第八章 植物细胞培养
细胞工程课件习题 答案
第三章植物组织与细胞培养的基本原理.一、单选题1、植物组织培养是建立在__ _理论基础上的。
A进化论 B植物细胞全能性 C基因决定论 D细胞多样性2、植物组织培养的培养基不含__ _。
A含 N物质 B碳源 C血清 D生长激素3、过滤除菌适用对象_ __。
A玻璃器皿 B塑料器皿 C金属器皿 D易被高温破坏的材料如抗生素、激素等试剂4、将___ 重新转移到成分相同的新鲜培养基上生长的过程称为继代培养。
A外殖体 B愈伤组织 C 生根苗 D 幼苗5、下列植物细胞全能性最高的是()A. 形成层细胞B. 韧皮部细胞C. 木质部细胞D. 叶肉细胞6、植物组织培养过程中的脱分化是指()A. 植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞B. 未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程C. 植物的器官、组织或细胞,通过离体培养产生愈伤组织的过程D. 取植物的枝芽培育成一株新植物的过程三、判断题1、根尖、茎、芽、嫩叶、种子、花粉均是植物组织培养外殖体的来源。
( √ )2、一个细胞由分生状态转变为成熟状态的过程,叫脱分化。
( × )3、所有的植物培养材料都必须高压灭菌锅灭菌121℃、15分钟。
( × )4、继代培养的最适时间是愈伤组织的生长达到高峰期时。
(×)5、高温处理和低温处理均是控制胚状体同步化的方法(×)第四章植物离体无性繁殖和脱毒技术一、选择题(单选)1. 甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。
目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗,以保证该品种的品质和产量水平。
这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的 A. 有丝分裂 B. 分化 C. 减数分裂 D. 全能性2、人工种子是指植物离体培养中产生的胚状体,包裹在含有养分和具有保护功能的物质中,并在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体。
下列与人工种子形成过程无关的是()A.细胞的脱分化和再分化 B.细胞的全能性 C.细胞有丝分裂 D.细胞减数分裂3. 植物组织培养依据的原理,培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是()①体细胞全能性②离体植物器官,组织或细胞③根,芽④生长素和细胞分裂素⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织⑦再分化⑧脱分化⑨植物体A. ①、②⑧⑥⑦③⑨、④B. ①、②⑦⑥⑧③⑨、⑤C. ①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤D. ①、②⑨⑧⑥⑦③、④4. 有关细胞全能性的叙述中,不正确的是()A. 受精卵在自然条件下能够使后代细胞形成完整的个体,全能性最高B. 卵细胞与受精卵一样,细胞未分化,全能性很高C. 生物体内细胞由于分化,全能性不能表达D. 植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性5、胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的()A.愈伤组织 B.再分化 C.形成完整植株 D.取离体组织二、判断题1、无病毒苗(脱毒苗)就是植物体已没有病毒感染了(×)2、茎尖外植体的大小与脱毒效果成正比。
植物细胞工程教案
植物细胞工程教案第一章:植物细胞工程概述1.1 植物细胞工程的概念解释植物细胞工程的定义强调植物细胞工程的重要性和应用领域1.2 植物细胞工程的历史与发展介绍植物细胞工程的发展历程强调植物细胞工程的重要里程碑和研究进展1.3 植物细胞工程的应用领域列举植物细胞工程在不同领域的应用实例强调植物细胞工程在农业、环境保护和医药等领域的潜力第二章:植物细胞培养技术2.1 植物细胞培养的基本原理解释植物细胞培养的原理和机制强调植物细胞培养的关键因素和条件2.2 植物细胞培养的方法和步骤介绍植物细胞培养的具体方法和步骤强调植物细胞培养中的注意事项和技巧2.3 植物细胞培养的应用实例列举植物细胞培养在不同领域的应用实例强调植物细胞培养在植物繁殖、基因工程和药物筛选等领域的潜力第三章:植物组织培养技术3.1 植物组织培养的基本原理解释植物组织培养的原理和机制强调植物组织培养的关键因素和条件3.2 植物组织培养的方法和步骤介绍植物组织培养的具体方法和步骤强调植物组织培养中的注意事项和技巧3.3 