植物细胞工程复习资料

细胞工程在现代生物技术中的地位及其实践意义：

（1）改善农业生产技术——动植物品种改良，植物快速繁殖；

（2）保护生态环境——生物工业避免化学工业污染，名贵药物的细胞生产保护自然资源；

（3）生物医药开发——免疫医药工业，基因工程药物生产。

细胞工程的核心技术：细胞培养与繁殖

目的：获得新性状、新个体、新物种

植物细胞工程：细胞培养技术、原生质体融合与培养技术、组织培养技术、亚细胞水平的遗传操作技术

植物细胞的全能性：植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，从而具备发育成完整植株的遗传能力。在适宜条件下，任何一个细胞都可以发育成一个新个体。

White、Gautheret、Nobecourt被誉为植物组织培养的奠基人。

植物细胞工程的应用：种苗脱毒与快速繁殖、植物特殊倍性创造、培育植物新品种、体细胞杂交、次生产物生产、基础研究。

培养室的光照强度：2000-3000lx

外植体的选择：选择优良的基因型、取材、外植体大小、选择外植体的时期

外植体休眠的处理：低温或赤霉素

内生菌的处理：抗生素、取生长期旺盛的生长点、取茎尖不停地转接（被内生菌污染）

糖在培养基的作用：为细胞提供合成新物质的碳骨架；为细胞的呼吸代谢提供底物和能量；维持渗透压

生长素的生理作用：促进细胞生长和细胞分裂；诱导受伤组织表面细胞恢复分裂能力；形成愈伤组织，促进生根；与一定量的细胞分裂素配合共同诱导不定芽的分化、侧芽的萌发与生长、胚状体的诱导。

细胞分裂素的生理作用：促进细胞的分裂和分化、诱导芽的分化、促进侧芽的萌发和生长、抑制衰老。

植物激素：是指在植物体内合成的、通常从合成部位运往作用部位、对植物的生长发育产生显著调节作用的微量小分子有机物。

生长素类（IAA）、细胞分裂素类（CTK）-6BA、赤霉素类（GA）、脱落酸（ABA）、乙烯（ETH）

MS是光谱性培养基，N6用于单子叶植物的培养，B5多用于豆科植物。

愈伤组织：脱分化后的细胞，经过细胞分裂，产生无组织结构、无明显极性的松散的细胞团。

外植体：植物组织培养中用来进行无菌培养的离体材料，可以是器官、组织、细胞和原生质体等。

细胞分化：是指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。

再分化：在离体条件下，当细胞脱分化以后，无序生长的细胞及其愈伤组织要重新进入有序生长进而形成再生个体的过程称为再分化。

极性：是指植物的器官、组织、甚至单个细胞在不同的轴向上存在的某种形态结构以及生理生化上的梯度差异。

很多情况下，细胞的不均等分裂是细胞极性建立的标志。

植物的离体器官发生：是指培养条件下的组织或细胞团（愈伤组织）分化形成不定根、不定芽等器官的过程。

体细胞胚（胚状体）：离体培养下没有经过受精过程，但经过了胚胎发育过程所形成的胚的类似物（不管培养的细胞是体细胞还是生殖细胞）。

体细胞无性系变异：把由任何形式的细胞培养所产生的植株统称为体细胞无性系，而把这些植株所表现出来的变异称之为体细胞无性系变异。离体培养再生植株诱变方法：

物理诱变（X射线、γ射线、快中子、紫外线）；

化学诱变（烷化剂、碱基类似物、移码诱变剂）；转座子插入；离子束诱变。

体细胞变异的应用：创造育种材料培育新品种、遗传学研究、发育生物

学研究、代谢研究。

植物激素对植物的作用

植物激素是指在植物体内合成的、通常从合成部位运往作用部位、对植物的生长发育产生显著调节作用的微量小分子有机物。

在众多植物离体培养中证明，细胞分裂素和生长素对于细胞生长和分化具有同等重要的协同作用，它们的量与比值的不同配合，对细胞分化起着重要调节作用。

生长素的生理作用：促进细胞生长和细胞分裂；诱导受伤组织表面细胞恢复分裂能力；形成愈伤组织，促进生根；与一定量的细胞分裂素配合共同诱导不定芽的分化、侧芽的萌发与生长、胚状体的诱导。

细胞分裂素的生理作用：促进细胞的分裂和分化、诱导芽的分化、促进侧芽的萌发和生长、抑制衰老

生长素/细胞分裂素的比值高，促进生根，反之则促进茎、芽的产生；此外，在离体条件下，如果用生长素和细胞分裂素处理的顺序不同，其作用也不一样：如果先用生长素处理，后用细胞分裂素处理，则有利于细胞分裂而不利于细胞分化；反之则有利于细胞分化。如果两者同时处理，则可促使分化频率的提高

体细胞胚与合子胚比较

（1）合子胚在发育初期具有明显的胚柄，而体细胞胚一般没有真正的胚柄，只有类似胚柄的结构；

（2）合子胚的子叶是相当规范的，可以作为分类的依据，体细胞胚的子叶常不规范；

（3）与相同植物比较，体细胞胚的体积明显小于合子胚，在一些贮藏物质的含量上也存在较大差异，并且体细胞胚不能有明显的脱水干燥过程；

（4）合子胚在胚胎发育完全进入子叶期胚以后，经过一系列的物质积累和脱水就进入休眠，而体细胞胚则直接形成植株，在不同的培养条件和植株种类中，形成植株的胚胎时期有所不同，一般在心形期以后的各

个阶段均可直接发育成小植物。

离体培养下变异的特点

（1）变异的普遍性：多种植物离体培养都会发生变异；就单个变异体来讲，离体培养中变异性状往往是单一的，或少数几个性状的变异；同一培养体系的再生群体，变异又具有多样性。

（2）从表型上看，在不同植物类型中经常发生的变异主要是植株形态（株高、叶形、叶色等）、生长势、育性、某些抗性等性状的变异；从生理生化特性上看，容易出现同功酶谱、次生代谢的消长等变异；一些单基因控制的性状不仅发生隐形突变，也发生显性突变。

（3）嵌合性：嵌合性是指同一有机体中同时存在有遗传组成不同的细胞，它是组织培养中常见的现象。实际上，愈伤组织在大多数情况下是一种具有不同染色体数和遗传变异程度不同的细胞组成的嵌合体，这些细胞各自进行不同步的分裂。

影响体细胞遗传与变异的因素

（1）供体植物：植物种内基因型间变异频率差异较大；以分生组织为外植体的再生植株体细胞变异频率很低；体细胞在活体内组织分化期间会出现多倍性。培养物的类型：原生质体培养的体细胞变异〉细胞培养〉组织器官培养；性细胞培养再生植株的变异要大于体细胞培养的植株；培养类型的变异是多样性的。

（2）培养基和培养方式：培养基激素浓度和不同激素配比对再生植株的染色体倍性有一定影响；培养基的物理状态以及培养类型引起细胞的变异。

（3）继代次数引起的体细胞变异：继代时间越长，继代次数越多，细胞变异的几率就越高。

植物细胞工程的中心内容：植物细胞和组织的离体培养。

离体无性繁殖：利用离体培养技术，将来自优良植株的茎尖、腋芽、叶片、鳞片等器官、组织和细胞进行离体培养，在短期内获得大量遗传性状一致的个体的方法，也称之为微繁、快速繁殖。