植物細(xì)胞工程資料整理zhongkai

1、植物細(xì)胞工程名詞解釋植物細(xì)胞的全能性 就是植物的每個(gè)細(xì)胞都具有該植物的全部遺傳信息,具有形成植物有機(jī) 體所有細(xì)胞類型,直至發(fā)育成完整植物的固有水平.形態(tài)發(fā)生就是生物個(gè)體發(fā)育或再生過程中,機(jī)體及其器官形態(tài)結(jié)構(gòu)形成的過程.包括器官發(fā)生和體細(xì)胞胚胎發(fā)生再生作用 是指植物進(jìn)行無性繁殖中,在別離出根、莖、葉等一局部器官的過程中,切口處 組織會受到一定的損傷, 在這些受傷的部位往會產(chǎn)生新的器官,長出不定芽和不定根, 從面成為新的完整的植株.植物決定 取自生殖生長的外植體如花莖、 花柄、苞葉等,已進(jìn)入成花狀態(tài),在外源物質(zhì)的 作用下可以直接分化花芽.這一現(xiàn)象不同于光周期或春化現(xiàn)象, 成花決定主要受外源物質(zhì)如

2、植物激素的種類和數(shù)量的限制.植物決定與植物全能性是兩個(gè)不同的概念,前者是指植物發(fā)育過程中的階段性事件,可能與某一個(gè)或某些基因的翻開與否有關(guān),強(qiáng)調(diào)的是細(xì)胞的狀態(tài)； 而后者是說明組成植物個(gè)體的細(xì)胞具備全套的與個(gè)體發(fā)育有關(guān)的基因,強(qiáng)調(diào)的是基因的數(shù)量. 兩者共同點(diǎn)都可利用離體培養(yǎng)手段進(jìn)行研究.脫分化 是指外植體中已經(jīng)分化的細(xì)胞,在切割損傷和培養(yǎng)物內(nèi)外因素的作用下,逐漸喪失其原有的分化的結(jié)構(gòu)和功能, 合成代謝變得旺盛、細(xì)胞壁由厚變薄,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化, 細(xì)胞高度液泡化,形成無組織的細(xì)胞團(tuán)或愈傷組織.愈傷組織 在離體培養(yǎng)中,外植體切口受傷的細(xì)胞, 在特定培養(yǎng)條件的作用下,細(xì)胞會發(fā)生分裂而脫分化,經(jīng)持續(xù)

3、分裂增殖成具有分生水平的多細(xì)胞團(tuán),即愈傷組織.致密型、疏松型、衰敗型 擬分生組織通常稱之為“生長中央,是指愈傷組織轉(zhuǎn)移到有利于有序生長的條件下以后, 在假設(shè)干部位成叢出現(xiàn)類似形成層的細(xì)胞群一團(tuán)小型、薄壁、 液泡小、細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)染色較深的細(xì)胞組織,具有分化上的可塑性.它們是愈傷組織中形成器官的部位.胚狀體 離體培養(yǎng)下沒有經(jīng)過受精過程,但經(jīng)過了胚胎發(fā)育過程所形成的胚的類似物不管 培養(yǎng)的細(xì)胞是體細(xì)胞還是生殖細(xì)胞,統(tǒng)稱為體細(xì)胞胚或胚狀體.污染凡混入培養(yǎng)環(huán)境中對組織和細(xì)胞生存有害的成分都應(yīng)視為污染.滅菌用物理或化學(xué)的方法,殺死物體外表和空隙內(nèi)的一切微生物或生物體.消毒 指殺死、消除或充分抑制局部微生物

4、,使之不再發(fā)生危害作用.綜合題一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)包括：洗滌室、配制室、接種室、培養(yǎng)室、觀察室細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)室等.培養(yǎng)基是外植體生長的營養(yǎng)物質(zhì),通常含有兩個(gè)組成成分,即根本培養(yǎng)基和附加成分.根本培養(yǎng)基 是只含有無機(jī)營養(yǎng)成分和有機(jī)營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基.常用的根本培養(yǎng)基近1020種.完全培養(yǎng)基是在根本培養(yǎng)基的根底上,根據(jù)要求添加一些PGR和復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì).根據(jù)培養(yǎng)基凝固情況分為固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基1 .固體培養(yǎng)基 參加了適量的凝固劑的培養(yǎng)基,如瓊脂、卡拉膠、明膠等.2 .液體培養(yǎng)基 沒有參加凝固劑的培養(yǎng)基,主要用于細(xì)胞的懸浮培養(yǎng),抗褐化培養(yǎng)等. 培養(yǎng)基的成分主要可分水、無機(jī)鹽、有機(jī)物、天然復(fù)合物