植物组织培养的应用实例列举植物组织培养在不同领域的应用实例强调植物组织培养在植物繁殖、遗传改良和植物修复等领域的潜力第四章:植物再生技术4.1 植物再生技术的基本原理解释植物再生技术的原理和机制强调植物再生技术的关键因素和条件4.2 植物再生技术的具体方法和步骤介绍植物再生技术的具体方法和步骤强调植物再生技术中的注意事项和技巧4.3 植物再生技术的应用实例列举植物再生技术在不同领域的应用实例强调植物再生技术在植物繁殖、遗传改良和植物修复等领域的潜力第五章:植物细胞工程的应用案例分析5.1 植物细胞工程在农业领域的应用案例分析植物细胞工程在农业领域的具体应用案例强调植物细胞工程在提高作物产量、抗病性和适应性等方面的作用5.2 植物细胞工程在环境保护领域的应用案例分析植物细胞工程在环境保护领域的具体应用案例强调植物细胞工程在植物修复和生物降解等方面的作用5.3 植物细胞工程在医药领域的应用案例分析植物细胞工程在医药领域的具体应用案例强调植物细胞工程在药物生产、细胞治疗等方面的作用第六章:植物细胞融合技术6.1 植物细胞融合的基本原理解释植物细胞融合的原理和机制强调植物细胞融合的关键因素和条件6.2 植物细胞融合的方法和步骤介绍植物细胞融合的具体方法和步骤强调植物细胞融合中的注意事项和技巧6.3 植物细胞融合的应用实例列举植物细胞融合在不同领域的应用实例强调植物细胞融合在植物育种、基因工程等方面的潜力第七章:植物体细胞杂交技术7.1 植物体细胞杂交的基本原理解释植物体细胞杂交的原理和机制强调植物体细胞杂交的关键因素和条件7.2 植物体细胞杂交的方法和步骤介绍植物体细胞杂交的具体方法和步骤强调植物体细胞杂交中的注意事项和技巧7.3 植物体细胞杂交的应用实例列举植物体细胞杂交在不同领域的应用实例强调植物体细胞杂交在植物育种、基因工程等方面的潜力第八章:植物基因工程8.1 植物基因工程的基本原理解释植物基因工程的原理和机制强调植物基因工程的关键因素和条件8.2 植物基因工程的方法和步骤介绍植物基因工程的具体方法和步骤强调植物基因工程中的注意事项和技巧8.3 植物基因工程的应用实例列举植物基因工程在不同领域的应用实例强调植物基因工程在提高作物产量、抗病性和适应性等方面的作用第九章:植物细胞工程技术的未来展望9.1 植物细胞工程技术的发展趋势探讨植物细胞工程技术的发展趋势和未来方向强调植物细胞工程技术在农业、环境保护和医药等领域的潜在应用9.2 植物细胞工程技术面临的挑战和解决方案分析植物细胞工程技术面临的挑战和难题探讨解决方案和克服这些挑战的方法第十章:实验练习10.1 植物细胞培养实验设计一个简单的植物细胞培养实验提供实验步骤、材料和注意事项10.2 植物细胞融合实验设计一个简单的植物细胞融合实验提供实验步骤、材料和注意事项10.3 植物组织培养实验设计一个简单的植物组织培养实验提供实验步骤、材料和注意事项重点和难点解析重点环节一:植物细胞工程的概念需要重点关注植物细胞工程的定义和重要性,以及它与传统植物繁殖技术的区别。
《植物生理学》第八章 植物生长生理ppt课件
采用组织培养可以直接诱变和筛选出具抗病、抗盐、
高赖氨酸、高蛋白等优良性状的品种。
4、保存种质资源,避免基因的丢失和毁灭。
5、提供加工原材料,生产次生代谢物。
如抗癌首选药物--紫杉醇等,可以用大规模培养植物细
胞来直接生产。
6、基因工程。
基因工程主要研究DNA的转导,而基因转导后必须通过
组织培养途径才能实现植株再生。
v 细胞数目增加。最显著的生化变化是核酸含量, 尤其是DNA变化,因为DNA是染色体的主要成分。 v 细胞分裂素起作用。
二、细胞伸长的生理
v 细胞壁的可塑性增加;增加细胞壁及原生质的 物质成分;细胞吸水,体积增大。 v 赤霉素和生长素促进细胞伸长。
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三、细胞分化的生理
细胞分化是指形成不同形态和不同功能细胞的 过程。
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第四节 种子萌发
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一、概念
1、种子萌发 种子萌发(seed germination):种子吸水到胚根 突破种皮(或播种到幼苗出土)之间所 发生的一系列生理生化变化过程。
2、种子生活力 种子生活力(seed viability):指种子能够萌发 的潜在能力或种胚具有的生命力。
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鉴定种子生活力的方法:
由体细胞分化来的类似胚胎结构的细胞或细
胞群。
