第4章植物细胞工程的基本原理和技术基础
植物细胞工程- PPT课件
植物细胞工程 热点
• 1.在无菌和人工控制的条件下，采用植物细胞 和组织培养技术培养植物的细胞，组织，器 官以获得有药用价值的次生代谢产物。 2.采用植物的遗传操作技术改变植物或植物细 胞的原有性状和功能，获得具有优良性状的 植株或植物细胞，生产有药用价值的次生代 谢产物。
第二节 植物细胞培养特性 及主要培养技术
三、植物细胞的培养特点
（1）植物细胞有独特的培养时间及特征：重量的 增加在对数期，次生代谢产物积累在稳定期 （2）植物细胞很少单一细胞生长，对数生长后期分 泌量蛋白和粘多糖，以非均相集合的细胞团悬浮 生长。
（3）植物细胞好气，培养过程需供气及搅拌，
（4）植物细胞较微生物细胞大得多，纤维素细胞壁， 细胞壁脆弱，抗剪切能力小，传统的搅拌式反应 器极易损伤细胞壁
（2）无机氮源，硝酸盐，铵盐为主。
（3）碳源，蔗糖 （4）需多种维生素烟酸，B1，B6和植物生长激素 生
长素，细胞分裂素，赤霉素，脱落酸，乙烯。
（5）需有机物：甘氨酸或水解络酪蛋白，酵母提取液
等。
A
B
A：BA(0mg/L) ，芽（减少），根（增多）愈伤组织（一定量） B：BA(0.1mg/L)，芽（适量），根（适量）愈伤组织（一定量）
二、培养植物细胞 四个生长时期
延迟期：细胞数恒定，高RNA含量，高蛋白质合 成能力； 加速期：细胞快速生长期。细胞数、DNA和蛋白 质浓度增加，有丝分裂活性、RNA含量和蛋白质 合成能力减少； 对数期：介于最大生长率和蛋白质合成完全停止 期之间。增加细胞鲜重、干重及RNA酶活性，蛋 白质合成能力完全减退； 稳定期：细胞数稳定。细胞高液泡化，极度脆弱， 高度分化及高浓度有机化合物。
第四章 植物细胞工程 Plant Cell Engineering
植物细胞工程
与受精卵发育形成的胚 有类似的结构和发育过程
1、设计人工种子制备技术的主要流程图
诱导植物愈伤组织
体细胞胚的诱导 体细胞胚的成熟 体细胞胚的机械化包裹
贮藏或种植
2、人工种子之所以神奇，是由于它具有天然种 子不可比拟的特点，想一想他们具有哪些特点？
完全保持优良品 生产上不受 可以方便地贮
要诱导产生细胞壁，参与这一过程的细胞器（ B ）
A、叶绿体、高尔基体
B、线粒体、高尔基体
C、叶绿体、线粒体
D、线粒体、内质网
4.用杂合种子尽快获得纯合子植株的方法是（ D ） A、种植→F1→选出不分离者→纯合子 B、种植→秋水仙素处理→纯合子 C、种植→生长素处理→纯合子 D、种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理 →纯合子
高效抗癌的药物紫杉醇， 虽然能造福人类，但却 为濒危的红豆杉带来一 场灭顶之灾。怎样拯救 红豆杉，并且生产大量 紫杉醇呢？
1．下列属于组织培养的是 ( A ) A．花粉培育成单倍体植株 B．芽发育成枝条 C．根尖分生区发育成成熟区 D．未受精的卵细胞发育成个体
2.植物体细胞杂交的过程实质是（ D ） A、细胞质融合的过程 B、细胞核融合的过程 C、细胞膜融合的过程 D、细胞原生质体融合的过程
3.在植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞后，需
小结：
植 所采用技术 物 的理论基础 细 胞 工 通常采用的 程 技术手段
植物细胞的全能性 植物组织培养 植物体细胞杂交
比较
细胞全能性
膜流动性 细胞全能性
①脱分化 ②再分化
①去除细胞壁 ②融合形成杂种细胞 ③组织培养
保持优良性状
克服不同种生物远源杂交
课件11：2.1.1 植物细胞工程的基本技术
9.植物体细胞杂交的原理是什么？ 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
（一）过程：
融
植物细胞的融合 合 植物组织培养
完
植物细胞A
方法？
成 的
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
标
融合 志 杂
愈
杂
的原
人 工 诱 导
生质 再 体生 AB 出
细
种 细脱 胞分 AB 化
将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工 配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导 其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
2.原理：植物细胞的全能性
二、植物体细胞杂交技术
蕃 茄
马 铃 薯
番茄------马铃薯植株
思考：
1．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合， 遇到的第一个障碍是什么？
