植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞

關(guān)于植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞第一頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.3植物組織與器官培養(yǎng)3.3.1植物組織培養(yǎng)的定義與分類3.3.2重要概念3.3.3細(xì)胞分化和形態(tài)建成3.3.4植物組織培養(yǎng)的基本步驟3.3.5植物組織器官培養(yǎng)3.3.6植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用3.3.7人工種子3.3.8植物組織與器官的生物反應(yīng)器培養(yǎng)3.3.9植物組織與器官培養(yǎng)存在的問題第二頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.3.1植物組織培養(yǎng)的定義與分類1.定義

植物組織培養(yǎng)(planttissueculture)是指在無菌條件下，將離體的植物器官（如根尖、莖尖、葉、花、未成熟的果實、種子等）、組織（如花藥組織、胚乳、皮層等）、胚胎（如成熟和未成熟的胚）、原生質(zhì)體等培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)條件，誘發(fā)產(chǎn)生愈傷組織、潛伏芽，或者長成新的完整植株的一種實驗技術(shù)。其理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性。

第三頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日2.分類根據(jù)外植體種類的不同，組織培養(yǎng)可分為：器官培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、胚胎培養(yǎng)、細(xì)胞培養(yǎng)以及原生質(zhì)體培養(yǎng)等。根據(jù)培養(yǎng)方法的不同，組織培養(yǎng)可分為：微室培養(yǎng)、平板培養(yǎng)、懸浮培養(yǎng)、液體培養(yǎng)、固體培養(yǎng)等。根據(jù)培養(yǎng)的功能性的不同，組織培養(yǎng)可分為：再生體系、離體受精、突變體選擇、體細(xì)胞雜交等。第四頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.3.2重要概念全能細(xì)胞（totipotentcell)

愈傷組織(callus)

外植體(explantation)

繼代培養(yǎng)(secondaryculture)

胚胎培養(yǎng)(embryoculture)

脫分化（dedifferentiation）再分化（redifferentiation)

莖尖培養(yǎng)無性繁殖系(clone)

器官發(fā)生（organogenesis)

胚狀體（embryoid)第五頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日

全能細(xì)胞（totipotentcell)：能夠表達(dá)生物體基因組的任何一種基因，并能分化出該生物體內(nèi)任何一種類型的細(xì)胞，進(jìn)而發(fā)育為一個完全相同生物體。

愈傷組織(callus)：在離體培養(yǎng)過程中由外植體組織增生的細(xì)胞產(chǎn)生的具有分生能力的一團(tuán)不規(guī)則的疏散排列的薄壁細(xì)胞。外植體(explant)：從植物體上分離下來的用于離體培養(yǎng)的材料，可以是器官、組織和原生質(zhì)體等。繼代培養(yǎng)(secondaryculture)：更換新鮮培養(yǎng)基來繁殖同種類型的材料（愈傷組織.芽等）。第六頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日

胚胎培養(yǎng)(embryoculture):包括原胚和成熟胚培養(yǎng)、胚乳培養(yǎng)、胚珠和子房(未授粉或已授粉的)培養(yǎng)，可用于研究胚胎發(fā)生以及影響胚生長的因素；用試管受精或幼胚培養(yǎng)可獲得種間或?qū)匍g遠(yuǎn)緣雜種，因此它也是研究生殖生理的有用方法；胚乳培養(yǎng)是研究胚乳的功能、胚乳與胚的關(guān)系，以及獲得三倍體植株的一個手段。脫分化（dedifferentiation）:已分化好的細(xì)胞在人工誘導(dǎo)條件下，恢復(fù)分生能力，回復(fù)到分化組織狀態(tài)的過程。再分化（redifferentiation):脫分化后具有分生能力的細(xì)胞再經(jīng)過與原來相同的分化過程，重新形成各類組織和器官的過程。第七頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日

莖尖培養(yǎng):較小的僅帶幾個葉原基或少量幼葉的莖端部分的培養(yǎng)。通常用1—10mm大小的外植體來加速植物的無性系繁殖。

無性繁殖系(clone)：由同一個外植體反復(fù)進(jìn)行繼代培養(yǎng)后所得一系列的無性繁殖后代。器官發(fā)生（organogenesis)：在組織培養(yǎng)中或懸浮培養(yǎng)中，由培養(yǎng)物到顯示有自然的器官形成，如形成芽或根的現(xiàn)象。

胚狀體（embryoid)：在離體培養(yǎng)過程中產(chǎn)生一種形似胚（具有明顯的根端和芽端），功能與胚相同的結(jié)構(gòu)。第八頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.3.3植物細(xì)胞分化和形態(tài)建成一般植物通過細(xì)胞或組織培養(yǎng)達(dá)到再生目的要經(jīng)過兩個步驟：

(1)培養(yǎng)的植物細(xì)胞或組織的脫分化，形成愈傷組織；

(2)有新形成的愈傷組織形成一些分生細(xì)胞團(tuán)，隨后又由其分化成不同的器官原基（如根原基、葉原基等）。第九頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日

脫分化后的細(xì)胞進(jìn)行再分化的過程有兩種不同的方式：（1）器官發(fā)生方式：其中芽和根在愈傷組織的不同部位分別獨立形成，具有單極性結(jié)構(gòu)。（2）胚胎發(fā)生方式：在愈傷組織表面或內(nèi)部形成很多胚狀體，它們類似于合子胚，具有雙極性結(jié)構(gòu)。魔芋胚狀體第十頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日通過胚狀體途徑產(chǎn)生再生植株有3個顯著優(yōu)點：（1）在一個培養(yǎng)物上所能產(chǎn)生的胚狀體數(shù)目往往比不定芽數(shù)目多；（2）胚狀體形成的速度快；（3）胚狀體結(jié)構(gòu)完整，一旦形成，一般都可以直接萌發(fā)形成小植株，因此成苗率高。第十一頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.3.4植物組織培養(yǎng)的基本步驟以胡蘿卜為例，介紹植物組織培養(yǎng)的一般過程（圖解）：（1）培養(yǎng)材料的采集（2）培養(yǎng)材料的消毒（3）制備外植體（4)接種和培養(yǎng)（5）組培苗的練苗和移栽第十二頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日花藥培養(yǎng)單倍體細(xì)胞和胚狀體細(xì)胞和集合體懸浮培養(yǎng)球形形成胚狀體心形期魚雷期子葉期外植體外植體在培養(yǎng)中直接振蕩在培養(yǎng)液中振蕩在生長素-營養(yǎng)物瓊脂培養(yǎng)基上生長的愈傷組織植物組織培養(yǎng)的一般過程的完整周期圖解第十三頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日（1）培養(yǎng)材料的采集組織培養(yǎng)所用的材料非常廣泛，可采取根、莖、葉、花、芽和種子的子葉，有時也利用花粉粒和花藥，其中根尖不易滅菌，一般很少采用。