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4、小苗移栽 当试管苗具有4~5条根后,即可移栽。 苗床土:泥炭土、珍珠岩、蛭石、砻糠灰等混合 培养土。 用塑料薄膜覆盖。
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(四) 组织培养的应用
1、 快速繁殖优良品种、优良类型和珍贵种质资源。
2、 脱除各类病毒,幼化复壮植物。
3、 有效的培养新品种,创造新型植物种类。
由分生细胞可分化成薄壁组织、输导组织、机 械组织、保护组织和分泌组织,进而形成营养器官 和生殖器官。
(第七章)第八章植物花药(花粉)培养
第四节
花药培养
(2)材料生理状态 花药供体植株的生理状态,对花粉愈伤组织的诱导 率有直接影响。 对水稻、小麦和大麦等禾本科植物而言,大田植株 比温室植株、主茎穗比分蘖穗花粉愈伤组织的诱导率都 明显的要高。不同季节接种的花药愈伤组织诱导率也有 显著变化,例如:水稻,早造比晚造接种的愈伤组织诱 导率要高;烟草,开花早期比开花晚期的花药可产生更 多的花粉植株;小麦,早期接种比晚期接种的材料愈伤 组织诱导率可提高2~3倍。说明供体植株的生态环境, 特别是温度和光周期可能对花粉发育及其对离体培养的 反应有重要影响。
第二节
花药和小孢子的发育
(以烟草花粉发育过程为例,说明被子植物花粉发 育过程,P222) 第一期:小孢子母细胞经减数分裂形成孢子四 分体,随胼胝质分解,4个小孢子分离。 第二期:小孢子为球形细胞,核大,有液泡, 挤核靠边(单核靠边期),期末细胞明显增大,细 胞壁特化,小孢子进行第一次花粉细胞有丝分裂 (不对称),形成2个不均等的细胞。 第三期:小孢子细胞中有2个核。 在离体培养条件下,花粉发育偏离正常发育途 径,第一次花粉细胞有丝分裂是对称的,结果形成 两个形态和体积相等的细胞,把此作为B型。
第四节
花药培养
2、材料预处理 对所取用的穗子或花蕾,进行低温、激素(生长 素)或其他方法预处理,能有效提高愈伤组织诱导 率和苗分化率。 (1)低温预处理: 一般是将材料置于冰箱5~10℃下冷藏一定时 间再接种。处理时间视不同植物而定,水稻在5~ 10℃时为5~8天,烟草在7~9℃时为7~14天。 同种植物不同品种的要求也有差异,需作试验比较 才能确定。
第四节
花药培养
3、材料灭菌: 取回的材料,在接种前必须进行表面灭菌。一 般方法是先用70~75%酒精擦洗穗子和花蕾的外 部苞叶,然后用0.1%升汞浸泡7~10分钟(水稻、 玉米等需剥取穗子浸入消毒液)或用饱和漂白粉溶 液浸泡10~20分钟以灭菌,最后用无菌水冲洗3~ 5次,供接种用。 材料灭菌是花药培养成功与否的一个重要环节, 此关不过,谈不上什么培养。
植物细胞培养-文档资料
四、悬浮细胞的同步化
细胞同步化是指同一悬浮培养体系的所有细 胞都同时通过细胞周期的某一特定时期。 同一培养体系中,细胞不同步使悬浮细胞的 分裂、代谢以及生理、生化状态等更趋复杂化, 所以人们一直希望通过一定的技术途径,使同一 培养体系中的细胞能保持相对一致的细胞学和生 理学状态,工作中常用的处理方法: 1、物理方法 1)分选法:通过细胞体积大小分级,直接将处 于相同周期的细胞进行分选,然后将同一状态的 细胞继代培养于同一培养体系中。
2)抑制剂法 通过一些DNA 合成抑制剂处理细胞,使细 胞停留在DNA 合成前期,当解除抑制后,即可 获得处于同一细胞周期的细胞。 常用的抑制剂有5-氟脱氧尿苷,5-氨基尿 嘧啶、羟基尿等。 3)有丝分裂阻抑 用秋水仙素处理指数生长的悬浮培养物,浓度 一般控制在0.2%,处理时间以4-6小时为宜。
3、悬浮培养细胞数目的增殖变化
细胞生长各个时期的特点:
滞后期(延迟期):细胞很少分裂,其长短与接种 量大小和继代时原种细胞所处的生长期有关 对数生长期:细胞分裂活跃,细胞数目增加,增长 速率保持不变直线生长期:细胞生长和发育最明显 的时期 缓慢期:生长逐渐缓慢,培养液消耗将尽,有毒代 谢物质增多,氧气减少。 静止期:生长几乎处于停止状态,细胞数目增加极 少,甚至开始死亡。
机械搅拌式培养系统
气压搅拌式培养系统 考虑到机械搅拌式反应器的剪切作 用难以避免,同时搅拌器转动的中轴往 往是容易使培养物污染的部位,因此, 发展出空气提升式生物反应器,但其缺 点是搅拌不均匀
旋转式培养系统: 一般用于产品中 试或某些必需裂 解细胞才能获得 目的产物的培养, 其优点是控制精 确,处理灵活, 缺点是培养体积 较小。
第二部分 细胞培养 定义 :植物细胞培养(plant cell
条件培养基培养法
第一 节
植物细胞培养
植物细胞培养(plant cell culture):
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,形成单细无 性系或再生植物的技术。
