第18章生物技术育种优秀课件

5. DN来自百度文库重组技术
（1）限制性内切酶切割 （2）目的基因与载体的 连接 （3）重组DNA分子转入 宿主细胞 （4）重组子的筛选与鉴 定
2. 基因工程的载体系统
（1）质粒载体
（2）噬菌体载体
（3）Ti质粒
3. 选择标记基因
（1）抗生素类标记基因：此类基因可以使抗生素失活，从 而解除抗生素对转化细胞在转录和翻译过程中的抑制作用。
例如：新霉素磷酸转移酶（NPTII）基因、链霉素磷酸转移 酶（SPT）基因和潮霉素磷酸转移酶（HPT）基因等。
第18章生物技术育种
本章要点
• 花药培养和花粉培养的原理和方法 • 离体条件下花粉的发育途径 • 原生质体培养的原理和方法 • 体细胞杂交的原理和方法 • 人工种子的制作 • 体细胞无性系变异的诱导和筛选 • 基因工程的原理和方法 • 分子标记辅助育种的原理和方法
第一节 园林植物细胞工程育种
• 植物细胞工程（plant cell engineering）是应用 细胞生物学和分子生物学的原理和方法，在细胞 整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改 变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合 科学技术。
• 理论基础：植物细胞的全能性（cell totipotency ）。
一、花药和花粉培养
1. 花药和花粉培养的概念 ① 概念：指在培养基上接种植物的花药/花粉，使小孢子改
变发育途径，不形成配子，而是像体细胞一样进行分裂、 分化，最终发育成完整植株的培养方法。 ② 离体条件下花粉分裂增殖方式的类型： ③ 营养细胞发育途径。 ④ 生殖细胞发育途径 ⑤ 营养细胞和生殖细胞并进发育途径 ⑥ 花粉均等分裂途径
2. 遗传基础： （1）染色体数目变异 （2）染色体结构变异 （3）基因突变 3 体细胞无性系突变体的筛选： 一步筛选法是将培养物接种在含有致死剂量的培养基上，
表现出生长的培养物再转移到含有抑制剂的新鲜培养基上。 多步筛选法是首先使用半致死剂量对细胞进行筛选，每次
继代将上代能生长的细胞系继代到筛选剂浓度提高的新鲜 培养基上。
（2）抗除草剂类标记基因：其产物能抵抗除草剂的杀灭作 用，使转化子从野生背景中富集出来。
例如：草丁膦乙酰转移酶，PAT）基因、2,4-D单氧化酶（ tfdA）基因和5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶（ EPSPS）基因等。
4. 报告基因
（1）β-葡萄糖醛酸糖苷酶基因 （2）萤光素酶基因 （3）氯霉素乙酰转移酶基因
4. 体细胞无性系变异育种
价值： ①可以在保持品种原有优良种性不变的情况下改进个别观赏
性状； ②在短期内筛选出所需的性状，避免基因重组带来的麻烦； ③结合物理或化学诱变，可以大大提高育种效率； ④异后代遗传稳定快，育种年限短； ⑤存在细胞质突变，有可能选择到新的细胞质雄性不育系。
第二节 园林植物基因工程育种
二、目的基因的分离
1. 化学合成 2. 序列克隆 3. 功能克隆 4. 图位克隆 5. 表型差异克隆
三、表达载体构建
1. 基因工程的工具酶 （1）限制性内切酶（restriction endonuclease）
限制酶 EcoRⅠ
（2）DNA连接酶 （3）DNA聚合酶 （4）末端转移酶 （5）反转录酶
2、 体细胞杂交
（1）原生质体融合的方法 ➢ 化学融合法是采用化学试剂诱导两种植物的原生质体发生
融合形成杂种细胞的方法，常用的方法有高钙高pH法、 聚乙二醇（PEG）法等。 ➢ 物理融合法主要是采用离心、振动、电刺激等措施促进原 生质体融合。电融合是最常用的一种物理诱导方法。 （2）原生质体融合的方式 ➢ 对称融合 ➢ 非对称融合
（3）杂种细胞的鉴定
1）互补选择法 • 白化互补选择法 • 营养代谢互补选择法。 • 抗性互补选择法。 2）机械法 3）双荧光标记选择法
（4）杂种植株的鉴定
1）形态学鉴定 2）细胞学观察 3）生化鉴定 4）分子标记鉴定
四、体细胞无性系变异
1. 概念： 植物的体细胞在离体培养条件下所产生的细胞系或植株， 统称为体细胞无性系。
2. 花粉和花药培养的方法
① 材料的选择 ② 培养基 ③ 预处理 ④ 接种 ⑤ 花药/花粉培养的方法 ➢ 液体浅层培养 ➢ 平板培养 ➢ 看护培养 ➢ 微室悬滴培养 ⑥试管苗移栽 ⑦染色体加倍
3. 花粉植株的鉴定
①植株形态学鉴定法。单倍体植株瘦弱、短小、叶片窄小、 花小柱头长、花粉粒小、不结实。
❖ 基因工程育种：是运用分子生物学技术，将目的基因或 DNA片段通过载体或直接导入受体细胞，使遗传物质重 新组合，经细胞复制增殖，新的基因在受体细胞中表达， 最后从转化细胞中筛选有价值的新类型，从而创造新品种 的一种定向育种新技术。
一、目的基因
1. 改变花色 2. 改良花型和株型 3. 调节花期 4. 提高抗病虫、抗病毒能力 5. 提高抗逆性 6. 延长切花寿命，提高耐贮性
②细胞形态学鉴定法。单倍体植株的细胞及细胞核、叶片和 气孔、叶绿体、叶片保卫细胞都小于二倍体的细胞，单位 面积上的气孔数及保卫细胞中叶绿体的数目也较少。
③扫描细胞光度仪鉴定（流式细胞仪）。测定叶片单个细胞 中DNA的含量确定细胞的倍性。
④染色体直接计数法。采用染色体压片法，在显微镜下检查 根尖、茎尖分生组织的染色体数目。
H1混收得H2
二、原生质体培养和体细胞杂交
1. 原生质体培养 （1）材料选择 （2）原生质体的分离
灭菌 叶片
原生质体 细胞碎片
重悬于 培养基
重悬、 离心 离心
取少 量计 数
保温
清洗液
清洗
吸掉酶液
以适当的密度 重悬，用于培 养
（3）原生质体的纯化 ✓ 离心沉淀法。 ✓ 漂浮法。 ✓ 界面法。 （4）原生质体的活力鉴定 ✓ 形态学鉴别 ✓ 染色法鉴别 （5） 原生质体的培养 ✓ 液体浅层培养 ✓ 固体薄层培养 ✓ 双层培养法 （6）原生质体的发育和植株再生
⑤分子标记鉴定。采用生化标记（如同工酶标记）和分子标 记（如RFLP、RAPD、AFLP等）进行检测。
4.影响花药/花粉培养的因素
• 植物材料 • 花粉发育时期 • 培养基 • 培养条件
5. 花药/花粉培养与育种
母本 × 父本
繁殖推广
F1
H4品比、区试、生产试验
花粉植株
H3株系比较
染色体加倍得H1