5、、培養(yǎng)體的支持材料等五大類.配置母液注意的問題：應(yīng)注意各種化合物的組合以及參加的先后順序,以免發(fā)生沉淀.通常把每種試劑單獨(dú)溶解后再與別的也已完全溶解的藥品混合,或者待前一種化合物完全溶解后再參加后一種化合物.混合已溶解的各種礦質(zhì)鹽時(shí)還應(yīng)注意先后順序,力求把Ca2+與SO42-和PO43-錯(cuò)開,以免形成硫酸鈣或磷酸鈣的不溶物.同時(shí),要慢慢地混合,邊混合邊攪拌.常用的滅菌方法可分為物理和化學(xué)兩類：物理方法如干熱烘燒和灼燒、濕熱常壓或高壓蒸汽、射線處理紫外線、超聲波、微 波、過濾等；化學(xué)方法 是使用升汞、甲醛、過氧化氫、高鎰酸鉀、來蘇兒、漂白粉、次氯酸鈉、抗菌素、 酒精等化學(xué)滅菌劑.無菌操作技術(shù)一、

6、接種前的準(zhǔn)備1 .接種室內(nèi)消毒保持定期用1%3%的高鎰酸鉀溶液對設(shè)備、墻壁、地板等進(jìn)行擦洗,并用甲醛熏蒸接種室.2 .洗手和著裝 接種員的頭發(fā)、衣服、手指都不同程度地帶有許多雜菌,先剪除指甲,用肥 皂洗凈雙手,最好再用 0.2%新潔爾滅溶液擦洗或浸泡10min;在緩沖間換好專用實(shí)驗(yàn)服,戴上帽子,并換穿拖鞋等；3 .培養(yǎng)皿、酒精燈和其他工具應(yīng)事先放在超凈工作臺上,并用75%酒精擦洗或噴灑消毒.工作臺面上的用品要合理布局,原那么上應(yīng)是右手使用的東西放在右側(cè),左手用品放在左側(cè), 酒精燈置于中央.4 .在接種前翻開超凈工作臺的風(fēng)機(jī),接種前用紫外燈照射20-30min,接種室空間大的需用30-50min

7、.超凈工作臺也有紫外燈,主要用于消毒臺面上用品,對臺面流動(dòng)的空氣無意義.紫外燈照射后15min ,操作人員方可入內(nèi).5 .在使用期間用75%的酒精或3%的來蘇兒噴霧,使使空氣中的細(xì)菌和真菌抱子隨灰塵的沉 降而沉降.6 .上工作臺后,經(jīng)常用 75%酒精棉球擦拭雙手,特別是指甲處.7 .超凈工作臺面要用 0.2%新潔爾滅或75%酒精擦洗,使超凈工作臺對接種環(huán)境污染的限制 更有成效.8 .點(diǎn)燃酒精燈或煤氣燈,先用酒精棉球擦拭接種工具,再將鐐子和剪刀從頭至尾過火一遍, 然后反復(fù)過火尖端處,對培養(yǎng)皿要過火烤干.9 .工作人員的呼吸所產(chǎn)生的污染,主要是在接種時(shí)談話或咳嗽所引起的,因此,在操作時(shí)應(yīng) 禁止談話

8、并應(yīng)戴上口罩.高溫處理和低溫度理在植物組織培養(yǎng)中的作用有哪些？高溫處理1可獲得無病毒苗,又影響到器官發(fā)生.草莓的莖尖分生組織經(jīng) 38c處理35天,提升了無病毒莖尖分生組織的成活率.2熱擊 可有效地減少內(nèi)生菌污染.低溫培養(yǎng) 1減輕褐化 植物織培養(yǎng)中,如溫度過高或過強(qiáng),均可使 PPO的活性提升,從而加速被培養(yǎng)的組織褐變.2打破休眠 在一些木本植物,如桃的胚培養(yǎng)中,一定時(shí)間的25 C低溫處理有利于提升胚的成活率.3脫毒.褐化褐化分為酶促褐化和非酶促褐化.酶促褐化必須具備酶、底物和氧三個(gè)條件.原因：在自然條件下,細(xì)胞中的酚和醍之間保持一種動(dòng)態(tài)平衡,酚氧化酶類處于抑制狀態(tài),醍類物質(zhì)保持在一個(gè)較低的水平.

