林业生物技术

1、生物技术：生物技术是应用自然科学及工程学原理，依靠微生物、动物、植物体作为反
应器将物料加工转化为产品和服务社会的技术。

2、生物技术领域三个里程碑：首先是1952年，Watson和Crick发现了DNA双螺旋结构；
第二个里程碑是1973年Herbert Boyer和Stanly Cohen建立了DNA重组技术；第三个里程碑是1984年Kary Mullis等人提出了聚合酶链式反应，即PCR技术。

3、标准PCR技术三个步骤：1、DNA变性：双链DNA模版在热（90~96℃）作用下氢键
断裂，形成单链DNA；2、退火：系统温度降低（55~65℃），引物与DNA模版结合，形成局部双链；3、延伸：在适当温度（70~75℃）下，Taq酶使DNA序列从引物的5’→3’端延伸，合成与模版互补的DNA链。

4、形成林业生物技术：应用自然科学及工程学原理，依靠森林植物、动物、微生物作为反
应器将物料加工转化，规模化生产和提供人们所需的生态环境、生物质产品和公益性服务的科学。

林业生物技术的基本特征：（1）林业生物技术是以森林群落（森林植物、动物和微生物）为生物反应器进行产品生产。

（2）林业生物技术为人类提供生态产品、生物质产品和公益服务。

（3）林业生物技术克服物种间生殖隔离，以各种来源的目的基因定向培育林木新品种。

5、林业生物技术发展战略：物质产品、文化产品和生态产品，其中生态产品成为最短缺、
最急需大力发展的产品。

6、林业生物技术应用领域：⑴、优质、高抗、速生林木良种培育：主要包括树种、竹藤、
花卉等植物的功能基因组学，木材形成、抗逆、抗病虫等性状的基因解析，木本植物速生、优质、高抗的分子育种，林木种质资源的指纹鉴定，林木抗逆能力的定量测评及早期预测筛选技术；⑵、良种苗木工厂化繁育：林业生产的关键是良种培育和优质种苗生产。

包括老树幼化和快速繁殖，老树幼化是良种繁殖的前提和基础；组织培养、体细胞胚胎发生成为名特优新林木花卉良种繁育的重要手段；⑶、有益天然产物离体生产：利用现代生物技术，以生物反应器生产次生代谢产物造福人类；⑷、其他林业生物技术：包括林业蛋白质工程、酶工程、能源生物技术、环境生物技术、药材生物技术等。

7、植物细胞全能性：植物细胞全能性是指植物细胞具有发育成一个完整植株的全部遗传信
息，在适当的条件下能够形成完整植株。

8、细胞再分化，即脱分化后的分生细胞（愈伤组织）在特定的条件（离体培养）下，重新
恢复细胞分化能力，并经历器官发生形成单极性的芽或根，或经历胚胎发生形成双极性的体细胞胚，进一步发育成完整植物体，这一过程称为细胞再分化。

9、植物细胞保持全能性必要条件：⑴植物细胞保持形成完整植株的全部遗传信息（基因
组）；（2）植物细胞的遗传信息不能有任何的修饰或改变。

10、基本培养基的离子组成、植物生长调节剂、有机添加物、诱变剂、渗透调节剂、抗生素
等化学因素，温度、光照特别是紫外线、湿度、通气状况等物理因素，都在不同程度上影响培养细胞的全能性。

11、植物细胞的死亡根据其起因可分两大类：病理性死亡和生理性死亡。

12、分生组织实现细胞全能性的途径：（1）由分生组织直接形成芽而达到快速繁殖的目的；
（2）由分生组织形成愈伤组织，经过分化实现细胞的全能性；（3）游离细胞或原生质体形成胚状体，由胚状体直接重建完整植株，或制成人工种子后再重建植株。

13、植物器官培养：即离体无性繁殖，是指对植物某一个器官的全部或部分或器官原基在人
工条件下进行无菌培养的技术，包括根（段）培养、茎（段）培养、叶片培养、幼果培养以及种子和胚胎的培养等。

14、离体材料的形态发生是通过两种途径实现的：器官发生途径和胚状体发生途径。

15、常见的营养器官培养包括根段培养、茎段培养以及叶培养。

16、花器官培养是指对植物的整朵花或花的组成部分（包括花托、花柄、花瓣、花丝、子房、
花药、胚珠等）进行离体培养的技术。

17、愈伤组织培养是指将母体植株上的各个部分切下作为外植体，接种到无菌的培养基上诱
导其产生无序生长的薄壁细胞及对其培养的技术。

18、从单个细胞或一块外植体形成典型的愈伤组织，大致经历三个时期：诱导期、分裂期和
分化期。

19、细胞培养是指把植物器官或愈伤组织上分离出的单细胞或细胞团作为材料进行离体培
养，使其形成单细胞无性系或再生植株的技术。

20、根据培养对象，植物细胞培养主要有：单细胞培养、单倍体培养、原生质体培养等。

21、影响细胞培养的因素有：（1）培养基：培养基的组成对植物细胞的生长和代谢物质的生
产影响极大；（2）植物生长调节剂：植物生长调节剂对细胞生长代谢以及物质生产的影响非常大；（3）细胞生理年龄和接种量：在培养过程的不同时期，细胞的生理状况、生长与物质生产能力差异显著，而且使用不同细胞龄的接种细胞，其后代的生长与物质生产状况也不一样；（4）培养条件：包括温度、pH、通气、光等。