植物细胞培养的意义:
(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;
C . 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。
(三)优良悬浮培养体系要求:
A. 悬浮培养物分散性好,细胞团较小,一般由几 十个以下的细胞组成。
培养基中加入高密度的细胞进行培养。一
定时间后这些细胞就会向培养基中分泌一 些物质,使培养基条件化。这样的培养被 利用来进行某些单细胞的培养的方法。
二、细胞的悬浮培养(cell suspension culture)
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
植物原生质培养和细胞融合可用产生远 缘杂种; 是目前植物细胞及基因工程的核心技术。
一、植物原生质体培养
通过一定方法除去细胞壁,而得到一个裸露 的植物细胞,即为原生质体(Protoplast)。游离 的原生质体像正常的植物细胞那样具有全能性, 在一定条件下培养可以重新再生出完整植株。
自1970年首次获得烟草原生质体再生植株 成功以来,通过原生质体获得再生植株的植 物约有280余种,其中有20种为我国首先报道。
第八章植物原生质体培养
一、原生质体的分离 二、原生质体的纯化 三、原生质体的培养方法 四、影响原生质体培养的因素 五、原生质体再生
原生质体: 原生质体:指脱去植物细胞壁 后裸露的、有生活力的原生质团。 后裸露的、有生活力的原生质团。 和植物正常细胞相比,除了没有细 和植物正常细胞相比, 胞壁外,具有活细胞的一切特征。 胞壁外,具有活细胞的一切特征。
封口后,离心, 封口后,离心,原生质体漂浮在上面
用吸管收集原生质体液面, 用吸管收集原生质体液面,放入液体培养基 或甘露醇悬浮洗涤原生质体2-3次 或甘露醇悬浮洗涤原生质体 次
将原生质体悬浮在液体培养基中备用
漂浮法的优点: 漂浮法的优点:原生质体纯度高。 缺点:原生质体收率低。 缺点:
3、不连续梯度法 、
(2)酶分离法 )
两步法: 两步法:
果胶酶处理材料
优点:
所获得的原生质 体均匀一致、 体均匀一致、质 量好; 量好;
游离出单细胞
纤维素酶处理单细胞
缺点:
操作复杂, 操作复杂,已被 淘汰。 淘汰。
分离出原生质体
一步法
外植体
酶液配制:注意纤维素酶、 酶液配制:注意纤维素酶、果胶酶和渗 透压稳定剂(甘露醇)的配比及pH 透压稳定剂(甘露醇)的配比及 酶液离心 过滤灭菌后-20℃ 过滤灭菌后 ℃保存 外植体放入酶液, 外植体放入酶液,真空泵抽引渗透处理 26℃摇床振荡2-8小时 ℃摇床振荡 小时
3、原生质体的分离方法 、
首先对外植体进行预处理,有两种方法: 首先对外植体进行预处理,有两种方法:
低温处理:外植体放在4℃下,黑暗中1-2天。 外植体放在 ℃ 黑暗中 天 等渗溶液处理:外植体放在等渗溶液中数小时。 外植体放在等渗溶液中数小时。
第八章——植物细胞培养
4、PH和二氧化碳浓度
在悬浮培养时,PH变动相当大。加入EDTA使铁和其他金属离 子长期处于可利用状态。硝态氮和铵态氮之间进行调整可作 为稳定PH的一种方法。
二氧化碳对细胞培养没有太大影响,但在低密度细胞培养中, 二氧化碳对于诱导细胞分裂可能有重要作用。
植物细胞生长和活力的测定
一、悬浮培养中细胞生长的测定 1、细胞计数:把1份培养液加入到2份8%三氯化铬溶液中,在 70℃下加热2-15分钟,然后将混合物冷却,用力震荡10分钟,用 血球计数板进行细胞计数。 2、细胞总体积:将已知体积的均匀分散的悬浮液放入1个15ml刻 度离心管中,在2000g下离心5min,得到细胞沉积的体积。 细胞密实体积(PCV):以每ml培养液中细胞总体积的ml数表示。
第八章-植物细胞培养
植物细胞培养简介
• 概念: 在培养基中培养彼此分离的细胞、使之生长、 增殖或分化。 包括固体培养和液体培养2种形式。
固体培养(solid culture)
• 在固体培养基中培养细胞=静止培养。细胞被固定、 不能移动;单细胞分裂后形成细胞团。
优缺点: 1)所得到的各个细胞团均为单细胞形成,遗传成分和 生理特性具有一致性; 2)细胞生长速度较慢; 3)不能长期、连续、大规模培养细胞。
烟草细胞接种密度和植板率
影响植板率的因素
(4) 培养基成分:用营养成分丰富的培养基或条 件化培养基,植板率高。 (5) 培养方式:采用看护培养(nurse culture) 是可以提高植板率。 平板培养是分离、筛选单细胞无性系的有效方法
看护培养(nurse culture)
植物细胞大规模培养生产次生代谢物质
如某个或某种类型的植物细胞是怎样生长、分裂和分化 的?化学物质(激素等)或者物理因素(重力、压力)等是 怎样影响这些过程的?