對于木本花卉來說，闊葉樹可在一、二年生的枝條上采集，針葉樹種多采種子內(nèi)的子葉或胚軸。草本植物多采集莖尖。

在快速繁殖中，最常用的培養(yǎng)材料是莖尖，通常切塊在0.5厘米左右，如果為培養(yǎng)無病毒苗而采用的培養(yǎng)材料通常僅取莖尖的分生組織部分，其長度在0.1毫米以下。

第十四頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日（2）培養(yǎng)材料的消毒先將材料用流水沖洗干凈，最后一遍用蒸餾水沖洗，再用無菌紗布或吸水紙將材料上的水分吸干，并用消毒刀片切成小塊。

在無菌壞境中將材料放入70％酒精中浸泡30－60秒。

再將材料移入漂白粉的飽和液或0.01％升汞水中消毒10分鐘。

取出后用無菌水沖洗三、四次。

第十五頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日（3）制備外植體

將已消毒的材料，用無菌刀、剪、鑷等，在無菌的環(huán)境下，剝?nèi)パ康镊[片、嫩枝的外皮和種皮胚乳等，葉片則不需剝皮。然后切成0.2－0.5厘米厚的小片，這就是外植體。在操作中嚴(yán)禁用手觸動材料。

第十六頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日（4)接種和培養(yǎng)

接種：

在無菌壞境下，將切好的外植體立即接在培養(yǎng)基上，每瓶接種4－10個。

封口：

接種后，瓶、管用無菌藥棉或蓋封口，培養(yǎng)皿用無菌膠帶封口。

溫度：

培養(yǎng)基大多應(yīng)保持在25℃左右，但要因花卉種類及材料部位的不同而區(qū)別對待。

增殖：

外植體的增殖是組培的關(guān)鍵階段，在新梢等形成后為了擴(kuò)大繁殖系數(shù)，需要繼代培養(yǎng)。把材料分株或切段轉(zhuǎn)入增殖培養(yǎng)基中，增殖培養(yǎng)基一般在分化培養(yǎng)基上加以改良，以利于增殖率的提高。增殖1個月左右后，可視情況進(jìn)行再增殖。

根的誘導(dǎo)：

繼代培養(yǎng)形成的不定芽和側(cè)芽等一般沒有根，必須轉(zhuǎn)到生根培養(yǎng)基上進(jìn)行生根培養(yǎng)。1個月后即可獲得健壯根系。

第十七頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日（5）組培苗的練苗和移栽試管苗從無菌以及光照、溫度、濕度穩(wěn)定的環(huán)境進(jìn)入自然環(huán)境，必須進(jìn)行煉苗。一般移植前，先將培養(yǎng)容器打開，于室內(nèi)自然光照下放3天，然后取出小苗，用自來水把根系上的營養(yǎng)基沖洗干凈，再栽入已準(zhǔn)備好的基質(zhì)中，基質(zhì)使用前最好消毒。移栽前要適當(dāng)遮蔭，加強(qiáng)水分管理，保持較高的空氣濕度（相對濕度98％左右），但基質(zhì)不宜過濕，以防爛苗。第十八頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日這是哪個階段？這是哪個階段？植物組織培養(yǎng)流程圖第十九頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.3.5植物組織器官培養(yǎng)

1.定義

植物組織器官培養(yǎng)就是在植物細(xì)胞全能性理論指導(dǎo)下，在組織以及器官水平上開展研究的，其目的是實現(xiàn)植物細(xì)胞的全能性以完成植物生命周期的過程。第二十頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日2.愈傷組織誘導(dǎo)（1)愈傷組織形成特點

由外植體或單個細(xì)胞形成愈傷組織一般要經(jīng)過3個步驟：

啟動期（或誘導(dǎo)期）分裂期分化期第二十一頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日

啟動期（或誘導(dǎo)期）:是成熟組織在各種刺激因素的誘導(dǎo)作用下細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)及核酸的合成代謝迅速加強(qiáng)的過程。受激作用后分裂前細(xì)胞的主要變化有：一是呼吸作用加強(qiáng)，消耗氧量明顯增加；二是多聚核糖體的不斷增加，到有絲分裂前RNA的含量可增加300%；三是蛋白質(zhì)合成加快，分裂前細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的總量增加200%；四是各種與分裂有關(guān)的酶活性大大加強(qiáng)。第二十二頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日分裂期：其主要特征是：細(xì)胞數(shù)目增加很大，結(jié)構(gòu)疏松，缺少有組織特征的結(jié)構(gòu)，一般呈現(xiàn)透明狀或淺顏色。分化期：停止分裂的細(xì)胞發(fā)生生理代謝方面的變化，出現(xiàn)了形態(tài)和生理功能上的分化，直至出現(xiàn)了分生組織的瘤狀結(jié)構(gòu)及維管組織。此時，細(xì)胞體積不再減小，呈現(xiàn)的顏色多種多樣。第二十三頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日（2）愈傷組織的生長及分化第二十四頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日（3）影響愈傷組織培養(yǎng)的主要因素

