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植物细胞工程的实际应用

更新时间:2016-8-23 14:42:00  手机版

  植物细胞工程的实际应用:

  植物细胞工程的实际应用:植物微型繁殖、作物脱毒、人工种子、单倍体育种、突变体的利用、细胞产物(蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等)的工厂化生产等。

  1、微型繁殖

  (1)概念:是指用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,也叫快速繁殖技术。

  (2)实质:植物组织培养

  (3)原理:植物细胞的全能性

  (4)完成植物的微型繁殖技术的生理过程:细胞分裂和细胞分化。

  (5)优点:保持亲本的优良性状;可以快速大量培育出新个体,有利于工厂化培育;选材少、培养周期短,繁殖率高,便于自动化管理。

  (6)成功应用举例:优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物等。

  2、培育无病毒的植株

  (1)原理:生产上许多无性繁殖作物均受到病毒的侵染,从而导致品种的严重退化、减产和降低品质。利用植物分生组织(刚刚产生,病毒很少,甚至无毒)进行培养可以使新长成的植株脱去病毒。

  (2)常选用部位:茎尖组织。

  (3)操作过程:切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗。

  (4)成功应用举例:马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等。

  利用微型繁殖和作物脱毒都是离体快繁技术,离体快繁技术的优点:繁殖速度快;幼苗遗传背景均一,重复性好;不受季节和地区限制。

  3、制备人工种子

  (1)概念:人工种子是指以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子。

  (2)人工种子的结构:由胚状体、作为保护外壳的人工种皮和提供发育所需营养的人工胚乳三部分构成。

  (3)与天然种子相比较,其优越性有:可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖;固定杂种优势;是一种快捷高效的繁殖方式;可人为控制植物的生长发育和抗逆性等。

  (4)成功应用举例:芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制备的人工种子。

  (5)结构:

  4、单倍体育种

  单倍体育种:

  ①过程:植株(AaBb)通过减数分裂得到花粉(AB、Ab、aB、ab四种类型);对花粉进行花药离体培养(技术是植物组织培养);得到单倍体植株;对其幼苗时期进行秋水仙素处理;得到了正常的纯合二倍体植株(AABB、Aabb、aaBB、aabb四种类型)。

  ②优点:明显缩短育种年限

  5、突变体利用:在组织培养中会出现突变体,通过从有用的突变体中选育出新品种(如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体)。

  6、细胞产物的工厂化生产:

  (1)种类:蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。

  (2)技术:植物组织培养。

  (3)工厂化生产人身皂苷的基本流程:

  第一步,选择人参根作为外植体进行培养,产生愈伤组织,经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人身皂苷含量高的细胞株,其中一部分作为种子保存,以备下一次生产用,一部分进行发酵生产。

  第二步,将第一步选择到得细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行发酵生产。

  第三步,将发酵罐中培养的细胞进行破碎,从中提取人身皂苷。

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