植物组织培养技术
植物组织培养技术第一章绪论第二章植物组织培养实验室组成、仪器设备及无菌操作技术第三章植物组织培养基本原理第四章器官培养技术第五章植物胚胎培养第六章花粉及花药培养第七章细胞及原生质体培养第八章组培培养技术在中药学上的应用第一章绪论一、植物组织培养的概念1. 概念植物组织培养(Plant tissue culture)广义上是指无菌条件下,在特定的培养基上对离体的植物器官、组织、细胞和原生质体甚至包括完整植株进行培养的技术。
2.主要特征(1)在培养容器中进行;(2)无菌培养环境,排除了微生物如真菌、细菌以及害虫等的侵入;(3)各种环境因子如营养因子、激素因子以及光照、温度等物理因子处于人工控制之下,并可达到最适条件。
(4)通常打破了正常的植物发育过程和格局;(5)随着单细胞和原生质体培养技术的发展,对植物显微结构进行操作成为可能。
二、植物组织培养类型:根据不同分类的依据可以分为不同类型。
1、根据培养材料不同分为:(1)完整植株培养(Plant Culture):对幼苗和较大植株等的培养。
(2)胚胎培养(Embryo Culture):包括成熟胚、幼胚、子房、胚珠等的培养。
(3)器官培养(Organ Culture):包括离体根、茎、叶、果实、种子、花器官的培养。
(4)组织培养(Tissue Culture):如分生组织、薄壁组织、输导组织培养。
(5)细胞培养(Cell Culture):指对单细胞或较小的细胞团进行培养。
(6)原生质体培养(Protoplast Culture):指对去掉细胞壁后所获得的原生质体进行培养。
2、根据再生途径分为:(1)器官发生途径(Organogenesis):直接器官发生途径:植物器官可以直接由外植体上诱导。
如茎尖培养。
间接器官发生途径:成熟细胞经过脱分化(dedifferentiation)及再分化(redifferentiation)过程而形成新的组织和器官的过程。
条件培养基培养法
第一 节
植物细胞培养
植物细胞培养(plant cell culture):
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,形成单细无 性系或再生植物的技术。
植物细胞培养的意义:
(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。
单细胞培养 细胞的悬浮培养
一、单细胞培养(通常以叶片为材料) (一)单细胞的分离 分离方法:机械法和酶解法。各有优缺 点。
(二)单细胞培养 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。 培养方法:平板培养、看护培养、微室 培养、条件培养基培养法。
(1)平板培养法: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。
2. 培养基:
(1)固体培养基:添加琼脂等
(2) 液体培养基:不加琼脂等
第二节 植物细胞培养的应用
一、植物次生代谢产物的生产 二、突变体的选择 三、诱导多倍体 四、生产人工种子
Synthetic seeds of Mulberry and banana
(云杉) (海藻酸钙凝胶)
第三节 植物原生质体培养及细胞融合
生长过程与微生物类似,有延迟期、对数生长期、 减慢期及静止期等阶段。接种时细胞要达到一定细 胞浓度,通常为0. 25 x l06细胞/ml -0. 5 x 106细胞/ m1。
植物细胞培养的基本技术_PPT幻灯片
一、植物材料的准备 二、培养基的准备 三、培养方法的选择
一、植物材料的准备
1、外植体
外植体:
植物组织培养中作为离体培养材料的器官或 组织的片段。
在继代培养时,将培养的组织切段移入新的 培养基时,这种切段也称外植体。
选取:
建立无菌材料时,取材的大小根据不同植物 材料而异。
植物培养物的生长取决于生长素和分 裂素的比例
高浓度生长素和低浓度生长素分裂素 刺激细胞分裂
低浓度生长素和高浓度生长素分裂素 刺激细胞生长
但是,过量赤霉素和酚类化合物能掩盖上述 现象。
(4)、需要有机氮源
有机氮源为蛋白质水解产物(如谷氨酰胺) 或各种氨基酸。
对细胞早期生长有利
氨基酸的加入主要是为了代替或增加氮源 的供应
常用培养基
MS、N6、B6、LS、RM-1964、B5、 White等。
MS培养基是Murashige(穆拉希吉)和 Skoog(斯科格)于1962年为烟草细胞培养 设计的,其特点是无机盐和离子浓度较高, 是较稳定的离子平衡溶液,它的硝酸盐含量 高,其养分的数量和比例合适,能满足植物 细胞的营养和生理需要,因而适用范围比较 广,多数植物组织培养快速繁殖用它作为培 养基的基本培养基。
原生质体培养 按 培养对象 分
单倍体细胞培养
按 培养基类型 分
固体培养 液体培养
按 培养方式 分
悬浮细胞培养
固体培养基
定义: 利用琼脂作为支持物的固体培养和固定化细胞培养
特点: 简便易行、培养所占空间小
常用的固化剂: 琼脂、藻酸盐、角叉藻聚糖、明胶、羟乙基纤维素、 聚丙烯酰胺、淀粉、硅胶
固体培养基
苏氨酸、甘氨酸和缬氨酸,通过灭活位于 叶绿体和细胞质上的谷氨酸合成酶而降低氮 的利用
(林木育种学)第八章林木生物技术
(二)细胞培养与融合
1 原生质体分离
①材料的选择