植物细胞外面有一层细胞壁，这层细胞壁阻碍 着细胞间的杂交。 2．有没有一种温和的去壁方法呢？
相关概念:
（3）愈伤组织：一些分化的细胞，经过植物激素诱 导可以脱分化为具有分生能力的薄壁细胞组织。
细胞特点：细胞排列疏松无规则，高度液泡化的 薄壁细胞。
（4）外植体：在植物组织培养过程中，从植物体上 被分离下来的，接种在培养基上供培养用的原生质体、 细胞、组织、器官等
一、植物组织培养技术 1、原理：细胞的全能性
3.为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能 培养成小植株吗？
胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组织，其他部分 如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些。
4.为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？
在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成 愈伤组织。
高根低芽中愈伤
第四章 植物细胞工程的基本原理和技术基础
Auxins——生长素
溶于95%乙醇 诱导(启动)细胞的分裂,促进根的形成 其中2，4-D对胚性细胞团的形成尤其 有效
培养基对非洲紫罗兰组织培养的影响
No NAA
NAA reduced to 0.1 mg. l-1
NAA increased to 5.0 mg. l-1
培养基对非洲紫罗兰组织培养的影响
No sucrose (0%) Sucrose reduced to 1%
Sucrose increased to 5%
Control
维 生
种类：主要使用B族维生素
素
VB1（盐酸硫胺素）、 VB6（盐酸吡哆 醇）、 VB3（烟酸） 、 Vc、生物素 、叶酸 浓度：0.1－10.0mg/L 作用： VB1 全面促进生长，提高活力
(≤ 0.5mmol/L)
Murashige and Skoog stock solutions (MS Medium )
Macro elements (>0.5mmol/L) Micro elements (<0.5mmol/L)
MgSO4.7H2O NH4NO3 KNO3 CaCl2 KH2PO4
Control
Cytokinins——细胞分裂素
促进细胞分裂和芽的 分化形成 溶于1mol/L的HCl
细胞分裂素类 ( cytokinin ) • （1）种类：6－BA KT ZT • （2）作用：诱导不定芽分化和茎、苗增殖。 • （3）浓度：0.05－10. 0mg/L
①诱导芽的分化、促进侧芽萌发生长 ②促进细胞分裂与扩大。 ③抑制根的分化。 细胞分裂素多用于诱导不定芽的分化、茎、苗 的增殖，而避免在生根培养时使用。
《植物细胞工程基本技术》课件PPT课件
诱变育种的方法与流程
诱变育种概述
诱变育种是通过人工诱变手段，使植物细胞发生突变，再从中选择具有优良性状的个体 进行繁殖和培育的方法。
诱变育种方法
常见的诱变育种方法包括化学诱变、物理诱变和太空诱变等。其中，化学诱变使用化学 诱变剂处理植物材料，物理诱变使用物理手段如射线、激光等处理植物材料。
诱变育种流程
克隆技术的流程
选择适宜的植物材料、进行无菌操作、细胞培养、愈伤组织诱导、 胚状体诱导、植株再生、遗传转化等步骤。
克隆技术的应用实例
1 2
克隆植物
通过克隆技术可以快速繁殖珍稀濒危植物，保护 物种资源；同时也可以生产转基因植物，改良植 物性状。
克隆动物
克隆技术在动物领域的应用主要包括动物模型的 建立、濒危动物的繁殖和优良品种的保存等方面。
利用植物细胞培养技术生产天然药物、生 物制品和疫苗等，具有生产成本低、周期 短、易于控制等优点。
环境保护
能源生产
利用植物细胞培养技术进行生态修复和环 境污染治理，如重金属污染土壤的修复、 水体净化等。
通过转基因技术将植物细胞培养成能源植 物，如生产生物柴油的油菜、藻类等，为 可再生能源的发展提供技术支持。
植物细胞工程的基本原理
植物细胞具有全能性，即任何一个细胞都包含该物种的全套 遗传信息，在适宜的条件下可以发育成一个完整的个体。通 过离体培养，可以大量繁殖植物，并实现植物的遗传改良。
植物细胞工程的发展历程
1902年
德国植物学家哈伯兰特提出植 物细胞具有全能性的假设。
1958年
斯图尔德成功进行烟草离体培 养，获得完整植株，标志着植 物组织培养技术的诞生。
观察与记录
定期观察植物细胞的生长状况， 记录数据，以便进行后续分析 和研究。
植物细胞工程的基本技术 课件
要把一块组织通过培养得到 一株完整植株, 应该如何操作 呢?
