通過植物組織培養(yǎng)可獲得完整植株選擇性必修3第二章植物細(xì)胞工程第一節(jié)無性繁殖成為一個新個體的前提條件是什么？離體（離開母體）植物細(xì)胞的全能性使離體組織發(fā)育成完整植株成為可能1902年，德國植物學(xué)家哈伯蘭特細(xì)胞全能性的理論是植物組培的理論基礎(chǔ)。1958年，美國植物學(xué)家斯圖爾德等人，用胡蘿卜韌皮部的細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，終于得到了完整植株，并且這一植株能夠開花結(jié)果，證實了哈伯蘭特在五十多年前關(guān)于細(xì)胞全能的預(yù)言。1什么是細(xì)胞的全能性？2為什么細(xì)胞具有全能性？3各細(xì)胞的全能性一樣嗎？植物細(xì)胞的全能性全能性定義單個細(xì)胞發(fā)育成完整個體。具有全能性的原因每一個植物細(xì)胞具有該植物的全部遺傳信息，在適當(dāng)條件下可表達(dá)出該細(xì)胞的所有遺傳信息，分化出植物有機體所有不同類型細(xì)胞，形成不同類型的器官甚至胚狀體，直至形成完整再生植株。細(xì)胞全能性大小分裂越旺盛，越幼嫩的，全能性越高。植物細(xì)胞的全能性使離體組織發(fā)育成完整植株成為可能植物組織培養(yǎng)（離體培養(yǎng)）在無菌和人工控制條件下，將離體的植物體器官、組織或細(xì)胞等（外植體）培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，使其生成完整植株或使其細(xì)胞增殖并產(chǎn)生細(xì)胞代謝產(chǎn)物的技術(shù)。根據(jù)外植體的不同，可將植物組織培養(yǎng)分為器官培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、細(xì)胞培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)等。基礎(chǔ)細(xì)胞全能性植物組織培養(yǎng)技術(shù)調(diào)控中心一般過程外植體愈傷組織發(fā)芽生根脫分化體細(xì)胞胚再分化植株植物組織培養(yǎng)的幾個概念脫分化離體條件下已分化的細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)，失去特有的結(jié)構(gòu)和功能，重新獲得分裂能力愈傷組織脫分化的細(xì)胞不斷分裂增殖，產(chǎn)生無組織結(jié)構(gòu)、松散的薄壁細(xì)胞團再分化愈傷組織細(xì)胞在一定條件下，可重新分化為各種類型的細(xì)胞，進(jìn)而形成芽或根等，再生出新的植株。①葉片接種到培養(yǎng)基上②產(chǎn)生愈傷組織③愈傷組織增殖④愈傷組織開始分化⑤愈傷組織分化出芽⑥培養(yǎng)基中的試管苗植物組織培養(yǎng)過程示意圖植物再生植株的方式直接發(fā)生愈傷組織發(fā)生器官發(fā)生途徑體細(xì)胞胚發(fā)生途徑體細(xì)胞胚雙子葉體細(xì)胞胚發(fā)育的三種形態(tài)A球形期B心形期C魚雷期體細(xì)胞胚的來源間接體細(xì)胞胚發(fā)生愈傷組織來源的體細(xì)胞胚再生過程直接體細(xì)胞胚發(fā)生外植體的成苗途徑從頂芽或側(cè)芽繁殖體細(xì)胞胚發(fā)生途徑器官發(fā)生途徑母株分生組織芽頂端莖段外植體來自葉片直接形態(tài)發(fā)生間接形態(tài)發(fā)生分生組織培養(yǎng)叢狀苗愈傷組織懸浮培養(yǎng)直接體細(xì)胞胚發(fā)生胚狀體營養(yǎng)物質(zhì)蔗糖無機鹽維生素水有機物氨基酸細(xì)胞分裂素類植物生長調(diào)節(jié)劑生長素類赤霉素類無機物有機營養(yǎng)凝固劑——瓊脂環(huán)境條件溫度濕度pH無菌光照——一般控制在23～28℃——操作臺、培養(yǎng)基、實驗儀器等——一般控制在70～80%——一般控制5.8離體植物器官、組織和細(xì)胞在適宜條件下方可發(fā)育成完整的植株生長素類和細(xì)胞分裂素類物質(zhì)的比值大時，有利于根的形成；比值小時，則促進(jìn)芽的形成。