22、单细胞制备方法：器械法和酶解法。

23、实现悬浮培养细胞同步化常用三种方法：（1）饥饿法：断绝细胞分裂必需的营养成分或
激素；（2）抑制法：使用DNA合成抑制剂；（3）采用植物细胞连续培养的发酵器系统诱导同步分裂。

24、植物细胞悬浮培养中，细胞的增长计算方法：细胞计数、细胞密实体积、细胞干重和和
细胞鲜重增加等
25、培养细胞活力的测定：显微镜法、氯化三苯基四唑还原法、二乙酸荧光素法和伊文斯兰
染色法。

26、人工种子：人工种子是指将立体培养产生的繁殖体包埋在含有养分和保护功能的物质
中、并能在适宜条件下萌发的类似于天然种子的颗粒体。

27、完整的人工种子：繁殖体、人工胚乳和人工种皮三部分组成。

28、人工种子独特的优点：（1）可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖；（2）
固定杂种优势；（3）快捷高效的繁殖方式；（4）可人为控制植物的生长发育和抗逆性；
（5）与试管苗技术比较，人工种子技术在理论上具有成本低、储藏运输方便、无玻璃化的缺陷，减少移栽驯化过程和生产周期短等优点；（6）人工种子能繁殖大量的从人工授粉杂种和遗传工程植株中筛选出来的优良基因型，并为不育的和不稳定的基因型提供一种繁殖方法；（7）人工种子技术还可成为植物抗虫、抗病和抗除草剂等基因工程成果转向生产之间的桥梁。

29、人工种子的制作流程：选取目标植物→从合适的外植体诱导体细胞胚→体细胞胚的同步
化→体细胞胚的分选→体细胞胚人工胚乳制作与包裹→人工种皮的包裹→人工种子储藏→人工种子发芽实验→体细胞变异程度与农艺研究。

30、人工种皮内膜的条件：对繁殖体无毒、无害，有生物相容性，能支持胚；具有一定的透
气性、保水性，既不影响人工种子储藏保存，又不妨碍人工种子在发芽过程中正常生长；
具有一定强度，能维持胶囊的完整性，以便人工种子的储藏、运输和播种；能保持营养成分和其他助剂不渗漏；能被某些微生物降解（选择性生物降解），降解产物对植物和环境无害。

31、生物体从幼年期进入成龄期，最后衰老病死为生活史的自然过程，但植物会返老还青又
称复幼或称复壮，即老树年青化。

32、转基因植物外源基因的整合与表达分别在三个阶段进行测试、筛选和鉴定：（1）外源基
因导入整合阶段；（2）外源基因表达阶段；（3）外源基因性质测定阶段。

检测筛选手段
可分为三种类型：表型筛选、分子鉴定和生理生化测试。

33、对转基因受体植物安全性评价主要依据：（1）受体植物的背景资料；（2）受体植物的生
物学特征；（3）受体植物的生态环境；（4）受体植物的遗传变异情况。

34、1891年Kossel将植物新陈代谢区分为初生代谢与次生代谢。

植物次生代谢物是指：植
物中一大类并非植物生长发育所必需的小分子有机化合物，如生物碱、萜类、黄酮类和酚类等化合物。

植物次生代谢是由初生代谢的一些中间产物，即呼吸作用和光合作用的一些重要中间产物，如丙酮酸、磷酸烯醇式丙酮酸、赤藓糖-4-磷酸和3-磷酸甘油醛，派生出的一类特殊代谢，是植物在长期进化中与环境相互作用的结果。

35、植物次生代谢物的产生和分布通常有种属、器官组织和生长发育期的特异性。

36、筛选高产细胞系的方法：（1）目测法：从愈伤组织的形状、颜色、大小等外部形态来初
步判断其有用代谢产物含量高低的一种快速但比较粗放的方法；（2）小细胞团筛选法：先制备得到单细胞，在常规的培养基中经过单细胞培养，形成细胞团，再通过观测细胞团的形态、颜色或者测定细胞代谢物的种类和含量，从而选出所需细胞的方法；（3）抗性筛选法；（4）间接分析筛选法。

37、对影响细胞次生代谢物产量的培养环境条件进行调控是指培养条件的优化，包括培养基
组分和培养条件的优化。

38、植物生物反应器的种类通常可以分为机械搅拌式生物反应器和气动力搅拌或非搅拌式
生物反应器等：（1）机械搅拌式生物反应器；（2）气升式生物反应器；（3）鼓泡式生物反应器和转鼓式生物反应器；（4）间歇浸没式生物反应器和超声雾化生物反应器；（5）其他类新生物反应器（光照培养生物反应器、固定化生物反应器和膜生物反应器）。

39、在林业上生物反应器主要用于次生代谢物生产和微繁殖。

40、野生食用植物具有的特点：（1）种类繁多、数量庞大、分布广泛；（2）天然无公害；（3）
具有独特风味；（4）营养价值高；（5）具有保健功能。