请同学们阅读P34实验完成 P35讨论题。
切取 形成层
移栽
无菌 脱分化 接种
培养室
诱导愈伤组织 的形成 再分化
试管苗的形成
强调：
愈伤组织： 细胞排列疏松
而无规则，是一种高度液 泡化的、无定形状态的具 有分生能力薄壁细胞；
植物细胞的脱分化：已经分化的细胞，经过
诱导后，失去其特有的结构和功能而变成未分化 的细胞。
脱分化的实质和结果分别是什么？
实质是恢复细胞的全能性过程。
结果是形成愈伤组织。
植物细胞的再分化：脱分化产生的愈伤组 织在培养过程中重新分化根或芽等器官的 过程。
造成培养基污染的因素有很多，一般包括：外植 体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操 作不规范等。所以在组织培养实验中用到的植物材料 和各种器械都要进行彻底地灭菌，实验人员操作一定 要规范，避免带入杂菌。
(3)
(2)胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）也能培 养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。
二、植物组织培养
1、概念
植物组织培养就是在无菌和人工控制 条件下，将离体的植物器官、组织、 细胞，培养在人工配制的培养基上， 给予适宜的培养条件，诱导其产生愈 伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
植物组织培养的发展简史
① 探索阶段（20世纪初－30年代中） 德国植物生理学家HaHerlandt首次进行了植物细胞培 养实验 ② 奠基阶段（30－50年代）
一、细胞的全能性 1.定义：
2.原理：
植物细胞工程的原理与应用前景
植物细胞工程的原理与应用前景植物细胞工程是一门综合性学科，它通过利用现代生物技术手段对植物细胞进行改造，以实现对植物性状、抗病性和产量等方面的调控和改进。
该技术的理论基础主要来源于细胞生物学、遗传学、分子生物学等相关学科，其应用前景广阔，对于农业生产和生物医药等领域都具有重要的意义。
植物细胞工程的原理主要包括四个方面：细胞分离与培养、基因转化、植物体胚发生和重建、再生植株的培养与繁殖。
首先，通过细胞分离与培养，可以从植物体中获取一定数量的细胞，为后续的操作提供细胞材料。
然后，通过基因转化技术，外源基因被导入到植物细胞中，并在其基因组中稳定地遗传传递，实现对目标基因的控制和调节。
接着，利用植物体胚发生和重建技术，可以使转基因细胞发生胚胎，并将其发展为具有完整生长结构的植株。
最后，通过再生植株的培养与繁殖，可以获得大量的转基因植物，为植物细胞工程的应用奠定基础。
植物细胞工程在农业生产中具有广阔的应用前景。
首先，通过植物细胞工程技术，可以提高作物的生产力和品质，改进抗病性和逆境适应能力，增加农作物的抗旱性、抗虫性等，从而提高农作物的产量和品质，满足人们对食品的需求。
其次，植物细胞工程技术可以用于农作物的遗传改良，可以针对某些病虫害问题，通过导入特定的抗性基因，使作物获得抗病性，减少对化学农药的依赖，降低农药残留对环境和人体健康的影响。
再次，植物细胞工程技术还可以用于对农作物的贮藏和加工性状进行改良，延长食品的保鲜期，提高抗氧化和营养成分的含量，增加食品的附加值。
除了在农业领域，植物细胞工程技术也在生物医药领域有着巨大的应用潜力。
通过基因转化技术，植物细胞可以表达人类的重组蛋白，例如疫苗、生长因子等，这对于生产廉价、安全、高效的生物药物具有重要意义。
植物细胞工程还可以用于传统中药材的高效生产和品质改良，提取珍贵药用成分，缓解传统中药材的稀缺性和砍伐问题，进一步发展中药产业。
然而，植物细胞工程技术在应用中还存在一些难题和挑战。
植物细胞工程