外植體:雖然所有植物都有被誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織的潛在能力，但是不同的植物種類誘導(dǎo)形成愈傷組織的難易程度差別很大。

基本培養(yǎng)基：眾多的培養(yǎng)基基本上都可以誘導(dǎo)出愈傷組織，但不同的植物種類、基因型和外植體誘導(dǎo)形成愈傷組織的難易程度不同，對培養(yǎng)基的反應(yīng)也有差別。激素組合：通常高濃度的生長素和低濃度的激動素有利于愈傷組織的誘導(dǎo)和增殖。其中，2,4-D是誘導(dǎo)愈傷組織最有效的物質(zhì)。第二十五頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.舉例以番杏的組織培養(yǎng)為例介紹組織器官培養(yǎng)技術(shù)：

番杏別名洋菠菜，屬番杏科番杏屬的多年生草本植物。主要以肥厚多汁的嫩莖葉作蔬菜食用，并可全株入藥，有涼血、解毒、利尿、消瘡疥等的功效。具體方法如下：（1）材料和培養(yǎng)基：番杏果實和幼苗；(1）芽分化培養(yǎng)基：MS+6-BA1.0mg/L（單位下同）+NAA0.1+3.0%蔗糖;(2）誘導(dǎo)愈傷組織與分化培養(yǎng)基：MS+6-BA1.0+2,4-D0.5+3.0%蔗糖;(3）生根培養(yǎng)基：3/4MS+NAA0.1+1.5%蔗糖;(4）繼代培養(yǎng)基：MS培養(yǎng)基。以上各培養(yǎng)基加0.7%瓊脂，PH5.8。（2）培養(yǎng)條件：培養(yǎng)溫度25℃左右，日光燈照明，每天光照10h,光照強(qiáng)度1000~1500lx。第二十六頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日（3）無菌苗的獲取：將番杏果實在濃硫酸中浸泡約1h，流水沖洗30min。再在超凈工作臺（圖示）內(nèi)用70%乙醇浸泡2-3min，在無菌濾紙上吸干或酒精燈焰燒干，再用0.1%升汞浸泡10min,無菌水沖洗3-4次,用無菌手術(shù)刀輕輕刮去果實被腐蝕的部分，然后將其接種于培養(yǎng)基（3）中，培養(yǎng)1周后種子長出無菌苗（圖示）。（4）愈傷組織培養(yǎng)：切取0.5cm長的不帶腋芽的莖段，置于（2）號培養(yǎng)基上。3周后，莖段周圍出現(xiàn)白色松脆的愈傷組織（圖示）。愈傷組織的形成標(biāo)志著接種外植體的生長狀態(tài)已脫離分化狀態(tài)，開始重新恢復(fù)分生能力。第二十七頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日超凈工作臺番杏無菌苗番杏愈傷組織第二十八頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日（5）繼代培養(yǎng)：將愈傷組織在無菌條件下從試管中取出，用無菌水洗凈，以鑷子和解剖刀剔除附著在愈傷塊上的培養(yǎng)基，并用無菌水反復(fù)沖洗數(shù)次，直至愈傷塊上無殘留培養(yǎng)基為止。用解剖刀將愈傷塊切成數(shù)小塊，在接種到裝有愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基的三角瓶中，再與誘導(dǎo)愈傷組織相同的培養(yǎng)條件下繼續(xù)培養(yǎng)。幾天后，三角瓶中的小愈傷塊即可逐漸長大，這一過程稱作繼代培養(yǎng)。通過愈傷組織的繼代培養(yǎng)，原來接種的1個番杏莖段組織可繁殖出大量的新接種材料用于分化培養(yǎng)。（6）分化培養(yǎng)：剝離白色松脆的愈傷組織繼續(xù)置于（2）號培養(yǎng)基上，2月后，部分白色愈傷組織上出現(xiàn)綠色芽點（圖示）。隨著時間推移，綠色芽點不斷膨大，其中部分形成正常綠苗（圖示）。第二十九頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日帶綠色芽點的愈傷組織番杏分化綠苗番杏盆栽苗番杏無菌苗第三十頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日（7）生根培養(yǎng)：剝離綠苗接種到（3）號培養(yǎng)基上誘導(dǎo)生根（圖示）。7d后開始陸續(xù)出根，3周后可有多條須根形成，生根率達(dá)95.7%。（8）煉苗與移栽：移栽前，敞瓶煉苗3-4d，取出洗凈后，栽至裝有蛭石的塑料杯中，加自來水，杯上罩上玻璃燒杯保濕，4d后晝覆夜敞，2周后可除掉玻璃杯。3周后，試管苗張出新根，再將其移入蛭石與土（2：1）的盆（圖示）中。成活率為83.3%。第三十一頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.3.6植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用1.無性系快速繁殖技術(shù)2.獲得無病毒植株3.新品種培育4.在遺傳、生理生化和病理等研究上的應(yīng)用5.種質(zhì)資源的保存6.產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)前景

