第五章 植物细胞培养及原生质体培养.ppt

第五章园艺植物细胞工程技术
园艺植物细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学方法,借助工程学的试验方法和技术,在细胞水平上研究改造园艺植物遗传特性和生物学特性,以获得特定的细胞、细胞产品或园艺植物新品种的技术。分为广义上的细胞工程和狭义上的细胞工程。
广义上的细胞工程包括:植物组织和器官培养、细胞培养、原生质体培养和融合、亚细胞水平的操作等。狭义上的细胞工程是指细胞培养、原生质体培养及融合(体细胞杂交)、染色体操作及制作遗传转化受体等内容。
第一节园艺植物细胞培养

在一定条件下,通过人工供给营养物质及生长因子,使离体植物细胞生长繁殖的方法。
细胞培养技术主要用于研究细胞生长、发育与分化等理论以及用于植物次生代谢物质生产。
一、植物细胞培养(cell culture)的特性:
1. 植物细胞较微生物细胞大,具有纤维素细胞壁,抗剪切力差;
2. 细胞生长速度慢,易受微生物污染,有时需用抗生素;
3. 细胞生长的中期及对数期,易凝聚为直径达350 um一400 um 的团块,悬浮培养较困难;
4. 培养时需供氧,培养液粘度大,不能耐受强力通风搅拌;并具有群体效应
5. 培养细胞产物滞留于细胞内,且产量较低,培养过程具有结构与功能全能性。
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二、植物细胞培养的营养需求及培养基
1. 营养需求: 植物细胞生长所需营养较微生物细胞复杂,除水分外,其它营养成分可分为如下几类:
(1) 无机营养: 如N、 P、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Mn、Zn、B、Mo、I等;
(2) 维生素:如维生素B1、B6、烟酸、肌醇、生物素、泛酸钙及叶酸等;
(3) 碳源: 如蔗糖、葡萄糖、木糖、甘露糖及山梨醇等;
(4) 天然物: 如水解乳蛋白、水解酪蛋白、椰乳、酵母提取液、香蕉汁、荸荠汁、生梨汁及苹果汁等;
(5) 植物激素: 如生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸;其它有油菜素内酯、三十烷醇、肽类、半支莲醇、月光花素、石蒜素、玉米素等;
(6)氨基酸类: 如甘氨酸、谷氨酰***、天冬氨酸、丝氨酸、赖氨酸、亮氨酸、脯氨酸、蛋氨酸、组氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、苏***酸、苏氨酸、酪氨酿、精氨酸、丙氨酸及半胱氨酸等;
(7) 核酸及其水解物: 如DNA、RNA、黄嘌呤、次黄嘌呤、腺嘌呤、鸟嘌呤及胸腺嘧啶等;
(8) 其它成分: 如***化胆碱、胆质素、胶氨酸、苹果酸及反丁烯二酸等.
2. 培养基:
(1)固体培养基:添加琼脂等
(2) 液体培养基:不加琼脂等
三、植物细胞培养技术
细胞培养技术主要包括单细胞培养(微室培养、平板培养、看护培养、悬滴培养、微滴培养)、悬浮培养、固相化培养等多种培养方式。
单细胞培养:对分离的单细胞进行培养的方法。
(1)单细胞的分离:
从叶片直接分离:
采用机械法(将叶片轻轻研碎、然后过滤和离心纯化)或酶解法(采用果胶酶处理叶片)由叶肉细胞分离。
B. 从愈伤组织分离:
由离体组织获得愈伤组织,再由愈伤组织分离单细胞通过愈伤组织振荡培养、过滤和离心等步骤分离单细胞。