2.基本技术:植物组织培养技术,植物体细杂交技术。
(1)植物组织培养技术
① 过程:
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或细胞
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脱分化:高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程
再分化:愈伤组织继续培养,重新分化成根或芽等器官的过程
愈伤组织:排列疏松、无规则,高度液泡化的无定型状态的薄壁细胞
② 培养基的成分:(半)固体培养基,主要是矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素等。
③ 特点:
Ⅰ 外植体的选择:花和幼嫩的组织脱分化较为容易,而植物的茎、叶和成熟的老组织则较难。另外制备外植体时应选取有形成层的部分,因为形成层细胞易脱分化。
Ⅱ 严格的无菌条件:培养基上有细菌等微生物存在时,它们比植物细胞生长、繁殖得更快,而且它们会产生毒素,使培养的植物细胞很快中毒死亡。因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌,并且要求无菌操作。
Ⅲ 完全的营养条件:离体的植物细胞失去了植物的自养能力,所以需要为其提供包括水、有机营养、矿质营养、维生素等营养物质。
Ⅳ 光照:离体的植物细胞、组织和器官脱分化形成愈伤组织时,需避光处理;而愈伤组织再分化形成植物幼苗时,需光照处理。
Ⅴ 激素调控:生长素含量高于细胞分裂素时,主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成;当细胞分裂素的效应高于生长素时,主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。
④ 地位:是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
(2) 植物体细胞杂交技术
① 原理:细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
② 过程
关键环节:
A.用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得有活力的原生质体;
B.原生质体间的融合:
融合方法:物理法(离心、振动、电激)
化学法(聚乙二醇PEG)
③ 植物细胞杂交与传统细胞杂交比较:
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传统杂交 |
细胞杂交 |
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依据 |
杂种优势 |
细胞全能性、原生质体融合 |
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过程 |
自然发生,在母体完成胚发育 |
人工诱导融合,需组织培养 |
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本质 |
精、卵两种生殖细胞结合,完成遗传物质的重新组合 |
不同生物的体细胞融合,完成遗传物质的融合 |
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优点 |
杂种第一代生长整齐、植株健壮、产量高、抗虫抗病能力强 |
克服远源杂交不亲和障碍,实现不同种间的杂交 |
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缺点 |
存在生殖隔离;杂种第二代会出现生长不齐、产量下降等现象 |
很多理论、技术问题未解决,距离推广应用有一定差距 |
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目的 |
获得杂种优势,提高产量 |
获得优良性状 |
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应用范围 |
种内 |
种内、种间均可 |