第三十二頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日1.無性系快速繁殖技術(shù)對那些繁殖系數(shù)低或很難用種子繁殖的名特珍品種的繁殖實用意義更大,甚至是無可取代。如脫毒苗、新育成、新引進(jìn)、稀缺育種、優(yōu)良單株、瀕危植物和基因工程植株等可通過離體快速繁殖,以比常規(guī)育苗方法快數(shù)百倍到數(shù)萬倍的速度擴(kuò)大繁殖,及時提供大量優(yōu)質(zhì)種苗。如野生珍稀蘭花屬國家二級以上保護(hù)植物,野生蘭花的組織培養(yǎng)利于保護(hù)這些珍稀的植物資源。目前,在國內(nèi)外已掀起“試管苗”熱,如國外在蘭花、杜鵑、月季、草莓、蘋果、柑桔、石竹、鐵線蓮、桉樹等進(jìn)行快速繁殖已達(dá)到商品化生產(chǎn);我國近年來已獲成功推廣的有甘蔗、葡萄、羅漢果、蘭花、銀杏、水稻、甘蔗、菠蘿、香蕉、草莓、月季、菊花、無籽西瓜、櫟樹、山楂、獼猴桃、雪松等品種。試管苗在國際國內(nèi)市場上已形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),如廣西都安縣山葡萄苗、羅城縣毛葡萄苗均由國內(nèi)組織培養(yǎng)公司提供,每年需要量達(dá)數(shù)十萬株。第三十三頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日2.獲得無病毒植株很多農(nóng)作物都帶有病毒,病毒是植物的嚴(yán)重病害,至2000年,已定名或暫定名的植物病毒的種類已達(dá)909種,極難防治。如防治無方,不僅會影響作物的品質(zhì)及產(chǎn)量,嚴(yán)重的只能拔除病株,造成很大經(jīng)濟(jì)損失。病毒在植株上的分布是不均一的,病毒是通過維管系統(tǒng)及胞間連絲移動的,老的組織和器官病毒含量高,幼嫩未成熟的組織和器官病毒含量較低,如分裂速度很快的莖尖、根尖生長點幾乎不含病毒。用植物生長點培養(yǎng)法可獲得無病毒植株,恢復(fù)植物的優(yōu)良品質(zhì),達(dá)到復(fù)壯的目的。目前已在廣西荔蒲芋、永福羅漢果、桉樹、馬鈴薯、甘薯、百合、蘭花、大蒜、石竹、柑桔、草莓等植物品種上得到成功推廣。第三十四頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.新品種培育單倍體育種:通過花藥培養(yǎng),從小孢子獲得單倍體植株,染色體加倍后獲得正常二倍體植株,這是一條育種的新途徑。單倍體育種可以縮短育種年限,節(jié)約人力物力,較快地獲得優(yōu)良品種,目前已有40多種植物獲得了單倍體植株。我國在水稻、小麥、煙草、柏樹、橡膠、辣椒等植物的單倍體育種的工作上,處于領(lǐng)先地位。胚培培養(yǎng)、子房培養(yǎng)、胚珠培養(yǎng):為了克服植物遠(yuǎn)緣雜交的不親和性,可采用胚、子房、胚珠培養(yǎng)和試管受精等手段使胚正常發(fā)育并成功地培養(yǎng)出雜交后代?，F(xiàn)在已在棉花、玉米、黃麻等品種上獲得成功。第三十五頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日4.在遺傳、生理生化和病理等研究上的應(yīng)用要揭開生命活動的秘密，需要多科學(xué)、多技術(shù)的相互配合，其中植物組織培養(yǎng)技術(shù)是不可缺少的，它為遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物工程等提供了一種有效、快速的方法。因為要揭示生命的奧秘，首先要研究單個基因的作用，研究它在細(xì)胞內(nèi)是如何組裝的，如何與其它基因發(fā)生聯(lián)系，如何表達(dá)和調(diào)控等。分離單個基因，對它DNA進(jìn)行測序，再對其中的某些堿基實行突變，然后還需要將基因送到受體細(xì)胞當(dāng)中，看表達(dá)情況，以確定其功能。接受基因的受體細(xì)胞要產(chǎn)生再生植株，就需要通過組織培養(yǎng)的方法才能實現(xiàn)。

第三十六頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日5.種質(zhì)資源的保存?zhèn)鹘y(tǒng)上,種質(zhì)是以種子的形式保存的。這種保存方法的局限性:

(1)

種子生活力隨貯存時間的延長生活力逐漸下降,并常受到病蟲害的侵襲;(2)

難以保存無性繁殖的作物。另一方面,如用苗圃或田間大量保存各種植物基因型,成本極高,還存在天災(zāi)毀滅的危險。在低溫條件下(-20℃--196℃),在試管中保存組織培養(yǎng)物質(zhì)的方法保存種質(zhì),具有傳統(tǒng)方法不可比擬的優(yōu)點:

(1)

只需要較少的空間就能保存大量的“營養(yǎng)體種子”(vegetativeseeds);(2)

不受病蟲害侵染;(3)

當(dāng)需要的時候,可把所貯存的材料用作核心原種迅速繁殖出大量植株;(4)

由于不帶已知的病毒和病原菌,因此可以把這些植物的克隆在國際間進(jìn)行交換;(5)

節(jié)省大量人力、財力、物力。經(jīng)低溫貯藏的物種,保持了穩(wěn)定的遺傳性和良好的存活率。據(jù)報導(dǎo),冷凍保存的胡蘿卜胚狀體,在保存了1年之后仍有再生成植株的能力。第三十七頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日6.產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)前景

植物有用化合物包括藥物、蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、橡膠、香精油、色素等。這些化合物許多都是高等植物的次生代謝物,有些化合物還不能大規(guī)模地人工合成,而靠植物產(chǎn)生這些化合物產(chǎn)量有限。因此,利用組織培養(yǎng)方法,培養(yǎng)植物的某些器官或愈傷組織,并篩選出高產(chǎn)、高合成能力、生長快的細(xì)胞株系,以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)植物有用化合物,是一條行之有效的途徑。近年來,南京藥學(xué)院丁家宜利用組織培養(yǎng)生產(chǎn)出人參干粉。這是我國第一個用組織培養(yǎng)進(jìn)行醫(yī)藥的工業(yè)化生產(chǎn)的例子。第三十八頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日

