第八章 植物离体培养育种
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植物组织培养实验离体培养技术植物组织培养实验离体培养技术是一种在无菌条件下,通过分离和培养植物细胞、组织和器官,使其在人工培养基上生长和发育的方法。
该技术可用于繁殖、育种、细胞学和分子生物学等方面的研究。
下面将介绍植物组织培养实验离体培养技术的步骤和应用。
一、实验步骤1. 消毒处理:将实验所需的工具、试剂、培养基等进行消毒处理,以保证实验的无菌条件。
2. 材料准备:准备植物材料,根据实验需要选择适合的植物种子、芽、茎段或叶片等。
3. 材料表面消毒:使用适当的消毒剂对植物材料进行表面消毒,以杀灭携带在材料表面的细菌、真菌等微生物。
4. 组织分离:将消毒后的植物材料进行切割、研磨等处理,将细胞、组织分离出来。
5. 培养基制备:根据实验需求,配置适当的培养基,包括基础培养基、激素、糖等成分。
6. 培养条件控制:将分离的植物细胞、组织置于培养基中,控制适宜的温度、光照、湿度等条件,促进细胞分化和生长发育。
7. 培养周期管理:定期更换培养基,检查细胞、组织的生长情况,及时调整培养条件,防止细菌、真菌污染。
二、技术应用1. 植物繁殖:通过植物体外培养技术,可以快速大量繁殖植物种子、芽、茎段等,加快繁殖速度,扩大繁殖规模。
2. 植物育种:利用离体培养技术,可以进行杂交、选择、突变等方法,对植物进行育种改良,获得对病虫害抗性强、产量高的新品种。
3. 细胞学研究:通过离体培养技术,可以对植物细胞进行融合和遗传转化等技术操作,从而探究细胞的形态、结构、代谢等方面的基本规律。
4. 分子生物学研究:离体培养技术可用于植物基因工程研究,如构建转基因植物、表达外源蛋白等。
5. 植物营养生理研究:通过离体培养技术,可以灵活控制培养基的成分,从而研究植物的营养需求、代谢物的合成和转运等问题。
6. 药物生产:某些药用植物可通过离体培养技术进行规模化生产,如对黄连、黄芩等中草药的快速繁殖和有效成分的提取。
总结起来,植物组织培养实验离体培养技术是一种重要的生物学研究方法,应用广泛且前景广阔。
植物离体培养的名词解释植物离体培养是一种通过将植物的细胞、组织或器官分离出来,并在无菌条件下培养和繁殖的技术。
它广泛应用于不同领域,如农业、园艺、医药和基础研究。
本文将从植物离体培养的流程、应用领域以及相关技术创新几个方面对植物离体培养进行解释。
首先,植物离体培养的流程包括三个关键步骤:组织分离、营养培养和再生器官的形成。
组织分离通常通过优选出健康、生长迅速的植物组织,如幼嫩叶片、茎尖或种子胚等。
然后,将这些组织分离出来,消毒处理,并转移到无菌培养基上。
培养基是经精确配方调制,含有适当营养物质和生长调节剂的培养基质。
在培养基中,组织将得到营养供应,并通过适当的温度、湿度和光照条件来促进其细胞分裂和扩增。
最后,通过调整培养基中营养物质和激素的含量,可以诱导植物再生器官的形成,如根、茎、叶或花。
植物离体培养在众多领域中具有广泛的应用。
在农业中,它可以用于快速繁殖和选育优良的植物品种。
通过培养和分离植物的组织或细胞,可以大大加快繁殖和育种的速度,避免了传统繁殖方法中的生物限制,并且可以在短时间内获得大量的幼苗或种子。
此外,植物离体培养还可以用于研究植物的生理、遗传、代谢和抗逆性等方面。
通过调控培养基中的成分和激素含量,可以模拟植物在不同环境条件下的响应,从而揭示植物的生长发育机制,为植物改良和遗传工程提供理论基础。
近年来,植物离体培养技术取得了一系列的突破和创新。
首先,通过应用基因编辑技术,如CRISPR/Cas9等,可以针对植物基因组中的特定位点进行定点编辑,从而实现植物基因的精确调控和功能研究。
其次,利用离体培养技术结合植物激素的调控,可以实现非传统植物繁殖途径的建立,如无性繁殖和植株重组。
这不仅为植物繁殖的多样性提供了新的途径,也为保护濒危植物和利用植物基因资源提供了新的手段。
此外,离体培养技术还可以与其他生物技术相结合,如细胞工程、分子标记和组织培养等,形成多层次的研究方法,更好地解析和应用植物的基因组信息。