9、在適宜的pH、溫度和水活性條件下,酚類物質(zhì)、酚氧化酶和氧氣聚合在一起時(shí)發(fā)生氧化反映.當(dāng)植物組織被切割、接種時(shí)的機(jī)械損傷或組織的老化、病變使酚氧化酶激活,都會引起褐變.減少褐化現(xiàn)象的舉措：1對母株的處理：遮光,溫室栽培,母株枝條用200mg/L6-BA處理.2選擇適宜的外植體用植物的完整胚、葉片作外植體進(jìn)行培養(yǎng)也很少發(fā)生褐變.外植體處于旺盛的生長狀態(tài),有較強(qiáng)的分生水平,便可大大減輕褐化.3切取外植體要求：解剖刀必須鋒利,解剖刀的消毒不能過分灼燒.操作時(shí)動(dòng)作敏捷,隨切隨接,以減少傷口在空氣中暴露的時(shí)間.4對外植體預(yù)處理1低溫處理2高溫處理3用抗氧化劑或吸收劑預(yù)處理 4預(yù)培養(yǎng)5選擇適宜的培養(yǎng)基及培養(yǎng)

10、條件：改進(jìn)MS培養(yǎng)基,低溫、弱光照或暗培養(yǎng)有助于減輕褐化的程度.6在培養(yǎng)基中參加抗氧化劑、PPO抑制劑或吸收劑7連續(xù)轉(zhuǎn)移外植體 將外植體很快轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基上2-3次,在某些情況下可以緩解褐化,可能是在這段時(shí)間內(nèi)外植體的切口逐漸愈合,外滲停止的原因.植物組織培養(yǎng)中的污染與預(yù)防一外源菌污染與預(yù)防途徑：1.空氣傳播：1接種室和培養(yǎng)室的空氣是擴(kuò)散微生物的主要途徑.2渦流傳播擺放物品太多,無菌風(fēng)吹過形成渦流群.2 .培養(yǎng)器皿和培養(yǎng)基培養(yǎng)器皿和容器洗刷不干凈殘留污染物,培養(yǎng)基消毒不徹底,培養(yǎng)基放置時(shí)間過久積累灰塵,都可引入有害物.3 .人員與操作 人員消毒不徹底,操作馬虎,接種動(dòng)作不準(zhǔn)確,滅菌觀念不強(qiáng),

11、封瓶口不嚴(yán).4 .外植體 消毒時(shí)間不夠,含菌量多或體內(nèi)帶菌,難于滅菌.5 .培養(yǎng)過程污染 組培瓶外和外界氣體交換時(shí),亦會有污染進(jìn)入.二細(xì)菌性污染病癥：培養(yǎng)基外表或培養(yǎng)物附近出現(xiàn)粘液狀菌落,或渾濁的水跡狀痕跡, 或有泡沫的發(fā)酵狀情況.污染原因：污染菌類是零星分散在培養(yǎng)基中,原因：培養(yǎng)基滅菌時(shí),高壓滅菌鍋末排盡冷空氣,滅菌壓力不夠,或溫度不夠,或持續(xù)時(shí)間不夠；超凈工作臺長時(shí)間不換濾網(wǎng),致使凈 化水平降低；接種用具滅菌不徹底；操作不正確,動(dòng)作生硬緩慢,手接觸了外植體或器皿的邊緣,開瓶時(shí)間太久,接種臺擺放物品雜亂,操作中央在人體范圍之內(nèi)；講話或呼吸時(shí)排出或頭發(fā)灑落的細(xì)菌；接種室長期不滅菌,菌類太多.污