總之，現(xiàn)在的植物組織培養(yǎng)仍然處于發(fā)展階段，很多機(jī)理人們還沒有搞清楚，它的潛力也遠(yuǎn)沒有發(fā)揮出來。相信在今后的幾十年內(nèi)，組織培養(yǎng)在我國將會有更大的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)、制藥業(yè)、加工業(yè)等方面將會發(fā)揮更大的作用，創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)效益。第三十九頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日思考題1.愈傷組織的形態(tài)發(fā)生有哪兩種情況?并比較各自由此形成完整植株的不同。2.請以某種植物為例來論述其無菌苗的誘導(dǎo)、繼代快繁、生根培養(yǎng)及其馴化移栽過程。3.植物組織培養(yǎng)的主要意義有哪些？最新進(jìn)展如何？第四十頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.3.7人工種子1.定義人工種子（artificialseed)是指通過植物組織培養(yǎng)的方法獲得的具有正常發(fā)育能力的材料，外面還被有特定物質(zhì)，在適宜條件下可以發(fā)芽成苗的植物幼體。1978年，由著名的植物學(xué)家Murashige最早提出人工種子概念。人工種子第四十一頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日2.人工種子的優(yōu)點（1）可根據(jù)不同植物的要求配制，如可加入植物激素、有益微生物或抗病、抗蟲成分等，這樣獲得的人工種子就優(yōu)越于天然種子，生產(chǎn)效率高；（2）可以固定雜交優(yōu)勢，加速良種繁育；（3）可作為植物基因工程和遺傳工程的橋梁；（4）可保存珍貴品種。第四十二頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日選取目標(biāo)植物從適合的外植體誘導(dǎo)愈傷組織把愈傷組織轉(zhuǎn)移到液體培養(yǎng)基愈傷組織在液體培養(yǎng)基中增生擴(kuò)大愈傷組織轉(zhuǎn)移至無激素培養(yǎng)體細(xì)胞胚包裹人工種皮溫室（大棚）播種獲取目標(biāo)植物3.人工種子制作及培養(yǎng)流程圖示第四十三頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日4.人工種子制作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)（1）制備大量的高質(zhì)量體細(xì)胞胚是人工種子制作的前提。（2）體細(xì)胞胚胎發(fā)生的同步化控制。（3）選擇合理的包埋技術(shù)。第四十四頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日

所謂高質(zhì)量的體細(xì)胞胚，指的是體細(xì)胞胚具有發(fā)育成完整小植株的能力，這就要求體細(xì)胞胚在解剖構(gòu)造上具有明顯的胚根、胚芽的雙極性結(jié)構(gòu)，這是人工種子制作能否成功的關(guān)鍵所在。第四十五頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日

人工種子的制作要求胚狀體的形態(tài)上大小一致，發(fā)育進(jìn)程上相似，這樣制成的人工種子其活力強(qiáng)，萌發(fā)率高。

如何對體細(xì)胞胚胎發(fā)生進(jìn)行同步化控制和純化篩選呢？（1）化學(xué)抑制法（2）低溫抑制法（3）滲透壓選擇法（4）機(jī)械過篩選擇法（5）應(yīng)用植物胚性細(xì)胞分級儀第四十六頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日化學(xué)抑制法：在細(xì)胞培養(yǎng)初期加入抑制DNA合成的藥物，使細(xì)胞DNA合成暫時停止，當(dāng)除去DNA抑制劑時，細(xì)胞開始進(jìn)入同步分裂。低溫抑制法：采用低溫處理導(dǎo)致發(fā)育停滯，形成所謂的溫度沖擊，處理時間過后，恢復(fù)正常溫度，可以使胚性細(xì)胞達(dá)到同步分裂的目的。第四十七頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日I.人造種皮

要求：能保持胚狀體的活力，利于萌發(fā)或貯藏。如海藻酸鈉、明膠、樹膠、瓊脂糖、淀粉及動物膠等。II.

人造胚乳人工胚乳的主要成分為無機(jī)鹽、碳水化合物及蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)。III.包埋技術(shù)滴注法裝模法第四十八頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日滴注法第四十九頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日5.人工種子的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景美國加州的植物遺傳公司率先申請了胡蘿卜等多種植物的人工種子的研究專利。瑞士、法國的一些大公司集中研究開發(fā)蔬菜芽人工種子和胚芽生產(chǎn)。歐洲多個國家聯(lián)合攻關(guān)的尤利卡計劃中，把人工種子的研制作為生物技術(shù)研究的重點項目。我國在胡蘿卜、芹菜、黃連、苜蓿等植物的人工種子的開發(fā)應(yīng)用上也獲得了階段性成果。

正因為人工種子在生產(chǎn)和科學(xué)研究中具有重要意義，所以國內(nèi)外都非常重視該領(lǐng)域的研究。人工種子的產(chǎn)生是對植物傳統(tǒng)繁殖方式的革命。第五十頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.3.8植物組織與器官的生物反應(yīng)器培養(yǎng)

生物反應(yīng)器技術(shù)是植物組織或器官培養(yǎng)生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物走向工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)。與適用于微生物、植物細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器不同，適合植物組織或器官培養(yǎng)的生物反應(yīng)器系統(tǒng)具有其特殊性，如需考慮植物組織或器官的附著，以及有固定塊狀培養(yǎng)物帶來的營養(yǎng)吸收、氣體傳遞等問題。利用高度分化的植物器官、組織培養(yǎng)以提高目的產(chǎn)物含量的研究也日益引起人們的重視。根、芽、體細(xì)胞胚以及冠癭組織等的培養(yǎng)研究都有一定發(fā)展。第五十一頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日以劉春朝等人采用生物反應(yīng)器培養(yǎng)青篙毛狀根生產(chǎn)青篙素為例來介紹生物反應(yīng)器的植物組織與器官培養(yǎng)技術(shù)及其應(yīng)用。

青篙素為世界衛(wèi)生組織(WHO)推薦的治療惡性瘧疾(如腦型瘧疾和抗氯喹性瘧疾)的特效藥，具有速效，低毒等特點。另外，青篙素還有免疫促進(jìn)作用和抗病毒作用，可開發(fā)抗病毒和抗艾滋病藥物。世界上青篙素原料主要來源我國和越南，由于天然青篙素受氣候，季節(jié)，蟲害等限制。每年青蒿素的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場需求，因此供不應(yīng)求。第五十二頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日121151091414135231647一體化設(shè)計的霧化生物反應(yīng)器（培養(yǎng)青篙毛狀根生產(chǎn)青篙素）1生物反應(yīng)器2中心筒3不銹鋼篩網(wǎng)4空氣出口5時間繼電器6霧化頭7培養(yǎng)液8空氣入口9空氣過濾器10流量計11電磁閥12空氣儲罐13霧化裝置1440w日光燈8第五十三頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日霧化反應(yīng)器第五十四頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.3.10植物組織與器官培養(yǎng)存在的問題1.

