扬州大学植物细胞工程绪论植物细胞工程的概念和发展过程

1）“生理脱离”效应
? 植物细胞或组织从完整的有机体上分离下 来，脱离母体（离体）的影响，在适宜的 条件下（培养），有利于激发植物细胞全 能性的表达。
2）培养条件下的 细胞脱分化
? 脱分化（dedifferentiation):培养条件下使已 分化的细胞 回复到原始无分化状态或分生 细胞状态的过程。
（1930-1959） ? White: 美国植物生理学家
（White ）
? 1934年，建立了第一个活跃生长的无性繁殖系
建立了第一个人工合成培养基
? 1937年，研配了综合培养基（ White培养基）
发现了B族维生素和生长素 对离体培
养的促进作用。
? 同期(1934-1938)，法国学者 Gautheret和Nobecourt在山毛 柳、黑杨等植物的培养中成 功地获得了的愈伤组织，在 培养基生存可以达到18个月， 并且可以进行多次继代,同时 也发现了B族维生素和生长素 对形成层组织生长的显著促 进作用.
实验部分主要是植物组织与细胞培养的基础实 验。
成绩评定
70% 30%
参考书目录
1. 谢从华等，植物细胞工程。高等教育出版社， 2004
2. 杨淑慎，细胞工程。科学出版社， 2009 3. 朱至清，植物细胞工程，化学工业出版社， 2002 4. 周维燕，植物细胞工程原理与技术，中国农业大
学出版社， 2001。
疾病预防、诊断与 治疗，环境污染物 监测、治理与修复
粮食、医药、食品、 能源、化工原料等
二、细胞工程 Cell engineering
? 细胞工程：以应用细胞生物学和分子生物 学方法，借助工程学的实验方法或技术， 在细胞水平上研究改造生物遗传特性和生 物学特性，以获得特定的细胞、细胞产品 或新生物体的有关理论和技术方法的科学。
植物细胞工程
Plant Cell Engineering
主讲人：吴晓霞 扬州大学生物科学与技术学院 生科系
2010.9
本课程的学习内容及成绩评定
? 课程内容安排 (课程总时数32=16+16): 理论部分共十三章，分为植物细胞工程研究历
史、消毒灭菌技术、培养基的配制方法 、植物体 细胞胚胎发生、植物细胞培养、原生质体培养、 体细胞杂交、单倍体育种、植物遗传转化等。
其它研究
1904年：Hanning 培养萝卜和辣根菜的胚， 得到幼苗。
1922年：Kotte 和Robbins 根培养
1922年：Knudson 采用胚培养法获得兰花幼 苗，克服其种子发芽困难的问题。
1925年：Laibach 亚麻种间杂交幼胚培养得到 杂种
五、植物细胞工程的研究历史
（二）培养技术与理论的建立与发展阶段
Biotechnology
传统的生物技术产品
一、生物技术 Bio technology
基因工程、酶
? 1策工 程98纲程、6年、发要酵细，》工胞原:以程工国现家代科生委命制科订学《为中基国础动微生物，生物、结物技植合品物术系先、政 进的工程技术手段和其他基础学科的科学 原理，按照预先的设计改造生物体或加工 生物原料，为人类生产出所需新产品或达 到某种目的。
？ dedifferentiation
Tissue; organ
愈伤组织（callus)
愈伤组织 ——由外植体组织增生的细胞产生的一 团不定型的疏散排列的薄壁细胞。
愈伤组织原是指生物在 受伤以后于伤口表面形 成的一团薄壁细胞。
2）培养条件下的细胞再分化
? 细胞再分化（redifferentiation):离体条件下， 脱分化后具有分生能力的细胞，再经过细 胞分化，重新形Biblioteka Baidu各类组织和器官、形成
? 0为新个体的过程。
活体条件下
离体培养条件下，细胞全能性的表达 是通过分细裂 胞脱分化分裂和再分化实现的。
分生组织细胞
生长分化
离体条件下
再
分
组织
脱分化 分裂生长 化
器官
已分化组织细胞
愈伤组织
植株
五、植物细胞工程的研究历史
? （一）探索阶段（1902-1929） ? Haberlandt：提出了植物细胞全能性的假说；
? 1902年, 德国著名植物学家 Haberlandt在细胞学说 的基础上于提出的植物细胞的全能性假说。
? 高等植物的组织、器官可以不断分割，直到单个 细胞。如果每个细胞都有植物个体一样的性质和 能力，那么，可以通过植物细胞培养使单个细胞 发育成为一个新个体。细胞全能性是植物组织培 养的理论基础
1、细胞全能性 Totipotentiality
Why failed?
取材不当: 植物细胞全能 性的差异根据 细胞所处的组 织不同而不同
培养技术不完
善: 根据细胞植所物处细培分的胞养不组全基够织能营、不性养缺同的成少从差强异到弱为： 顶端分生组织生>长居激间素分等生组织 > 侧 生分生组织 > 薄壁组织(基本组织) > 厚角组织 > 输导组织 > 厚壁组织。
植物细胞全能性—— 一个植物细胞所具 有的产生完整植物个体的潜在能力。
2、细胞的全能性的实现
Tissue Removed
Plant
Medium
Plantlet
? 细胞分裂
细胞生长
细胞分化
? 细胞分化（differentiation）：导致细胞形成 不同结构、引起功能改变或潜在发育方式 改变的过程。
三、植物细胞工程
? 植物细胞工程：以植物组织细胞为基本单 位，在离体条件下进行培养、繁殖或人为 的精细操作，使细胞的某些生物学特性按 人们的意愿发生改变，从而改良品种或创 造新品种，或加速繁殖植物个体，或获得 有用物质的过程。
四、植物细胞工程的理论基础
植物细胞的全能性
? 内容: 一个生活细胞所具有的产生完整生物个体的 潜在能力
绪论 植物细胞工程的概念及 发展历史
本节教学重点
? 了解生物技术及细胞工程的含义 ? 能理解植物细胞全能性的含义 ? 掌握植物细胞全能性、细胞分化、脱分化、
再分化、愈伤组织等关键概念 ? 通过对植物细胞工程发展简史的学习，了
解植物细胞工程的主要研究内容、研究方 法及对社会、经济发展的意义
各位同学能否用已学过的 知识试述一下，什么是“生 物技术” ？
首次进行了植物细胞的离体培养实验；
(Haberlandt,1902) The father of plant
tissue culture
? Haberlandt 对高等植物的叶肉细胞、髓 细胞、腺毛细胞、气孔保卫细胞、表皮 细胞等材料进行了离体无菌培养，虽然 某些细胞存活了很长时间，但始终没能 发生细胞分裂和增殖，大家推测一下他 失败的可能原因是什么？