②材料的预处理 预培养法 暗处理法 药物及添加物处理法 萎蔫处理法 更新培养基法
③原生质体分离
④原生质体的收集与纯化
⑤原生质体活力鉴定
3 原生质体培养
1)原生质体培养方法 液体浅层静止法 固体培养法 饲养法
2)原生质体培养基 KM、KM8P、V-KM等
3目的基因转化 1)农杆菌介导基因转化法 2)PEG转化法 3)电穿孔法(电激法) 4)基因枪法 5)花粉管通道导入法
4转化细胞的筛选与转基因植株鉴定 1)通过检测标记基因或报告基因: 标记基因:nptⅡ基因(新霉素磷酸转移酶基因)、amp(氨苄青霉素
抗性基因)、hyg(潮霉素磷转移酶基因)等。 报告基因:gus基因(B-葡萄糖苷酶基因)、luc(绿色荧光蛋白基因)、
3突变细胞的筛选方法
1)直接选择法:是指新的突变表型在选择条件下能够优先生长,或预期从 感官上可以测定其它可见的差异。可分为正选择和负选择两种方式。
正选择:指在培养基中加入某种对正常细胞有毒害的化合物,使正常细胞不 能生长而只有突变体才能生长,从而筛选出细胞突变体。
负选择:指用特定培养基使突变体细胞处于不能生长状态,而非突变细胞却 可以正常生长,然后用汰选剂淘汰正常生长细胞,最后使突变细胞恢复生长并 分离出来。
缘种B. campestris杂交、回交后代的育性,结果发现杂种花粉的育性超
过90%,且有42%左右的植株抗除草剂等。
三 分子标记辅助育种 1 DNA遗传标记的特点:
数量极多; 遗传上稳定; 排除了环境差异。
2 DNA遗传标记的应用
构建遗传图谱; 分析亲缘关系; 定位目的性状; 分子标记辅助选择; 种质资源及杂种后代的鉴定。
第八章:植物的生长生理 名词解释
第八章:植物的生长生理一、名词解释1.植物的生长:指细胞分裂和伸长引起的植物体积质量不可逆的增加过程。
2.发育:指植物生活史中,植物细胞生长和分化形成功能特化的组织器官的过程,称为形态建成。
3.分化:指同质细胞转变成形态结构和功能不同的异质细胞的过程。
4.细胞周期:分生组织细胞从第一次细胞分裂结束至下一次细胞分裂结束所经历的时间,称为细胞周期。
5.分裂间期:分裂间期可分为(G1期)DNA合成前期,(S期)DNA的合成期,(G2期)DNA的合成后期6.分裂期:也称为M期,是指细胞进行有丝分裂,形成两个子细胞的时期,包括前期、中期后期、末期这4个时期。
7.有丝分裂:8.植物组织培养:指在无菌和人工控制的环境条件下,利用适当的培养基,对离题的植物器官、组织、细胞或原生质体进行培养,使其细胞再生或形成完整植株的技术,又称为植物离体培养。
9.植物细胞的全能性:植物体的每个生活细胞都含有个体发育的全部基因,具备在特定条件下分化发育成完整植株的潜在能力。
10.脱分化:又称为去分化,是指分化的细胞失去特有的结构和功能转变为未分化细胞的过程。
11.再分化:是指已脱分化的细胞在一定的条件下由愈伤组织分化出根和芽,最后形成完整植株的过程。
12.种子萌发:在适宜环境条件下,种子吸水膨胀、代谢活性强、种胚开始膨大、胚根或胚芽突破种胚开始生长的现象,称为种子萌发。
(吸胀、萌动、发芽)13.吸胀吸水阶段:依赖原生质胶体吸胀作用的物理吸水,与种子代谢无关。
吸胀作用的大小与种子中所含物质的亲水性有关,通常亲水性大小顺序为蛋白质种子、淀粉质种子和脂肪质种子。
14.迟缓吸水阶段:原生质的吸水趋向饱和,吸水速率减缓。
15.生长吸水阶段:在储藏质发生转化的基础上,胚根和胚芽中的核酸、蛋白质等原生质成分合成旺盛,细胞吸水加强。
16.种子生活力:是指种子能够萌发的潜在能力或种胚具有的生命能力。
通常是指一批种子中具有生命力的种子数占种子总数的比例。
原生质体培养-课件
目的与要求
掌握植物细胞原生质体培养的意义,了解原生质 分离方法,原生质纯化方法和活力测定方法。掌握植 物原生质体的培养方法及其特点,以及存活率、密度、 产量的测定方法。掌握原生质体融合概念、介绍原生 质体融合方法,了解杂种细胞的筛选、鉴定和杂种植 株的鉴定方法。
具备原生质体分离、纯化基本认知,具有原生质 体培养基本能力,能够理解原生质体融合概念及方法。
一般起始密度为5000-10000个/ml,看护培养可降 低培养密度。 3、渗透压稳定剂
在原生质体培养中除用2-3%蔗糖作为稳定剂外, 还使用0.3-0.5mol/l的甘露醇。有的用葡萄糖完全或 部分取代甘露醇,效果也很高。
五、影响原生质体培养的因素
4、培养基成分 1)基本培养基:MS,B5,Nitsch、N6、KM-8P 2)碳源:葡萄糖(大多数用) 3)无机盐浓度和氮形态:无机盐浓度不宜过高,尤 其铵态氮浓度不宜过高。 4)植物生长调节剂的浓度配比:
(一)双醋酸盐荧光素染色法测定存活率 存活率=存活原生质体数/总原生质体数×100
(二)测定原生质体的密度 原生质体的密度(个/ml)=(原生质体数/1区域)
×104×稀释倍数
四、影响原生质体培养的因素
1、原生质体活力 选择生长健康植株上的外植体,或分裂旺盛的愈
伤组织或悬浮细胞,在酶解处理时酶制剂浓度不要过 高。 2、原生质体起始密度
四、杂种植株的鉴定 1、形态学鉴定 2、细胞学观察 3、DNA内切图谱分析法 4、同工酶分析法
思考题: 1、说明机械分离法和酶分离法的特 点 2、原生质体纯化方法有哪些?原生 质体活力的测定方法有哪些? 3、简述原生质体五种培养方法及特 点 4、原生质体融合有哪几种方法?
