[教育]園林植物花卉育種學ppt課件第10章生物技術(shù)在園林植物育種遺傳改良上的應用

1、第10章 生物技術(shù)在園林植物遺傳改良上的應用,第一節(jié) 概述,一、生物技術(shù)（Biotechnology)概念 也稱生物工程（Bioengineering） 是指人們以現(xiàn)代生命科學為基礎(chǔ)，結(jié)合先進的工程技術(shù)手段和其他基礎(chǔ)科學的原理，按照預先的設計改造生物體或加工生物原料，為人類產(chǎn)出所需產(chǎn)品。生物技術(shù)是一門綜合性學科?，F(xiàn)代生物技術(shù)已成功地應用于植物育種中。,二、生物技術(shù)的種類,基因工程（Gene Engin

2、eering）細胞工程（Cell Engineering ）蛋白質(zhì)和酶工程（ Protein and Enzyme Engineering ）發(fā)酵工程（Fermentation Engineering ）,（1）基因工程（gene engineering）： 指以類似工程設計的方法，按照人們的意愿，將不同生物體的DNA在體外進行分割、拼接、重組,然后再將重組后的DNA導入某種宿主細胞或個體，使外源目的基因在受

3、體中進行復制和表達，從而定向改變植物性狀的技術(shù)方法。這種創(chuàng)造新生物并施予新生物以特殊功能的過程即為基因工程，也稱DNA重組技術(shù)。,,（2）細胞工程（cell engineering） 細胞工程是指以細胞為基本單位，在體外條件下進行培養(yǎng)、繁殖?；蛉藶榈厥辜毎哪承┥飳W特性按照人們的意愿發(fā)生改變，從而達到改良生物品種和創(chuàng)造新品種，加速繁育生物體，或獲得某種有用的物質(zhì)的過程。細胞工程包括動、植物細胞的體外培養(yǎng)技術(shù)、細胞

4、融合技術(shù)（細胞雜交技術(shù)）、細胞器移植技術(shù)等。,三 、克隆(clone)概念,克隆可以理解為復制、拷貝，就是從原型中產(chǎn)生出同樣的復制品。分離基因的技術(shù)；擴增基因的技術(shù)；將單一細胞擴增成細胞群體的技術(shù)；將一個生命體復制成一個與之完全相同的新個體的過程。,,,,,,,,,,,,,,第二節(jié) 植物組織培養(yǎng) （plant tissue culture）一、概念和內(nèi)容 指在無菌條件下，將離體的植物材料培養(yǎng)于人工培

5、養(yǎng)基上，并給以適當?shù)呐?養(yǎng)條件，使之形成完整植株或生產(chǎn)出具有一定經(jīng)濟價值的生物產(chǎn)品的一種技術(shù)。,,,萬壽菊,植物組織培養(yǎng)技術(shù)是現(xiàn)代植物生物技術(shù)的基本技術(shù)。植物細胞工程與基因工程均離不開組織培養(yǎng)技術(shù),外植體（explant）：用于培養(yǎng)的植物材料。,萬壽菊,繼代培養(yǎng)（subculture）：由最初的外植體上新增殖的組織，繼續(xù)轉(zhuǎn)入新的培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)的過程,懸鈴木,無性系（clone）：由同一外植體反復進行繼代培養(yǎng)后，所得的一系列無性繁殖后

6、代,單細胞無性系：在細胞培養(yǎng)中，由單細胞形成的無性系。,愈傷組織（callus） ：在培養(yǎng)過程中，由外植體形成的一團無特定結(jié)構(gòu)和功能的細胞團；,月季,體胚（somatic embryo）：由外植體或愈傷組織產(chǎn)生的與正常受精卵發(fā)育方式類似的胚胎結(jié)構(gòu)體（胚狀體）。,懸鈴木,二、植物組織培養(yǎng)的內(nèi)容植株培養(yǎng)（Plant culture） 指對幼苗和較大的完整植株的培養(yǎng) 主要用于提供適合接種的外植體或是研究植株在某

7、些培養(yǎng)基上的反應等。可分為: 扦插苗培養(yǎng)和種子苗培養(yǎng)等,月季,,,萬壽菊,2. 莖尖培養(yǎng)（shoot-tip culture） 是指對植物莖尖分生組織在離體條件下進行培養(yǎng)，進而獲得完整植株的過程。,,,香豌豆,3. 胚培養(yǎng)（embryo culture） 指從胚珠或種子中剝離出胚，置于培養(yǎng)基上生長發(fā)育成完整植株的過程。雜種胚的離體培養(yǎng)克服遠緣雜種胚的早期敗育和打破種子休眠，從而縮短育種周期的目的。,香豌豆,4. 花藥與花粉