绪论1．.生物技术:以生物科学为基础，利用生物个体或生物器官、组织、细胞的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系（包括细胞系），以及与工程原理相结合进行产品加工生产的综合性技术体系。
生物技术的内涵是：运用现代生物学理论与科学技术改造细胞的遗传物质，培育出人们需要的生物新品种；工业规模地利用现有生物体系，制备生物产品；模拟生物体系，以生物化学工程代替化学工程，制备工业产品；发展相应的科学理论与工程技术。
其主要技术范畴包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程以及生化工程。
2．细胞工程: 是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学科。
广义包括所有的生物组织、器官及细胞离体操作和培养技术。
狭义是指细胞融合和细胞培养技术。
根据研究对象不同: 高等生物的细胞工程分动物细胞工程和植物细胞工程。
动物细胞工程包括细胞培养技术（包括组织培养、器官培养），细胞融合技术，胚胎工程技术（核移植、胚胎分割等）,克隆技术（单细胞系克隆、器官克隆和个体克隆）。
植物细胞工程包括植物组织、器官培养技术，细胞培养技术，原生质体融合与培养技术，亚细胞水平的操作技术等。
3．细胞工程在现代生物技术中的地位及其实践意义:现代生物技术是典型的高技术密集型的综合技术体系。
一个生物技术产品或技术的形成，需要涉及生物学、信息学、工程学等多学科领域知识和技术的应用。
细胞工程本身作为生物技术的重要组成部分，在现代生物技术领域中也发挥着技术载体和桥梁的作用，是现代分子技术向产接技术，比如经分子重组技术改良后的基因，必须通过细胞工程的途径，才能培养成新个体品过渡的中间链或生产新产品。
另外，细胞工程技术亦可作为独立的生物技术在现代生物学研究与应用中发挥重要作用，如利用植物离体快速繁殖技术大量生产健康种苗，已在无性繁殖中获得广泛应用；离体培养中体细胞胚胎发生，已成为植物胚胎发育研究的重要实验体系等如１) 改善农业生产技术２) 保护自然资源，维护生态平衡３)生物医药开发4．植物细胞工程是一门以植物组织和细胞的离体操作为基础的实验性学科，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物种，或加速繁殖植物个体，或获得有用物质的过程统称为植物细胞工程，其发展阶段与标志性成就１）探索阶段；２）培养技术建立阶段３）应用研究阶段，标志性成就：其一组织培养领域的研究迅速在世界各国的有关实验室广泛展开。
植物细胞工程的基本技术
植物细胞工程的基本技术引言植物细胞工程是一门研究如何利用现代生物技术手段改良和利用植物的基础理论和应用技术。
它通过改变植物的遗传性状，并且通过利用植物细胞的生长特性，以达到提高农业产量、改善植物品质以及开发新药等多种目的。
本文将介绍植物细胞工程的基本技术，包括基因转化、培养、再生和检测等方面。
基因转化基因转化是指将外源基因导入到植物细胞中，使其表达外源基因产生的特定蛋白质。
基因转化是植物细胞工程研究的核心技术之一。
常见的基因转化方法包括农杆菌介导的转化和基因枪介导的转化。
农杆菌介导的转化农杆菌介导的转化是最常用的基因转化方法之一，其原理是利用农杆菌在植物组织中导入外源基因。
基本流程包括：构建转化载体、农杆菌菌株培养、农杆菌感染植物组织、选择和再生。
基因枪介导的转化基因枪介导的转化利用高速微粒轰击法，将微粒载体直接引入植物细胞中。
该方法适用于转化多种植物，操作相对简单，但效率相对较低。
培养植物细胞工程的第二个基本技术是培养。
培养是指将处理好的植物组织或细胞放入适宜的培养基中，提供足够营养和环境条件，使其继续生长和分化。