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C、看护培养特点:
优点: (1)简便易行。 (2)效果好,易于成功。
缺点: 不能在显微镜下直接观察细胞的生长过程。
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(2)、微室培养法(Microculture)
A 微室培养的含义及用途 含义:将单细胞培养在少量的培养基中。 用途:主要用来观察细胞生长、分裂、形 成细胞团的过程。
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微室培养图示:
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C 平板培养的基本技术
(1)、悬浮细胞密度的调制
平板培养要求最初细胞密度(即初始植板密 度)为1×10 ³-100×10 ³个/ml 。 初始植板密度:单细胞固体平板培养时,细胞 悬浮液接种到琼脂培养基上最初细胞密度
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(2)培养基配制
1.4%琼脂基本培养基+等量细胞培养液 =0.7 % 琼脂条件培养基。
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3)将愈伤组织在液体培养基中培养, 建立悬浮培养物
优点:细胞团成小细胞团或单细胞;在培养基 中均匀分布;有空气交流。
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2.2单细胞培养方法(Single cell culture)
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单细胞培养常用的方法:
单细胞培养方法
看护培养法 微室培养法
固体平板培养法
液体浅层培养法
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(1)、看护培养法(Nurse culture)
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本章小结:
4、影响单细胞培养的因子:1)条件培养基;2)初始细胞植 板密度(>临界密度);3)生长物质;4)pH;5)CO2 5、细胞悬浮培养方法:成批培养;连续培养。 6、成批培养的方法。 7、连续培养的种类:(1)半连续培养;(2)连续培养。 8、连续培养的方法:(1)浊度恒定法;(2)化学恒定法 9、细胞悬浮培养的应用:(1)植物有用物质的生产; (2)诱发和筛选突变体;(3)用于原生质体培养和细 胞器分离;(4)食品生产
分数(即每100个铺在平板上的细胞中有多少 个能长出细胞团)。
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小细胞团计数方法:
1)低倍显微镜直 接计算; 2)细胞团显影法
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2.3、影响单细胞培养的因子
1、条件培养基 2、细胞密度(>临界密度) 3、生长激素 4、pH 5、CO2
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3、细胞悬浮培养 Suspension culture
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1、单细胞的分离
机械法
酶解法
愈伤组织分离单细胞
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机械法:将外植体捣碎,通过过
滤和离心分离得到活的细胞。
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第一种方法
研究材料:成熟花生叶片 方法:A
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、撕去表皮 B 、叶肉细胞暴露 C、 小刀刮 D、离体培养
第二种方法
A、表面消毒
B、叶片1cm方块
植物组织培养
第八章 植物细胞培养
大 家 好 !
第8章 细胞培养
本章主要内容(2学时)
单细胞培养
细胞悬浮培养
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第8章 细胞培养
本章教学目的与要求
1、掌握得到单细胞无性系的技术 2、掌握细胞培养的方法,其含义及特点 3、学会小细胞团的计数方法 4、了解影响单细胞培养的因子 5、掌握细胞悬浮培养的方法:成批培养;连 续培养。 6、理解细胞悬浮培养的应用
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2、单细胞培养
2.1单细胞的分离
分离的单细胞
看护培养 微室培养 平板培养
单细胞无性系
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制备单细胞:
愈伤组织或悬浮培养物(常); 用纤维素酶和果胶酸酶从组织分离
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由组织器官经愈伤组织分离单细胞
步骤: 茎段
1) 诱导产生愈伤组织; 2) 愈伤组织反复继代,使组 织不断增殖,提高愈伤组织松 散性;
含义及特点 A、含义:将离体的植物细胞悬浮在液体培养
基中进行的无菌培养
B、特点
1)细胞可不断增殖,形成高密度的细胞群体, 适于大规模培养; 2)能够提供大量较为均匀的细胞,为研究细 胞的生长、分化创造方法和条件。
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C、悬浮培养类型和方法
成批培养 连续培养
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成批培养/分批培养(Batch culture)
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第8章 细胞培养
观点:
高等植物的组织和器官可以 分割成单个细胞
小野芝麻和凤眼兰的栅栏细胞 和虎眼万年青属表皮细胞
Haberlandt:
首次进行离体细胞培养
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概念:
细胞培养:在离体条件下对单个细胞或 小的细胞团进行培养,使其增殖的技术。
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细胞培养的优点:
