植物细胞工程理论课内容(1)

目录（共十一章，包括绪论）

绪论

第一章实验室设备和一般技术

第二章培养基及其配制

第三章外植体的选择和灭菌

第四章外植体的接种和培养

第五章愈伤组织的培养

第六章营养器官培养

第七章植物快速繁殖和脱毒

第八章细胞培养

第九章原生质体培养和体细胞杂交

第十章种质保存

参考书目：请链接参考书目.

/v_playlist/f1461876o1p7.html（优酷网上的视频请插入到绪论中）

绪论

知识点：1.掌握植物细胞工程的概念及相关的专有名词

2.理解细胞全能性理论

3.掌握植物细胞离体培养发生的途径

4.了解植物细胞工程的应用

一．植物细胞工程（plant cell engineering）概念

植物细胞工程是指植物在细胞水平上进行的遗传操作。其相关的理论和技术主要是：植物生理学、细胞生物学和分子生物学等。

植物组织培养（plant tissue culture）:在无菌条件下将离体的植物器官、组织、细胞或原生质体培养在人工配制的培养基上，人为控制培养条件，使其生长、分化、增殖发育成完整植株或生产次生代谢物质的过程和技术，也叫离体培养（in vitro culture）相关的专有名词：

外植体（explant）：从植物体上切取下来用以培养的材料。

愈伤组织(callus)：由外植体增殖而形成的一种无特定结构和功能的细胞团。

继代培养(subculture)：由最初的外植体上切下新增殖的组织，继续转入新的培养基上培养的过程。

胚状体(embryoid)：在离体培养过程中，起源于非合子，并经过胚胎发育过程分化出的类似胚的细胞群。

分化(differentiation)：导致细胞或组织形成不同结构并引起功能或潜在发育方式改变的一种过程。

脱分化(dedifferentiation)：原已分化的细胞失去原有的形态和机能，又回复到没有分化的无组织的细胞团或愈伤组织的过程。

再分化(redifferentiation)：由脱分化状态的细胞再度分化形成另一种或几种类型的细胞的过程。

无性繁殖系(clone)：由同一外植体反复进行继代培养后所得的一系列无性繁殖后代。

二、植物细胞工程的理论基础——细胞全能性

1.细胞全能性（cell totipotency）:每个植物细胞都具有该植物的全部遗传信息，在合适的培养条件下都有发育成完整植株的潜在能力。

植物细胞全能性是通过生命周期、细胞周期和组织培养周期来实现的。（P2，图绪-1，做成小动画）

2、植物离体组织或器官分化成植株的途径

（Ｐ3，图绪-2，做成小动画）

三、植物细胞工程的技术特点：

1.培养材料经济

通过植物细胞工程能使植物体的单个细胞、小块组织、茎段等离体材料经培养获得再生植株可以保证材料来源单一和遗传背景一致，有利于试验成功，对于新品种的推广和良种复状更新，尤其是名、优、特、新的品种保存、利用与开发有很高的应用价值和重要的实践意义。

2.培养条件可人为控制

植物细胞工程所采用的植物材料完全是人为提供的培养基和小气候环境条件下生长，摆脱了大自然中四季、昼夜的变化及灾害性气候的不利影响，且条件均一，对植物生长极为有利，便于稳定地进行组培苗的周年生产。

3.生长周期短，繁殖率高

4.管理方便，利于工厂化生产和自动化控制

四、植物细胞工程的应用

1.种苗快速繁殖

应用植物细胞工程繁殖种苗，具有繁殖速度快、繁殖系数高、繁殖周期短、能周年生产等特点，再加上培养材料和所培养出的组培苗的小型化，这就能达到在有限的空间内短期培养出大量的种苗，远比常规嫁接、扦插、压条、分株繁殖快得多。如1个兰花外植体一年可繁殖400万个原球茎，1个草莓芽一年内可繁殖108个芽

2.苗木脱毒

3.培育新品种

具体应用方法：（1）通过花药培养和花粉培养，进行单倍体育种；

（2）通过胚胎培养，使杂种胚发育成熟，实现远缘杂交，并缩短育种年限；

（3）通过原生质体融合和体细胞杂交，可部分克服有性杂交不亲合性，

获得体细胞杂种，从而创造新种或育成优良品种；

（4）在组织培养条件下开展基因工程育种；

（5）通过有用的细胞突变体的筛选和培养，育成新品种。

4.种质保存和基因库的建立

5.药用植物的工厂化生产

请插入图片Ｐ0110，0116，0117，0120，0114，0097，0063，试管开花图片

信息链接：中国组培网：

/v_show/id_XNjQ5Njk4Njg=.html

作业：

1.名词解释：外植体、细胞全能性、愈伤组织、脱分化、再分化、胚状体、继代培

养、无性繁殖系

2.植物离体组织或器官分化成植株的途径有哪些？

3.结合实际，谈谈植物细胞工程在农、林、医等的应用。

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/v_playlist/f1461876o1p6.html（优酷网上搜索的组织培养的植物组织培养及其应用2视频请插入到绪论中）

第一章实验室设备和一般技术

知识点：1.理解实验室的设计原则与总体要求

2.掌握实验室的设计与组成

3.掌握常用仪器设备的使用方法

技能目标：1.能根据需要和实际情况科学设计实验室和育苗工厂

2.熟练使用组织培养的仪器设备

第一节实验室的设计

一. 实验室的设计原则与总体要求

（一）设计原则

（1）防止污染

（2）按照工艺流程科学设计，经济、实用和高效

（3）结构和布局合理，工作方便，节能、安全

（4）规划设计与工作目的、规模及当地条件等相适应

（二）总体要求

（1）实验室选址要求避开污染源，水电供应充足。

（2）保证实验室环境清洁。

（3）实验室建造时，应采用产生灰尘最少的建筑材料；墙壁和天花板、地面的交界处宜做成弧形，便于日常清洁；管道要尽量暗装，安排好暗敷管道的走向，便于日后的维修，并能确保在维修时不造成污染；洗手池、下水道的位置要适宜，不得对培养带来污染，下水道开口位置应对实验室的洁净度影响最小，并有避免污染的措施；

设置防止昆虫、鸟类、鼠类等动物进入的设施。

（4）接种室、培养室装修材料还须经得起消毒、清洁和冲洗，并设置能确保与其洁净度相应的控温控湿的设施。

（5）实验室电源应经专业部门设计、安装和验证合格后方可使用。

二. 实验室的基本组成

（一）通用实验室

（二）接种室（无菌操作室外要有缓冲间）

无菌操作室基本要求是：干净无菌、密闭、光线好。一般安装滑动门，使空气不致流动，以防外界菌及尘埃的侵入；墙壁光滑平整，地面平坦无逢，便于清洁工作；室内安装紫外灯，以便灭菌，还要有照明