细胞工程与基因工程育种

花药和花粉培养与单倍体育种
单倍体在植物育种上的重要性 花药和花粉培养技术 单倍体植株的染色体加倍
自然加倍 人工诱导加倍 从愈伤组织再生二倍体植株
单倍体在植物育种上的重要性
单倍体染色体加倍可获得纯合二倍体 有利于远缘杂交新类型的培育和稳定 与诱变育种相结合可加速育种进程 可作为外源基因转化的受体系统
植物生长调节剂
生长素：常用的有2,4 -D、NAA、IAA、IBA等 细胞分裂素：常用的有6-BA、KT、ZT等 赤霉素：GA3
有机成分
能量物质：常用2%~3%蔗糖 氨基酸：常用甘氨酸、半胱氨酸、丝氨酸、精 氨酸、酪氨酸、谷氨酸、天冬酰胺等 维生素：常用Vc、VB1、VB6、生物素、烟酸、 叶酸、肌醇等。
培养的环境条件
光照：白色荧光灯，光强1000~5000Lx， 12~16hr，用自动定时器控制光照时间 温度：多为25±2℃ 湿度：
容器内湿度：100% 环境湿度：要求70%~80%
组织培养的步骤与方法
无菌培养的建立 营养繁殖体的增殖
诱导腋芽的发生 诱导产生不定芽 体细胞胚胎发生
生根 试管苗移栽大田
低倍显微镜下直接计算 细胞团显影法
细胞突变体的筛选
细胞突变体筛选的一般技术
细胞材料的选择 诱发突变的方法 突变细胞的选择方法
突变性状的遗传基础及其稳定性鉴定 农业上有用性状的突变体离体筛选
对病害的抗性 对土壤障碍的抗耐性 对除草剂的抗性 对温度的抗耐性
无菌操作
污染来源
培养基及玻璃器皿
无菌操作室、所用器械
外植体
材料的消毒
A消g毒NO剂3、的H种g类Cl：2、C酒a(精Cl等0)2、NaClO、H2O2、 消毒方法：材料修整——流水冲洗——药剂 消毒（常用75%乙醇浸渍30s —— 0.1%升汞 浸泡2~10min或2%~10% NaClO浸泡 10~30min——无菌蒸馏水冲洗3~5次）
植物细胞培养及其突变体筛选
单细胞培养
单离细胞的方法： 单细胞培养方法： 培养细胞的密度及活力测定：
细胞突变体的筛选：
单离细胞的方法
• 物理方法 • 化学方法 • 酶法
单细胞培养方法
液体浅层培养 微滴培养 平板培养 看护培养 饲喂层培养 条件培养
培养细胞的密度及活力测定
起始培养的细胞密度：每毫升培养液 104~108个细胞 细胞活力测定：染色法
荧光素双醋酸盐（FDA） 酚藏花红 Evans blue(Evans 蓝）
植板率的测定：
植板率：每个平板接种细胞总 数中形成细胞团的百分率
植板率=每平板形成的细胞团数/每平板 接种的细胞总数 ×100%
每平板接种的细胞总数=每毫升培养液中的 细胞数目X该平板细胞培养液的毫升数 每平板形成的细胞团数计数方法
生物技术（biotechnology、生物工程或生物 工艺学)：是指以生命科学为基础，利用生物 体系和工程原理创造新品种和生产生物制品 的综合性科学技术。
基因工程 细胞工程 酶工程 发酵工程 生物化学工程 蛋白质工程
基因工程：就是将生物体的遗传物质（DNA）
取出进行体外操作，包括基因的分离、剪切、 拼接、组合，然后将其转入寄主细胞，外源 基因在寄主细胞内大量复制、表达，从而使 寄主具有新的遗传性。基因工程是按照人们 的预想重新设计生命。因为是遗传物质的重 新组合，所以也叫重组DNA工程
植物离体培养在药用植物育种中的应用
扩大变异范围 克服远缘杂交的一些障碍 获得体细胞杂种 倍性控制 突变的诱导和离体选择 加速亲本材料的纯化 快速无性繁殖 获得脱毒苗 种质资源的试管保存 可作为外源基因转化的受体系统
组织与器官培养
实验室
无菌操作室 培养室 化学实验室、洗涤消毒室和细胞学实验室
培养条件 步骤与方法
花药和花粉培养技术
花药培养
材料的选取 材料灭菌 接种培养 再生单倍体植株
花粉培养: 影响花药及花粉培养的因素
花粉培养
花粉的分离
机械分离法 自然散落法
花粉的培养
浅层液体培养法 看护培养法
影响花药及花粉培养的因素
供体植株的基因型 培养基 小孢子发育阶段 供体植株的生理状态及培养前的预处理 培养方式
植物离体培养的概念与应用
植物离体培养的概念： 植物离体培养的类型： 植物离体培养在药用植物育种中的应用：
植物离体培养：即广义的植物组织培养，
是指通过无菌操作，将植物的组织、器官、 细胞以及原生质体等接种于人工配制的培 养基上，在人工控制的环境条件下进行培 养，以获得再生的完整植株和生产具有经 济价值的其他生物产品的一种技术。是现 代生物技术的一个重要组成部分。
培养条件
培养基 无菌操作 培养的环境条件
培养基
种类
固体培养基 液体培养基
营养成分 配方：常用的有MS、ER、B5、SH、HE等。 配制
洗涤 母液的配制 配制步骤
营养成分
无机成分
大量元素：N、P、K、Ca、Mg、S等。 微量元素：Fe、Na、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I 等
有机成分
天然复合物：常用的有椰乳、酵母提取物、水 解酪蛋白等，还有番茄汁、黄瓜汁、橙汁、马铃 薯汁等。
有的某些特异催化功能，借助生物反应器 和工艺过程来生产人类所需要的产品的一 种技术。
发酵工程：指给微生物提供最适宜的生
长条件，利用微生物的某种特定的功能， 通过现代化工程技术手段生产人类需要的 产品。又称微生物工程。
生物化学工程：简称生化工程，是由
生物科学与化学工程相结合的交叉学科， 主要研究将生物技术的实验室研究成果转 化为生产力过程中的带有共性的工程技术 问题。
蛋白质工程：指利用生物技术手段对蛋
白质的DNA编码序列进行有目的的改造并 分离、纯化蛋白质，从而获取自然界没有 的、具有优良性质或适用于工业生产条件 的全新蛋白质的技术。
植物离体培养的类型（按外植体的种 类和培养目的来分）:
胚胎培养 组织培养 器官培养 花粉培养与花药培养 细胞培养 原生质体培养
外植体：在离体条件下，分 离下来进行培养的部分称为 外植体。
源自文库
细胞工程：是以细胞为基本单位在离体
条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞某 些生物学特性按照人们的意愿发生改变， 从而改良生物品种和创造新种，或加速繁 育动植物个体或获得有用物质的过程。细 胞工程包括的内容有细胞融合技术、组织 培养技术、细胞器移植技术和染色体工程 技术。
酶工程：指利用酶、细胞和细胞器所具