操作简单 重复性好 群体大 能产生单细胞系
浮培养物并注入等量新鲜培养基,使培 养物不断得到养分补充,保持其恒定体 积的培养。
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Hale Waihona Puke A、连续培养的特点:(1)新鲜培养基的不断加入,保证了 养分的充分供应; (2)可使细胞保持在增殖旺盛的对 数生长期中; (3)适于大规模工业化生产
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B、连续培养的种类:
(1)半连续培养:每隔一定时间倒出一定量的 悬浮液,同时补充加入等量的新鲜培养液 (2)连续培养: 封闭式和开放式
凹穴载玻片
1滴含单细胞培养液
周围加石蜡油
旁边各加石蜡油
盖盖玻片 置培养皿中26~28 ℃恒 温培养
盖盖玻片
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平视图
B 微室培养特点:
优点: 在培养过程中,可以连续进行显微 观察一个细胞的生长、分裂和形成细胞 团的全部过程
缺点: 培养时间较短
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第一节 单细胞培养
(3)、平板培养法(Plante Culture) A 含义及用途:
条件培养基:曾悬浮培养过一段时间组织或
细胞的液体培养基。
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(3)制平板:细胞悬浮液与融化状态(35 ℃ ) 条件培养基按一定比例均匀混合,倒成平板。 (4) 培养: 26℃置暗处培养21天。低倍显微镜 观察, 记数单细胞或小细胞团,计算置板效率 (也称植板率)。
植板效率(或植板率):已形成细胞团的百
Nurse callus
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单细胞无性系
B 看护培养基本技术
(1)在一个培养瓶中加入一定量厚的固体培养基, 灭菌后备用。 (2)在无菌条件下,将一小块(1cm3)活跃生 长的愈伤组织接种到培养基上,再在愈伤组织块 上放一片(1cm² )已灭菌的滤纸,放置一晚上。 (3)将分离的单细胞接种到培养基的滤纸上。 (4)恒温培养。
Production of anthocyanin
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连续培养图示:
加入培养基
排出培养基及其培养物
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3、细胞悬浮培养主要应用 1、 植物有用物质的生产 2、诱发和筛选突变体 3、原生质体培养和细胞分离 4、食品生产。
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(云杉) (海藻酸钙凝胶)
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Synthetic seeds of Mulberry and banana
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含义:将愈伤组织培养在一定容积的密
闭容器中进行培养。它是进行细胞生 长 和细胞分裂的生理生化研究常用的培养方 法。
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A、成批培养特点
(1)培养基体积固定; (2)必须适当搅拌; (3)培养过程中,细胞生长,其数目 不 断发生变化,呈S增长; (4)但要进行下一批培养,则生长一 定时间后,需要继代转移。
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本章小结:
1、单细胞的分离方法:1)愈伤组织诱导;2)单细胞悬浮 液的制备 2、单细胞培养的方法:(1)、看护培养法;(2)微室培 养法;(3)平板培养法 3、平板培养的基本技术 (1)单细胞悬浮液的制备 (2)悬浮细胞密度的调制 (3)琼脂培养基配制:0.7 % 琼脂条件培养基。 (4)平板制作 (5) 培养
A 看护培养的含义及用途 含义:指用一块活跃生长的愈伤组织来看 护单个细胞,并使其生长和增殖的方法。 用途:诱导形成单细胞系。
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看护培养图示:
用一块活跃生长的愈伤组织来看护单个细胞,并使 其生长和增殖。这个愈伤组织块称为看护愈伤组织
恒温培养1个月
Single cell
Filter paper
2~3月
含义:将单个细胞与融化的琼脂培养基均匀混合 后平铺一薄层在培养皿底上的培养法。 用途:分离单细胞无性系,研究其生理、生化、 遗传上的差异而设计的一种单细胞培养技术。广 泛应用于细胞、原生质体及融合产物的培养。
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固体平板培养图示:
B 特点
优点: (1)可以定点观察; (2)分离单细胞系容易;
缺点: 培养细胞气体交换不畅。
C、均浆
D、过滤
E、离心
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F、培养
酶解法:利用果胶酶、纤维
素酶等处理外植体材料,分 离具有代谢活性的细胞。
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酶分解方法
叶片消毒 B 撕去表皮 C 4cm方块 D 加入酶 E 真空抽气 F 多次加入酶液 G 收集细胞
A
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愈伤组织分离单细胞
方法: A 将愈伤组织放入液体培养,震荡。 B 过滤 C 离心 D 过滤 E 获得细胞
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细胞生长曲线
培 养 细 胞 数 目
5
4 3 1 2
培养时间
1 2 3 4 5
延迟期 对数生长期 直线生长期 缓慢期 静止期
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B、成批培养的方法
(1)旋转培养 (2)往返震荡培养 (3)旋转震荡培养 (4)搅动培养
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(2)、连续培养(Continuous culture) 含义:指在培养过程中,以不断抽取悬