培养技术是植物细胞工程研究中最基础也是最重要的技术之一。
培养基和培养条件合适的培养基和培养条件对于植物细胞工程至关重要。
培养基的基本成分包括无机盐、糖类、维生素、植物激素等。
培养条件包括光照、温度、湿度等因素。
培养方法常见的培养方法包括悬浮培养、根尖培养、愈伤组织培养以及单细胞培养等。
悬浮培养适用于细胞悬浮培养；根尖培养适用于根尖培养；愈伤组织培养适用于愈伤组织的培养；单细胞培养适用于单细胞的培养。
再生再生是植物细胞工程的重要环节之一。
在基因转化和培养的基础上，可以通过控制培养条件和添加特定植物激素等手段，引导处理好的植物细胞再生成完整的植株。
诱导再生诱导再生是通过改变培养基的组成和添加适当的植物激素等手段，使细胞发生分化和再生的过程。
通常可通过愈伤组织培养、器官发生和胚胎发生等方式进行诱导。
第四章植物细胞工程的基本原理和技术基础
③中等无机盐含量培养基 大量元素约为MS培养基得一半,微量元素种
类减少,但含量较MS得高,维生素种类比MS多,如 增加了生物素、叶酸等。适合于花药培养,主要 有Nitch,NT、H、Miller培养基。
生长素得生理作用 1、促进细胞生长与细胞分裂。 2、诱导受伤组织表面细胞恢复分裂能力。 3、形成愈伤组织,促进生根。 4、与一定量得细胞分裂素配合共同诱导不定芽得 分化、侧芽得萌发与生长、胚状体得诱导。
细胞分裂素 就是一类腺嘌呤衍生物。主要有激动素
( 6-糠基氨基嘌呤KT)、6-苄基氨基嘌呤(6-BA) 与玉米素(ZT)等。其中最常用得就是6—苄基氨 基嘌呤。 功能: 1、促进细胞得分裂与分化 2、诱导芽得分化 3、促进侧芽得萌发与生长 4、抑制衰老
(2)培养基得配制 配制培养基前,为了使用方便与用量准确,常
将大量元素、微量元素、铁盐、有机物类与激素 类分别配制成比培养基浓度大若干倍得母液。当 配制培养基时,只需按预先计算好得量吸取母液 稀释即可。
母液应保存在冰箱中备用,保存时间不可过 长,当母液出现沉淀或霉菌团时,则不能使用。
贮备液(母液)得配制: a、方便 b、准确(有些成分量太小)
胞(木质化细胞) > 特化细胞(筛管、导管细胞); 根据细胞所处得组织不同从强到弱为:
顶端分生组织 > 居间分生组织 > 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。
脱分化:具有特异结构与功能得细胞转化成没 有特异结构与功能得细胞得过程称为脱分化。(如 根、茎、叶)
再分化:就是指离体培养物可以由脱分化状态 再度分化。包括细胞分化、组织分化与器官分化递 进地进行,最后再生完整植株。
第4章植物细胞工程的基本原理和技术基础
• 定义：植物组织在离体（in vitro)条件下和无菌 条件下利用人工培养条件培养、生长、发育再生 出完整植株的过程。 • 植物组织培养是二十世纪发展起来的新技术，近 三十年来由于组织培养基础理论研究的深入，发 展极为迅速，发表的文献浩如烟海，几乎以植物 为研究对象的各个分支学科都在广泛进行组织培 养。
4.有机附加物（如椰乳、酵母提取物、番茄汁、香蕉泥等）， 其作用是提供一些必要的微量营养成分、生理活性物质和 生长激素等。
5.琼脂（是从海藻中提取的一种高分子碳水化合物），其主 要作用是使培养基在常温下凝固，同时不参与代谢。
6.活性炭 加入培养基中的目的主要是利用其吸附能力，减 少一些有害物质的影响，如可以防止酚类物质污染而引起 组织褐化死亡。
MS培养基
组成成分 NH4NO3 KNO3 CaCl2· 2H2O MgSO4· 7H2O KH2PO4 KI H3BO3 MnSO4· 4H2O ZnSO4· 7H2O Na2MoO4· 2H2O CoCl2· 6H2O 数量(mg/l) 1650 1900 440 370 170 0.83 6.2 22.3 8.6 0.25 0.025 组成成分 Na2-EDTA FeSO4· 7H2O CuSO4· 5H2O 蔗糖 pH 肌醇 烟酸 盐酸吡哆醇 甘氨酸 盐酸硫铵等 数量(mg/l) 37.3 27.8 0.025 30 5.8 100.0 0.5 0.5 2.0 0.4