12、染菌類是從材料周圍長起,那么可證實(shí)是植物材料帶菌引起.原因：接種用具滅菌不徹底, 接種時(shí)材料被污染； 未及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染苗, 接種過程交叉感染； 假設(shè)從培養(yǎng)基以下開始長菌,發(fā) 生時(shí)間較早,且有從里向外的趨勢,那么說明是切口引起的污染,原因有是滅完菌后,未剪去兩個(gè)切口或雖剪但器具帶菌.預(yù)防對策：培養(yǎng)基滅菌后在培養(yǎng)室放置23天觀察有無細(xì)菌感染的菌落；接種前,剪指甲,將手用肥皂洗干凈,再用70%酒精擦洗；預(yù)防交叉感染,工具用一次即需消毒一次； 操作時(shí),應(yīng)戴消毒好的口罩和工作帽,穿消毒好的工作服,不要講話.三真菌性污染污染原因：接種室空氣含真菌抱子；瓶口邊緣的灰塵；取放瓶塞蓋時(shí)揚(yáng)起或由于 負(fù)壓帶入的灰塵和

13、抱子.人走動(dòng)時(shí),空氣流通帶入灰塵和抱子.預(yù)防對策：接種室經(jīng)常處于工作狀態(tài),定期用40%甲醛和高鎰酸鉀進(jìn)行熏蒸消毒；每次使用接種室和超凈工作臺先用紫外燈殺菌20min,紫外線能殺滅或抑制真菌生長,再用70%酒精噴霧降塵；用70%酒精擦洗容器外部,再放入超凈工作臺上；接種時(shí),動(dòng)作要輕,瓶子斜拿,瓶口放在火焰上,利用氣流上升的原理, 以阻止空氣中抱子落入瓶內(nèi).保持室內(nèi)較好采光,保持室內(nèi)空氣枯燥,如使用空調(diào)“除濕功能,梅雨季節(jié)晾曬工作衣 物,對減少室內(nèi)真菌污染大有好處.快速繁殖快速繁殖就是應(yīng)用植物組織和細(xì)胞培養(yǎng)的技術(shù),快速繁衍珍稀瀕危植物,使物種得以保存；以及快速繁殖名優(yōu)特新品種,使其在一定時(shí)間內(nèi)繁衍

14、為一定數(shù)量與母本相同的植株.也稱離體繁殖或微型繁殖.植物快速繁殖是植物生物技術(shù)的一個(gè)重要組成局部,這是由于它在生產(chǎn)上起的作用最大,應(yīng)用最為廣泛.特點(diǎn)：1繁殖速度快；2節(jié)省土地；3可以培養(yǎng)無病毒苗；4繁殖本錢較低途徑與方法：1無菌短枝型遺傳性穩(wěn)定,速度快,主要方式之一；2叢生芽增殖型球莖型：遺傳性較穩(wěn)定；塊莖型：為繁殖系母體,不斷切割繁殖移栽,成活率高；鱗莖型：需時(shí)較長；根狀莖型；3器官發(fā)生型遺傳的不穩(wěn)定性,易變異,繁殖系數(shù)較低；4胚狀體發(fā)生型數(shù)量多,結(jié)構(gòu)完整,易成苗,繁殖速度快,系數(shù)高；5原球莖型遺傳性較穩(wěn)定,可作為繁殖系母體初代培養(yǎng),即接種某種外植體后,最初的12代培養(yǎng),旨在獲得無菌材料和無

15、性繁殖系.固體培養(yǎng)1優(yōu)點(diǎn)：與液體培養(yǎng)相比,使用設(shè)備簡單,操作簡便,一般只要有培養(yǎng)室及接種箱即可開展工作.對培養(yǎng)物的支持作用,通氣問題易解決,便于經(jīng)常觀察研究等.2缺點(diǎn)：培養(yǎng)物與培養(yǎng)基的接觸即吸收面積小,各種養(yǎng)分在瓊脂中擴(kuò)散慢,影響?zhàn)B 分的充分利用；同時(shí)培養(yǎng)物排出的一些代謝廢物,聚集在吸收外表,對組織產(chǎn)生毒害作用.故要及時(shí)轉(zhuǎn)移培養(yǎng).另外,組織受光不均勻,細(xì)胞生長就不一致.繼代培養(yǎng) 把初代培養(yǎng)所獲得的培養(yǎng)物,移植到新的培養(yǎng)環(huán)境, 這種移植操作經(jīng)過屢次反復(fù)的培養(yǎng),就叫繼代培養(yǎng),又叫連續(xù)培養(yǎng).生根培養(yǎng)生根的類型 有試管內(nèi)生根、試管外生根和微芽嫁接3種.試管苗移栽到低濕條件下易于死亡的原因試管苗由于是在