研究中的問題對于植物全能性表達(dá)和激素作用機(jī)制等尚未開展深入研究，而且對于培養(yǎng)比較困難的植物缺乏研究。2.

技術(shù)上的問題效率偏低、操作比較繁瑣、培養(yǎng)結(jié)果比較難以確定等技術(shù)問題還需解決。3.

可應(yīng)用性范圍目前有許多植物還未培養(yǎng)成功，許多有意義的雜交親本或組合還不能培養(yǎng)成功，或不能有效培養(yǎng)成功。4.

生物反應(yīng)器技術(shù)（1）適用于不同培養(yǎng)對象的新型生物反應(yīng)器的研制。（2）提高生物反應(yīng)器技術(shù)內(nèi)部培養(yǎng)物生長的均勻性和空間利用率。（3）培養(yǎng)物接種、取樣、無菌化等操作技術(shù)的優(yōu)化。（4）不同培養(yǎng)體系生物反應(yīng)器培養(yǎng)的動力學(xué)研究與工藝優(yōu)化控制。（5）生物反應(yīng)器培養(yǎng)的放大技術(shù)。第五十五頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.4植物細(xì)胞培養(yǎng)3.4.1定義3.4.2植物細(xì)胞培養(yǎng)的方法3.4.3植物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基3.4.4植物單細(xì)胞培養(yǎng)3.4.5植物細(xì)胞培養(yǎng)的意義3.4.6植物細(xì)胞的生物反應(yīng)器大規(guī)模培養(yǎng)（自學(xué)）3.4.7植物細(xì)胞兩相培養(yǎng)技術(shù)（自學(xué)）3.4.8植物細(xì)胞的生物反應(yīng)器固定化培養(yǎng)（自學(xué)）3.4.9植物細(xì)胞培養(yǎng)存在的問題與發(fā)展趨勢第五十六頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.4.1定義植物細(xì)胞培養(yǎng)（plantcellculture)是指在離體條件下，將愈傷組織或其他易分散的組織置于液體培養(yǎng)集中，進(jìn)行振蕩培養(yǎng)，得到分散成游離的懸浮細(xì)胞，通過繼代培養(yǎng)使細(xì)胞增殖，從而獲得大量細(xì)胞群體的一種技術(shù)。植物細(xì)胞培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的單個細(xì)胞內(nèi)存在生命體的全部能力（全能性）。第五十七頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.4.2植物細(xì)胞培養(yǎng)的方法

根據(jù)培養(yǎng)對象，植物細(xì)胞培養(yǎng)主要有單細(xì)胞培養(yǎng)、單倍體培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)等。

根據(jù)培養(yǎng)系統(tǒng)分為懸浮培養(yǎng)、液體培養(yǎng)、固體培養(yǎng)、固定化培養(yǎng)等。

植物細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)分類（圖示）。第五十八頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日細(xì)胞培養(yǎng)固體培養(yǎng)液體培養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)固定化培養(yǎng)搖瓶懸浮培養(yǎng)反應(yīng)器大規(guī)模培養(yǎng)分批培養(yǎng)半連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)恒化培養(yǎng)恒濁培養(yǎng)植物細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)分類第五十九頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.4.3植物細(xì)胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基

培養(yǎng)基（culturemedium）是植物細(xì)胞培養(yǎng)中最主要的部分，除了培養(yǎng)材料本身的因素外，培養(yǎng)基的種類成分等直接影響培養(yǎng)材料的生長發(fā)育，應(yīng)根據(jù)培養(yǎng)材料的種類和培養(yǎng)部位選取適宜的培養(yǎng)基。第六十頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日培養(yǎng)基的主要成分水無機(jī)成分有機(jī)成分無機(jī)大量元素：在培養(yǎng)基中含量超過100mg/L的無機(jī)元素，包括N,P,K,Ca,Mg,S等。無機(jī)微量元素：在培養(yǎng)基中含量低于100mg/L的無機(jī)元素，包括Fe,Mn,B,Zn,Cu,Mo,Co,Cl。糖維生素肌醇氨基酸及有機(jī)添加物植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)瓊脂第六十一頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.4.4植物單細(xì)胞培養(yǎng)

單細(xì)胞培養(yǎng)（singlecellculture）是從不同植物中獲得單細(xì)胞無性系進(jìn)行細(xì)胞雜交及研究細(xì)胞的分裂、分化、生長及發(fā)育的重要方法，并為大規(guī)模培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。分離的單細(xì)胞看護(hù)培養(yǎng)微室培養(yǎng)平板培養(yǎng)懸浮培養(yǎng)單細(xì)胞無性系第六十二頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日1.單細(xì)胞制備方法：愈傷組織或懸浮培養(yǎng)物(常);用纖維素酶和果膠酸酶從組織分離

（1）機(jī)械法（2）酶解法（3）愈傷組織誘導(dǎo)法第六十三頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日由組織器官經(jīng)愈傷組織分離單細(xì)胞步驟：1）誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織；2）愈傷組織反復(fù)繼代，使組織不斷增殖，提高愈傷組織松散性；莖段第六十四頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日懸浮振蕩培養(yǎng)3）將愈傷組織在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，建立懸浮培養(yǎng)物優(yōu)點：細(xì)胞團(tuán)成小細(xì)胞團(tuán)或單細(xì)胞；在培養(yǎng)基中均勻分布；有空氣交流。第六十五頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日2.單細(xì)胞培養(yǎng)方法

