扬州大学《植物细胞工程》 绪论 植物细胞工程的念和发展过程，.ppt

植物细胞工程Plant Cell Engineering 主讲人：吴晓霞 扬州大学生物科学与技术学院 生科系 2010.9 本课程的学习内容及成绩评定 课程内容安排(课程总时数32=16+16): 理论部分共十三章，分为植物细胞工程研究历史、消毒灭菌技术、培养基的配制方法 、植物体细胞胚胎发生、植物细胞培养、原生质体培养、体细胞杂交、单倍体育种、植物遗传转化等。 实验部分主要是植物组织与细胞培养的基础实验。 成绩评定 绪论 植物细胞工程的概念及发展历史 本节教学重点 了解生物技术及细胞工程的含义 能理解植物细胞全能性的含义 掌握植物细胞全能性、细胞分化、脱分化、再分化、愈伤组织等关键概念 通过对植物细胞工程发展简史的学习，了解植物细胞工程的主要研究内容、研究方法及对社会、经济发展的意义 各位同学能否用已学过的知识试述一下，什么是“生物技术” ？ 一、生物技术 Biotechnology 1986年，原国家科委制订《中国生物技术政策纲要》:以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需新产品或达到某种目的。 二、细胞工程 Cell engineering 细胞工程：以应用细胞生物学和分子生物学方法，借助工程学的实验方法或技术，在细胞水平上研究改造生物遗传特性和生物学特性，以获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的科学。 三、植物细胞工程 植物细胞工程：以植物组织细胞为基本单位，在离体条件下进行培养、繁殖或人为的精细操作，使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而改良品种或创造新品种，或加速繁殖植物个体，或获得有用物质的过程。 四、植物细胞工程的理论基础 植物细胞的全能性 内容: 一个生活细胞所具有的产生完整生物个体的潜在能力 1902年, 德国著名植物学家Haberlandt在细胞学说的基础上于提出的植物细胞的全能性假说。 高等植物的组织、器官可以不断分割，直到单个细胞。如果每个细胞都有植物个体一样的性质和能力，那么，可以通过植物细胞培养使单个细胞发育成为一个新个体。细胞全能性是植物组织培养的理论基础 1、细胞全能性 Totipotentiality 细胞分化（differentiation）：导致细胞形成不同结构、引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。 1）“生理脱离”效应 植物细胞或组织从完整的有机体上分离下来，脱离母体（离体）的影响，在适宜的条件下（培养），有利于激发植物细胞全能性的表达。 2）培养条件下的细胞脱分化 脱分化（dedifferentiation):培养条件下使已分化的细胞 回复到原始无分化状态或分生细胞状态的过程。 愈伤组织（callus) 2）培养条件下的细胞再分化 细胞再分化（redifferentiation):离体条件下，脱分化后具有分生能力的细胞，再经过细胞分化，重新形成各类组织和器官、形成 0为新个体的过程。 五、植物细胞工程的研究历史 （一）探索阶段（1902-1929） Haberlandt：提出了植物细胞全能性的假说；首次进行了植物细胞的离体培养实验； Haberlandt 对高等植物的叶肉细胞、髓细胞、腺毛细胞、气孔保卫细胞、表皮细胞等材料进行了离体无菌培养，虽然某些细胞存活了很长时间，但始终没能发生细胞分裂和增殖，大家推测一下他失败的可能原因是什么？ 五、植物细胞工程的研究历史 （二）培养技术与理论的建立与发展阶段 （1930-1959） White: 美国植物生理学家 1934年，建立了第一个活跃生长的无性繁殖系 建立了第一个人工合成培养基 1937年，研配了综合培养基（White培养基） 发现了B族维生素和生长素对离体培 养的促进作用。 同期(1934-1938)，法国学者Gautheret和Nobecourt在山毛柳、黑杨等植物的培养中成功地获得了的愈伤组织，在培养基生存可以达到18个月，并且可以进行多次继代,同时也发现了B族维生素和生长素对形成层组织生长的显著促进作用. 20世纪40-50年代： 1944-1948年，Skoog、崔澂等发现嘌呤类物质能诱导芽的形成。 1952年，Morel 和Martin成功培养兰花和大丽菊脱毒苗。 1954年，Muir单细胞培养获得成功。 1957-58年，Miller 和Skoog发现激动素；提出有关植物激素控制器官形成理论。 1959, Reinert Steward Shantz分别报道,在胡萝卜愈组组织培养中形成了体细胞胚. MS培养基(MS