8、培養(yǎng)（anther and microspore culture） 在離體條件下，對處于一定發(fā)育時期的花藥或花粉進行培養(yǎng)，使其改變正常的發(fā)育方向而形成單倍體植株,草莓花藥植株,5. 胚乳培養(yǎng)（endosperm culture） 被子植物的胚乳是一種三倍體組織?？焖佾@得三倍體的方法,6. 細胞培養(yǎng)（cell culture） 指對能保持較好分散性的單個離體細胞或較小細胞團的培養(yǎng)。（1）可獲得單細胞無性系（2）有利于細胞

9、突變體的誘發(fā)和篩選（3）是進行某些天然化合物工業(yè)生產(chǎn)的重要手段。,建立細胞懸浮體系,7. 原生質(zhì)體培養(yǎng)（protoplast culture） 指對利用酶或物理方法去掉細胞壁后所獲得的原生質(zhì)體的離體培養(yǎng)。（1）原生質(zhì)體作為受體，導入外源基因（2）通過體細胞融合獲得體細胞雜種,葉肉原生質(zhì)體分離純化,8.人工種子 它是一種含有植物胚狀體或芽、營養(yǎng)成分、激素、及其他成分的人工膠囊。 具有種子功能，可直接用于田間播種。,人工

10、種子的構(gòu)成,,,,,,,,人工種皮,胚 狀 體,人工胚乳,三、植物組織培養(yǎng)的特點與基本操作1.特點培育材料經(jīng)濟；培養(yǎng)條件可人為控制；生長周期短，繁殖率高；管理方便，利于自動化控制。,2. 基本操作(1) 接種用具的滅菌:首次使用前,接種室消毒：高錳酸鉀:甲醛= (1∶3)熏蒸熏蒸5h以上,紫外光燈照射40-60分鐘，以后在每次接種前：再打開紫外光燈10-20min，吹風后再進行接種。,(2)接種材料的表面滅菌接種

11、前材料的徹底滅菌是杜絕污染的主要關(guān)鍵70-75%酒精,10-60秒，初步滅菌一定濃度的消毒液滅菌無菌水沖洗2-3次。接種到培養(yǎng)基,,,,四、植物組織培養(yǎng)所需營養(yǎng)與環(huán)境條件（1）無機營養(yǎng)大量元素： 一般是指濃度大于0.5mmol/L.氮(N) 、磷(P) 、鉀(K) 、鈣(Ca) 、鎂(Mg) 、硫(S) 。微量元素： 包括鐵(Fe) 、銅(Cu) 、鉬(Mo) 、鋅(Zn) 、鈉(Na) 、錳(Mn) 、鈷(Co) 、硼

12、(B) 、碘(I)。（2）有機營養(yǎng)維生素、肌醇、氨基酸、有機添加物。（3）生長調(diào)節(jié)物生長素：2，4 - D、奈乙酸(NAA)、吲哚丁酸（IBA）、吲哚乙酸(IAA) 。細胞分裂素：激動素（KT）、6-芐基氨基嘌呤（6BA） 、玉米素（ZT）。赤霉素（GA） ：脫落酸（ABA） 、乙烯利（CEDP）。,（4）瓊脂（5）糖：能源和滲透壓（6）其他成分（椰乳、蘋果汁）（7）溫度（8）光照（光強、光質(zhì)）,培養(yǎng)基的配制： 培

13、養(yǎng)基母液的配制 ；配制培養(yǎng)基的步驟；培養(yǎng)基的分裝及滅菌。,植物組織培養(yǎng)經(jīng)歷的五個階段：（1）預備階段外植體的獲得；接種材料的消毒處理；配制適宜的培養(yǎng)基；（2）誘導去分化階段（3）繼代增殖階段（4）成芽生根階段（再分化階段）（5）移栽成活階段,五、植物組織培養(yǎng)技術(shù)在育種中的應用,利用莖尖等培養(yǎng)進行園林植物的快速繁殖和工廠化育苗 利用微莖尖培養(yǎng)獲得無病毒植株 結(jié)合細胞和組織培養(yǎng)進行突變體的誘導和篩選 利用花藥與花粉