（Singlecellculture）第六十六頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日單細(xì)胞培養(yǎng)常用的方法：單細(xì)胞培養(yǎng)方法看護(hù)培養(yǎng)法微室培養(yǎng)法固體平板培養(yǎng)法液體淺層培養(yǎng)法第六十七頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日（1）看護(hù)培養(yǎng)法（Nurseculture）用途：誘導(dǎo)形成單細(xì)胞系。含義：指用一塊活躍生長的愈傷組織來看護(hù)單個細(xì)胞，并使其生長和增殖的方法。用一塊活躍生長的愈傷組織來看護(hù)單個細(xì)胞，并使其生長和增殖。這個愈傷組織塊稱為看護(hù)愈傷組織a.看護(hù)培養(yǎng)的含義及用途第六十八頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日（1）在一個培養(yǎng)瓶中加入一定量厚的固體培養(yǎng)基，滅菌后備用。（2）在無菌條件下，將一小塊（1cm3）活躍生長的愈傷組織接種到培養(yǎng)基上，再在愈傷組織塊上放一片（1cm2）已滅菌的濾紙，放置一晚上。（3）將分離的單細(xì)胞接種到培養(yǎng)基的濾紙上。（4）恒溫培養(yǎng)。b.看護(hù)培養(yǎng)基本技術(shù)第六十九頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日優(yōu)點：

（1）簡便易行。

（2）效果好，易于成功。

缺點：

（1）不能在顯微鏡下直接觀察細(xì)胞的生長過程。c.看護(hù)培養(yǎng)特點：第七十頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日a.微室培養(yǎng)的含義及用途用途:主要用來觀察細(xì)胞生長、分裂、形成細(xì)胞團(tuán)的過程。（2）微室培養(yǎng)法（Microculture）第一節(jié)單細(xì)胞培養(yǎng)含義:將單細(xì)胞培養(yǎng)在少量的培養(yǎng)基中。第七十一頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日微室培養(yǎng)圖示：1滴含單細(xì)胞培養(yǎng)液周圍加石蠟油凹穴載玻片旁邊加石蠟油蓋蓋玻片蓋蓋玻片平視圖置培養(yǎng)皿中26~28℃恒溫培養(yǎng)第七十二頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日b.微室培養(yǎng)特點：優(yōu)點：

（1）在培養(yǎng)過程中，可以連續(xù)進(jìn)行顯微觀察一個細(xì)胞的生長、分裂和形成細(xì)胞團(tuán)的全部過程

缺點：

（1）培養(yǎng)時間較短第七十三頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日（3）平板培養(yǎng)法（PlanteCulture）a.含義及用途：含義:將單個細(xì)胞與融化的瓊脂培養(yǎng)基均勻混合后平鋪一薄層在培養(yǎng)皿底上的培養(yǎng)法。用途:分離單細(xì)胞無性系，研究其生理、生化、遺傳上的差異而設(shè)計的一種單細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。廣泛應(yīng)用于細(xì)胞、原生質(zhì)體及融合產(chǎn)物的培養(yǎng)。第七十四頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日培養(yǎng)基植物葉片單細(xì)胞平板可采用哪些方法？固體平板培養(yǎng)圖示：第七十五頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日b.特點優(yōu)點：

（1）可以定點觀察；

（2）分離單細(xì)胞系容易；

缺點：

（1）培養(yǎng)細(xì)胞氣體交換不暢。第七十六頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日(1)、懸浮細(xì)胞密度的調(diào)制

平板培養(yǎng)要求最初細(xì)胞密度（即初始植板密度）為1×103-100×103個/ml

。c.平板培養(yǎng)的基本技術(shù)初始植板密度：單細(xì)胞固體平板培養(yǎng)時，細(xì)胞懸浮液接種到瓊脂培養(yǎng)基上最初細(xì)胞密度第七十七頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日1.4%瓊脂基本培養(yǎng)基+等量細(xì)胞培養(yǎng)液=0.7%瓊脂條件培養(yǎng)基。條件培養(yǎng)基：曾懸浮培養(yǎng)過一段時間組織或細(xì)胞的液體培養(yǎng)基。（2）培養(yǎng)基配制第七十八頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日植板效率（或植板率）：已形成細(xì)胞團(tuán)的百分?jǐn)?shù)（即每100個鋪在平板上的細(xì)胞中有多少個能長出細(xì)胞團(tuán)）。

(4)培養(yǎng)：

26℃置暗處培養(yǎng)21天。低倍顯微鏡觀察，記數(shù)單細(xì)胞或小細(xì)胞團(tuán)，計算置板效率（也稱植板率）。（3）制平板：細(xì)胞懸浮液與融化狀態(tài)（35℃）條件培養(yǎng)基按一定比例均勻混合，倒成平板。第七十九頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日（4）雙層濾紙植板培養(yǎng)法第八十頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日（5）細(xì)胞懸浮培養(yǎng)（Suspensionculture）特點

1）細(xì)胞營養(yǎng)吸收、環(huán)境條件好，細(xì)胞增殖快,形成高密度的細(xì)胞群體，適于大規(guī)模培養(yǎng)；

2）能夠提供大量較為均勻的細(xì)胞，為研究細(xì)胞的生長、分化創(chuàng)造方法和條件。含義：將離體的植物細(xì)胞懸浮在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行的無菌培養(yǎng)第八十一頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日懸浮培養(yǎng)類型和方法成批培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)第八十二頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日a.成批培養(yǎng)/分批培養(yǎng)（Batchculture）

含義：將愈傷組織培養(yǎng)在一定容積的密閉容器中進(jìn)行培養(yǎng)。它是進(jìn)行細(xì)胞生長和細(xì)胞分裂的生理生化研究常用的培養(yǎng)方法。第八十三頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日成批培養(yǎng)特點

