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(共18张PPT)
植物细胞工程的应用
资料1： 铁皮石斛是一种药用植物，由于长期大量采挖，野生资源日益减少，而其自然繁殖率低，传统的分根、扦插等方式也不能满足市场需求。
想一想：如何解决铁皮石斛的繁殖问题？
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
试管苗
优点：
①高效、快速地实现种苗的大量繁殖;
②无性繁殖，可以保持优良品种的遗传特性;
③不受自然生长季节的限制，培养周期短;
④便于自动化管理。
一.植物繁殖的新途径——微型繁殖
愈伤组织细胞分裂旺盛、快速，对愈伤组织进行分割、移瓶、诱导再分化就可以形成大量的新植株。
一.植物繁殖的新途径——微型繁殖
应用：
一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等都实现了利用快速繁殖技术来提供苗木。
铁皮石斛的工厂化生产
资料2：某些病毒会使农作物出现病害。马铃薯、草莓等通常是用无性繁殖的方式进行繁殖的，它们感染的病毒很容易传给后代。病毒在作物体内逐年积累，导致作物产量降低，品质变差。
想一想：如何运用现代生物技术帮助染毒植物脱毒呢？
资料3：病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒。
选材：
过程：
实例：
马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。
植物顶端分生区附近（如茎尖、芽尖）
一.植物繁殖的新途径——作物脱毒
茎尖
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
脱毒苗
脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物。
优点：
注意：脱毒苗≠抗毒苗，前者指的是本身病毒少，甚至无病毒，受病毒感染的机会少，而后者指的是能抵抗病毒的感染。
杂交
自交
选种
多次自交选种
优良性状的纯合子
高杆抗病
矮杆不抗病
DDTT
ddtt
×
↓
高杆抗病
DdTt
↓
矮杆抗病
多次自交选种
矮杆抗病
ddTT
第1年
第2年
第3-6年
纯种矮杆抗病（ddTT）的小麦育种过程
P
F1
F2
ddT_
二.作物新品种的培育——单倍体育种
DDTT DDtt ddTT ddtt
高杆抗病
矮杆不抗病
×
正常植株
花药
单倍
体幼苗
DdTt
DT Dt dT dt
DDTT
ddtt
DT Dt dT dt
第1年
第2年
花药离
体培养
秋水仙
素处理
杂交
纯合二倍体植株
花药
秋水仙素
单倍体幼苗
优良品种
愈伤组织
脱分化
再分化
选择
二.作物新品种的培育——单倍体育种
原理：
优点：
染色体数目变异、植物细胞的全能性
二.作物新品种的培育——单倍体育种
a、明显缩短育种年限。
b、自交后代不发生性状分离，能稳定遗传。
成果：
a、1974年成功培育出世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草
b、与常规育种结合，育成水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等新品种。
资料4：彩色马铃薯不仅营养成分高，且含多酚类化合物，有较强的保健功能和药用价值。我国通过品种引进等方式获得的彩色马铃薯品种数量有限，且多为晚熟品种，产量和品质较低。
想一想：能否通过诱变途径获得新的彩色马铃薯？
诱变处理
愈伤组织
再分化
突变体
外植体
脱分化
筛选培育
新品种
愈伤组织一直处于不断增殖的状态，容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。从产生突变的个体中可以筛选出人们有用的突变体，进而培育成新品种。
二.作物新品种的培育——突变体的利用
优点：
缺点：
a.通过人工诱变提高突变率，加快育种进程。
b.大幅度地改良某些性状。
需要处理大量突变材料，从中筛选出符合人们需要的品种。
已筛选出抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的新品种，如抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。
实例：
资料5：紫杉醇具有抗肿瘤作用，它是红豆杉的次生代谢产物。而野生红豆杉是濒危植物，直接从它的树皮和树叶中提取紫杉醇的传统生产方式，不仅产量低，还会对野生红豆杉资源造成严重破坏，而紫杉醇的化学全合成法尚不具备生产应用价值。
想一想：
如何运用现代生物技术解决紫杉醇的生产问题？
三.细胞产物的工厂化生产
初生代谢产物：
是生物生长和生存所必需的,如糖类、脂质、蛋白质、核酸等。
次生代谢产物：
植物代谢产生的不是植物基本的生命活动所必需的产物，在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
优点：
实例：
不占用耕地、几乎不受季节天气等的限制。
愈伤组织
振荡分散
细胞悬液
细胞
悬浮培养
外植体
脱分化
培养
细胞产物
提取
三.细胞产物的工厂化生产
紫草宁、紫杉醇、人参皂苷等。
比较项目 植物组织培养 植物细胞培养
目的
原理
过程
应用
获得植物体
获得细胞产物
植物细胞的全能性
细胞增殖
快速繁殖、作物脱毒、
单倍体育种等
细胞产物的工厂化生产，如紫草宁、人参皂苷、紫杉醇等
脱分化
再分化
作物脱毒
选择顶端分生组织
快速繁殖
单倍体育种
选择花药
突变体的利用
分散后悬浮培养
细胞产物的工厂化生产
植物新品种的培育
植物繁殖的新途径
进行诱变
筛选
外植体
愈伤组织
课堂小结
试管苗
植株

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