最常用的培養(yǎng)基——MS培養(yǎng)基植物組織培養(yǎng)通過多種途徑有效地提高生產(chǎn)效率應(yīng)用快速繁殖植物植物脫毒生產(chǎn)人工種子細(xì)胞代謝產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)作物新品種的培育快速繁殖植物初代培養(yǎng)從植物體上分離下來的外植體的第一次培養(yǎng)繼代培養(yǎng)將初代培養(yǎng)獲得的培養(yǎng)物轉(zhuǎn)移到新的培養(yǎng)基上繼續(xù)進(jìn)行擴大培養(yǎng)植物克隆離體繁殖主要以營養(yǎng)器官為外植體，再生個體的遺傳性與母體一致植物組織培養(yǎng)通過多種途徑有效地提高生產(chǎn)效率植物組織培養(yǎng)通過多種途徑有效地提高生產(chǎn)效率植物脫毒原理：感病植株并非每個部位都帶有病毒。植物生長點附近的病毒濃度很低甚至無病毒。如果利用組織培養(yǎng)方法，取一定大小的莖尖進(jìn)行培養(yǎng)，再生的植株有可能不帶病毒，從而獲得脫病毒苗，再用脫病毒苗進(jìn)行繁殖，則種植的作物就不會或極少發(fā)生病毒。植物組織培養(yǎng)通過多種途徑有效地提高生產(chǎn)效率人工種子人工種子是將植物離體培養(yǎng)產(chǎn)生的體細(xì)胞胚、芽、愈傷組織等包埋在含有營養(yǎng)成分和保護(hù)功能的物質(zhì)中而制成的。通常人工種子包括體細(xì)胞胚、人工胚乳和人工種皮三部分細(xì)胞懸浮培養(yǎng)植物細(xì)胞的懸浮培養(yǎng)（Suspensionculture）是從愈傷組織的液體培養(yǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種培養(yǎng)技術(shù)，與用發(fā)酵罐培養(yǎng)微生物相類似，用生物反應(yīng)器進(jìn)行植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的理想狀態(tài)。懸浮培養(yǎng)固體培養(yǎng)細(xì)胞懸浮系的建立人工種子人工種子植物組織培養(yǎng)通過多種途徑有效地提高生產(chǎn)效率細(xì)胞代謝產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)抗癌藥物紫杉醇的生產(chǎn)外植體（幼莖、針葉等）愈傷組織液體培養(yǎng)基中懸浮振蕩培養(yǎng)纖維素酶果膠酶細(xì)胞懸浮培養(yǎng)與繼代提取檢測紫杉醇植物組織培養(yǎng)通過多種途徑有效地提高生產(chǎn)效率作物新品種的培育細(xì)胞突變體的篩選、單倍體育種、轉(zhuǎn)基因植物的克隆、植物體細(xì)胞雜交培養(yǎng)細(xì)胞變異的遺傳機理（愈傷組織途徑易發(fā)生）染色體未斷裂、染色體數(shù)增加染色體未斷裂、染色體數(shù)目減少染色體斷裂并引起染色體數(shù)目改變?nèi)旧w斷裂但不引起染色體數(shù)目的變化體細(xì)胞核內(nèi)再復(fù)制單個核基因的突變轉(zhuǎn)座子的作用轉(zhuǎn)基因抗性鑒定葉片涂抹200mg/L草丁膦共培養(yǎng)誘導(dǎo)叢生芽篩選叢生芽莖誘導(dǎo)莖誘導(dǎo)生根轉(zhuǎn)基因苗幼苗GUS染色轉(zhuǎn)基因?qū)φ站栈ǖ慕M織培養(yǎng)及幼苗的移栽實驗