（1）培養(yǎng)基體積固定；

（2）必須適當(dāng)攪拌；

（3）培養(yǎng)過程中，細(xì)胞生長，其數(shù)目不斷發(fā)生變化，呈S增長；

（4）但要進(jìn)行下一批培養(yǎng)，則生長一定時間后，需要繼代轉(zhuǎn)移。第八十四頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日培養(yǎng)時間培養(yǎng)細(xì)胞數(shù)目12345延遲期對數(shù)生長期直線生長期緩慢期靜止期12345細(xì)胞生長曲線第八十五頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日成批培養(yǎng)的方法(1)旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)(2)往返震蕩培養(yǎng)(3)旋轉(zhuǎn)震蕩培養(yǎng)(4)攪動培養(yǎng)第八十六頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日b.連續(xù)培養(yǎng)（Continuousculture）含義：指在培養(yǎng)過程中，以不斷抽取懸浮培養(yǎng)物并注入等量新鮮培養(yǎng)基，使培養(yǎng)物不斷得到養(yǎng)分補(bǔ)充，保持其恒定體積的培養(yǎng)。第八十七頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日連續(xù)培養(yǎng)的特點：（1）新鮮培養(yǎng)基的不斷加入,保證了養(yǎng)分的充分供應(yīng)；

（2）可使細(xì)胞保持在增殖旺盛的對數(shù)生長期中；

（3）適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)第八十八頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日(1)半連續(xù)培養(yǎng)：每隔一定時間倒出一定量的懸浮液，同時補(bǔ)充加入等量的新鮮培養(yǎng)液(2)連續(xù)培養(yǎng)：

封閉式和開放式連續(xù)培養(yǎng)的種類：Productionofanthocyanin第八十九頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日加入培養(yǎng)基排出培養(yǎng)基及其培養(yǎng)物連續(xù)培養(yǎng)圖示：第九十頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日1、條件培養(yǎng)基2、細(xì)胞密度(>臨界密度)3、生長激素4、pH5、CO23.影響單細(xì)胞培養(yǎng)的因子第九十一頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日4.細(xì)胞的保存（1）繼代培養(yǎng)保存法

懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞每隔1-2周換液進(jìn)行繼代培養(yǎng)。如高等植物細(xì)胞、海藻等的細(xì)胞。（2）低溫保存法

一般選擇5-10℃的溫度下培養(yǎng)，每隔10天換液。（3）冰凍保存法

1）低溫保存

-20℃左右保存細(xì)胞。

2）超低溫保存

液氮保存。溫度達(dá)到-196℃。效果最理想。第九十二頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.4.5植物細(xì)胞培養(yǎng)的意義

目前利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)植物產(chǎn)品已成為工業(yè)化生產(chǎn)植物產(chǎn)品的一條有效途徑。隨著植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，單細(xì)胞培養(yǎng)的成功，加之各種新型生物反應(yīng)器的問世，使得植物細(xì)胞有可能象微生物那樣在發(fā)酵罐中大量連續(xù)培養(yǎng)。因此在人為條件下大規(guī)模培養(yǎng)這些植物細(xì)胞具有極大的經(jīng)濟(jì)吸引力。第九十三頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日與整株植物栽培相比，細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的優(yōu)點包括：（1）代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)是在控制條件下進(jìn)行的，因此可以通過選擇優(yōu)良細(xì)胞系和優(yōu)化培養(yǎng)條件等方法得到超越整株植物產(chǎn)量的代謝產(chǎn)物。不僅節(jié)約能源，減少耕地占用面積，而且不受季節(jié)、地域的限制。（2）細(xì)胞培養(yǎng)是在無菌條件下進(jìn)行的，因此可以排出病菌和害蟲的影響。（3）可以通過特定的生物轉(zhuǎn)化途徑獲得均一的有效成分。（4）可以探索新的合成路線，獲得新的有用物質(zhì)。第九十四頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日

總之，利用植物細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行有用物質(zhì)生產(chǎn)不受時間、環(huán)境等條件限制，而且快速、高效。植物細(xì)胞培養(yǎng)用于具有生理活性的次生代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)方面現(xiàn)已成為繼微生物發(fā)酵技術(shù)以后當(dāng)代生物技術(shù)的一個重要應(yīng)用技術(shù)。第九十五頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日思考題1.如何制作人工種子？制作過程中要注意哪些關(guān)鍵環(huán)節(jié)？2.與天然種子相比，人工種子有哪些優(yōu)缺點？3.植物細(xì)胞培養(yǎng)的營養(yǎng)成分主要包括哪些？分別起什么作用？4.植物單細(xì)胞培養(yǎng)有哪些方法？指出每一種培養(yǎng)方法的要點。第九十六頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.5植物原生質(zhì)體培養(yǎng)3.5.1原生質(zhì)體3.5.2原生質(zhì)體的制備3.5.3原生質(zhì)體培養(yǎng)3.5.4原生質(zhì)體的發(fā)育和植株再生3.5.5應(yīng)用舉例第九十七頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日3.5.1原生質(zhì)體1.定義植物原生質(zhì)體（protoplast)是指將植物細(xì)胞壁除去后得到裸露的球形細(xì)胞。通常通過混合酶液的消化細(xì)胞壁而獲得，原生質(zhì)體經(jīng)適宜的培養(yǎng)能合成新壁，并進(jìn)行細(xì)胞分裂，從而生成完整植株。植物細(xì)胞形態(tài)植物細(xì)胞質(zhì)壁分離第九十八頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日

2.原生質(zhì)體的特點（1）無細(xì)胞壁障礙，可方便地進(jìn)行有關(guān)遺傳操作，并可以對膜、細(xì)胞器等進(jìn)行基礎(chǔ)研究。（2）具有全能性，并能進(jìn)行人工培養(yǎng)發(fā)育成完整植株。（3）原生質(zhì)體適合進(jìn)行誘導(dǎo)融合形成雜種細(xì)胞。第九十九頁，共一百一十三頁，2022年，8月28日

3.原生質(zhì)體的用途（1）提供相關(guān)生理生化研究（如細(xì)胞壁的生物合成、質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)與功能、物質(zhì)運輸、能量轉(zhuǎn)換、信息傳遞、細(xì)胞識別、細(xì)胞間相互關(guān)系與激素作用等）的材料。（2）利用原生質(zhì)體可攝