongation decreases.
v. Stationary phase, where the number and size of cells remain constant.
是用一定容积的非密闭系统进行细胞培养的 方法，在培养过程中不断注入新鲜培养基，而使 营养物连续得到补充，细胞生长和增殖连续进行， 同时有等体积的培养物排除系统。