16、無菌、有營養(yǎng)和GR供應(yīng)、適宜光照和溫度、近100%的相對濕度環(huán)境條件下生長的,因此,在生理、形態(tài)等方面都與自然條件生長的正常小苗有著很大的差異.1 .葉片的結(jié)構(gòu)與功能1從葉片結(jié)構(gòu)上看 試管苗的角質(zhì)層不興旺,葉片通常沒有表皮毛,或僅有較少表皮毛,甚至葉片上出現(xiàn)了大量的水孔；解剖結(jié)構(gòu)稀疏, 柵欄組織不明顯或?。粴饪淄黄?氣孔口開張大；氣孔的數(shù)量明顯低于溫室普通苗.2從葉片功能看極易散失水分,氣孔不能關(guān)閉且開張很大,葉片光合作用水平極低.2 .根的結(jié)構(gòu)和功能1從根的結(jié)構(gòu)上看 無或很少有根毛,如杜鵑、玫瑰的試管苗；有的根與輸導(dǎo)系統(tǒng)不相通, 如在花椰菜、楊樹、橡膠、杜鵑的試管苗中發(fā)現(xiàn)；一些木本植物的試管

17、苗無根,如牡丹、瑞 香、蘋果的試管苗等.2從根的功能上看 根的吸收功能無或極低.植物生長調(diào)節(jié)劑對器官分化的調(diào)控模式生長素/沖動(dòng)素1,有利于根的形成(也能促進(jìn)不定芽的形成)；生長素/沖動(dòng)素1,有利于莖芽的形成；生長素/沖動(dòng)素=1,促進(jìn)愈傷組織的生長；促進(jìn)腋芽的生長的不定芽的形成, 只需生長素或細(xì)胞分裂素的一種.影響遺傳穩(wěn)定性的因素(填空)(1)基因型 嵌合體經(jīng)過組織培養(yǎng)后,其嵌合性更大；單倍體和多倍體比二倍體容易變異.(2)有些植物取材部位不同,變異率不同(3)增殖途徑 一般從莖尖、莖段、 體細(xì)胞胚發(fā)生的植株變異率極低或不變異.通過愈傷組 織誘導(dǎo)再生的不定芽和懸浮培養(yǎng),再生苗的變異率較高.(4)

18、繼代次數(shù) 一般隨繼代時(shí)間的延長,染色體變異頻率增加.(5)培養(yǎng)基中的激素成分如2, 4-D可能是通過抑制紡錘體的形成,影響細(xì)胞內(nèi)的某些代謝過程,進(jìn)而干擾了細(xì)胞的正常分裂,最終導(dǎo)致了染色體變異.(6)其它培養(yǎng)條件如培養(yǎng)中長期使用抗生素、污染和衰老等.莖尖培養(yǎng)？為何可脫毒？莖尖培養(yǎng)是將植物頂端分生組織及其下方的1-3個(gè)幼葉原基局部取下培養(yǎng)成完整植株的技術(shù).脫毒原理：(1)傳導(dǎo)抑制 病毒在植物體內(nèi)的傳播主要是通過維管束實(shí)現(xiàn)的,但在分生組織中,維管組織還不健全,從而抑制了病毒向分生組織的傳導(dǎo).(2)激素抑制在分生組織中,生長素和細(xì)胞分裂素水平均很高,因而阻滯了病毒的侵入或 者抑制病毒的合成.(3)酶缺乏 可能病毒的合成需要的酶系統(tǒng)在分生組織中缺乏或還沒建立,因而病毒無法在 分生組織中復(fù)制.(4)抑制因子 在分生組織中可能存在有某種抑制因子.愈傷組織的形成在離體培養(yǎng)中,外植體切口受傷的細(xì)胞,在特定培養(yǎng)條件的作用下,細(xì)胞會發(fā)生分裂而脫分化,經(jīng)持續(xù)分裂增殖成具有分生水平的多細(xì)胞團(tuán),即愈傷組織.愈傷組織也可來源于形成層、皮層、表皮、髓的射線等具有分生水平的薄壁細(xì)胞.這些愈傷組織可轉(zhuǎn)移到新鮮的相同培養(yǎng)基上培養(yǎng)而長期保存,或在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行懸浮培養(yǎng)而迅速增殖,用于大規(guī)模生產(chǎn)有用化合物,或用于細(xì)胞培養(yǎng)篩選無性系,或用于原生質(zhì)體3關(guān)生 1 口分十0試管苗增殖率的估算計(jì)算出年繁殖數(shù)的