• (2)微量元素混合母液:指小于0.5mmol／L的元素即含除Fe以 外的B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl等盐类的混合溶液，因含量低， 一般配成100倍甚至1000倍，用时每配1000ml取10ml或1ml。 • 配时也要注意顺次溶解后再混合，以免沉淀。 • (3)铁盐母液:铁盐必须单独配制，若同其他无机元素混合配 成母液，易造成沉淀。配成200倍母液，配制1000ml培养基就 取5ml母液。
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植物细胞工程发展 1.探索阶段
在这一阶段中，细胞学说的产生和细胞全能性学说的提 出为组织培养技术的产生奠定了理论基础。在这些理论的指 导下所开展的有关试验，对组织培养技术的建立进行了有益 的探索。 • 细胞学说（cell theory）是Schleiden和Schwann分别于183 8年和1839年提出的，其核心内容是，细胞是有机体，亦是 生物体的基本结构单位，由它构成整个生物个体。 • 细胞全能性学说是德国著名植物学家G. Haberlandt在细胞 学说的基础上于1902年提出的。他认为，高等植物的组织、 器官可以不断分割，直到单个细胞。每个细胞都有具有发展 成为一个完整植株的能力。
3、远缘杂交 • 利用组织培养可以使难度很大的远缘杂交取得成功，从而 育成一些罕见的新物种。比如辽宁果树研究所利用这种方 法获得苹果与梨的杂交种。 4、突变育种 • 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。象中国林科院用逐步加 大培养基中盐的浓度，直接获得耐盐的杨树株系。
• 定义：植物组织在离体（in vitro)条件下和无菌 条件下利用人工培养条件培养、生长、发育再生 出完整植株的过程。 • 植物组织培养是二十世纪发展起来的新技术，近 三十年来由于组织培养基础理论研究的深入，发 展极为迅速，发表的文献浩如烟海，几乎以植物 为研究对象的各个分支学科都在广泛进行组织培 养。
4.1 植物细胞工程的基本原理
4.1.1植物全能性理论
• 1902年Haberlandt根据细胞学说提出了植物全能性理论 • 植物细胞的全能性（totipotent)：植物细胞具有该植物 体全部遗传的可能性，在一定条件下具有发育成完整植物 体的潜在能力。 • 原理：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套 遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从 理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。
子叶组织脱分化
胚轴组织脱分化
胚轴组织脱分化后发根
细胞的再分化方式
器官发生： • 愈伤组织在不同培养基上分别 可以诱导发生根或芽 胚状体发生： • 愈伤组织也可以诱导形成类似 于种子的胚结构，同时产生芽 端和根端结构，称为胚状体。 • 体细胞胚 • 生殖细胞胚
影响植物细胞脱分化和再分化的因素： • 内部因子：植物的遗传性状和生理状况。 • 外部因子：营养条件（植物激素、无机盐、有机营养、微 量元素等等）和环境条件（温度、湿度、光照等等）。
植物分裂素： • 能够促进细胞分裂，使已经脱分化的细胞保持持续 的有丝分裂。在细胞和组织培养中它们的主要作用 是促进细胞的分裂和器官的分化、延缓组织的衰老、 增强蛋白质的合成、抑制顶端优势、促进侧芽的生 长及显著改变其他的激素作用； • 天然：6-BA（6－苄基酰嘌呤）、KT（激动素，糠基 酰嘌呤）；人工：ZT（玉米素）、2-iP（2-异戊烯 酰嘌呤）；作用的强弱顺序为：TDZ,4PU>ZT>2-iP>6 -BA>KT。
5、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。
6、生物制品 • 有些极其昂贵的生物制品，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。近年国内在红豆 杉组织培养中获得生长量高达0.49gFW/（gFW·d）的细胞 系，每升细胞培养物中紫杉醇的产量可达0.25mg。
生长素： • 对启动细胞脱分化、形成胚性细胞团起很重要作用。 在细胞和组织培养中它们的主要作用是诱导愈伤组 织的形成、胚状体的产生以及试管苗的生根，更重 要的是配合一定比例的细胞分裂素诱导腋芽及不定 芽的产生；
• 主要包括IAA（吲哚乙酸）、NAA（萘乙酸）、2,4-D （2，4-二氯苯氧乙酸）、IBA（吲哚丁酸）；作用 的强弱顺序为：2，4-D>NAA>IBA>IAA。
2.培养技术建立阶段
作为一门技术，它必须具有一定的程序性。也就是说，它应该 具有一定的技术模式。在这一阶段，植物组织培养建立了两个与 培养技术有关的重要模式，一是培养基模式，二是激素调控模式。
3．应用研究阶段
• 组织培养领域的研究迅速在世界各国的有关实验室广泛展 开。 • 技术体系更加完善。这一阶段的技术体系包括：根据不同 的培养目的外植体的取材和灭菌方法，不同外植体及其培 养产物的培养程序，适合于不同植物种类和外植体类型的 培养基等。 • 形成了较为完整的理论体系。在植物组织培养研究的基础 上，植物细胞工程现已形成了以细胞全能性为基本理论基 础，以细胞脱分化和再分化调控为中心的理论体系。 • 研究目的性更加明确，并已广泛应用到生物科学研究的各 个领域，以细胞工程为基础的新型生物技术产业正在兴起。
植物细胞和组织的脱分化和再分化
1、细胞分化 • 细胞后代在形态结构和功能上发生差异的过程称为细胞分 化 • 全能性－多能性－单能性－成熟细胞（功能细胞，一般不 再具有分化能力的细胞）
2、细胞的脱分化 • 分化的细胞在一定条件下，可以转变成为胚性状态，重新 获得分裂能力，称为脱分化 • 脱分化的细胞经过分裂产生无组织结构、无明显极性、松 散的细胞团，称为愈伤组织。 3、细胞的再分化和器官发生 • 细胞再分化是指脱分化后的分生细胞（愈伤组织）在一定 条件下，重新分化成为各种类型的细胞，进而发育成完整 植株的过程。
其他影响植物细胞脱分化和再分化的条件
• 物理因素：切割损伤和辐射处理 • 化学因素：化学试剂诱导
4.1.2植物激素程中必不可少。
• 植物激素有五类，即生长素（Auxin）、赤霉 素（GA）、细胞分裂素（CTK）、脱落酸（ABA） 和乙烯（ethyne，ETH）。
应用领域
1、快速繁殖 • 运用组织培养的途径，一个单株一年可以繁殖几万到 几百万个植株。例如一株葡萄一年繁殖到3万多株，一 株兰花一年繁殖到400万株。 2、种苗脱毒 • 针对病毒对农作物造成的严重危害，通过组织培养可 以有效地培育出大量的无病毒种苗。已经取得成功的 有马铃薯、草莓、香蕉、葡萄等等。
第4章 植物细胞工程的基本原 理和技术基础
• 植物细胞工程是一门以植物组织和细胞的离体操作 为基础的实验性学科。 • 它是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 创造新物种，或加速繁殖植物个体，或获得有用物 质的过程统称为植物细胞工程。