第8章远缘杂交与倍性育种要求:熟悉远缘杂交的概念,了解克服远缘杂交困难的基本方法。
了解多倍体的来源及特点,多倍体产生的途径,多倍体育种的基本步骤。
掌握单倍体产生的途径,单倍体的鉴定及育种步骤。
内容:一、远缘杂交(一)远缘杂交的作用(二)远缘杂交障碍克服及后代选择二、倍性育种(一)多倍体育种(二)单倍体育种⏹一、远缘杂交(一)远缘杂交的作用1、远缘杂交的概念不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间的有性杂交属间杂交:水稻×玉米;水稻×竹子;水稻×李氏禾;玉米×高粱;小麦×大麦;小麦×黑麦种间杂交:陆地棉×海岛棉;普通小麦×硬粒小麦;甘蓝型油菜×白菜型油菜。
⏹远缘杂交的主要特征是生殖隔离从育种的角度出发,栽培作物与其野生种的杂交、种内亚种杂交以及不同生态型间的杂交,也属远缘杂交。
但一般不存在严重的生殖隔离,因此,特称为亚远缘杂交。
如栽培稻×野生稻,籼稻×粳稻、冬小麦×春小麦等。
⏹2、远缘杂交的作用(1)有利基因转移。
将异源种属植物有利性状引入栽培作物品种,提高抗逆、抗病性,培育新品种或创造新材料。
普通小麦×长穗偃麦草(抗条锈病)(2n=42)[1956]↓小偃6号[1979]高产、优质、抗条锈病、抗逆(耐干热风)推广面积近70万hm2。
更重要的是小偃6号已成为我国小麦育种的骨干亲本(长达15年以上),其衍生品种达50多个,累计推广3亿多亩,增产小麦150亿多斤。
⏹小偃6号:20年磨一剑小偃6号的耐干热风特性是这样发现的。
当时,小麦成熟前连续40天阴雨,6月14日天气突然暴晴,一天中几乎所有的小麦都青干了,除小偃6号的祖父(小偃55-6)和长穗偃麦草仍保持着金黄颜色外,其他材料全部青干,这个材料经过两次杂交,育成了小偃6号。
2006年度唯一获得国家最高科学技术奖的科学家。
竹稻:30年磨一剑广东梅洲市农校远缘杂交在一定程度上打破物种之间界限,促进不同物种的基因交流。
第八章 植物离体培养育种一、名词解释1.植物离体培养:即广义的植物组织培养(Plant tissue culture),是指通过无菌操作,将植物的组织、器官、细胞以及原生质体等接种于人工配制的培养基上在人工控制的环境条件下进行培养,以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他生物产品的一种技术。
2.组织培养:以植物各部分组织为外植体的离体培养技术。
如分生组织、形成层组织、表皮组织、薄壁组织等。
3.器官培养:以植物的某一器官的全部或部分或器官原基作为外植体的离体培养技术。
如根尖、茎尖、茎段、叶片等。
4.花粉培养:指以未成熟花粉作为外植体的离体培养技术。
又称游离小孢子培养。
5.花药培养:指以未成熟花药作为外植体的离体培养技术。
6.单倍体植物:指具有配子染色体数的植物。
7.细胞培养:指以能保持较好分散性的单细胞或很小的细胞团作为外植体的离体培养技术。
8.原生质体培养:指以除去细胞壁而获得的原生质体作为外植体的离体培养技术。
9.体细胞杂交:指使不同的原生质体相互融合形成杂种细胞,再经过人工培养诱导杂种细胞分化形成植株的过程。
二、问答题1.植物离体培养有哪些主要类型?(1)胚胎培养 (embryo culture)(2)组织培养(tissue culture)(3)器官培养(organ culture)(4)花粉培养与花药培养(pollen and anther culture)(5)细胞培养(cell culture)(6)原生质体培养(protoplast culture)2.试述植物离体培养技术在园艺植物育种上的应用。
(1)扩大变异范围;(2)克服远缘杂交的一些障碍;(3)获得体细胞杂种;(4)倍性控制;(5)突变的诱导和立题选择;(6)加速亲本材料的纯化;(7)快速无性繁殖;(8)获得脱毒苗;(9)种质资源的试管保存;(10)可作为外源基因转化的受体系统。
3.试述植物组织培养的步骤和方法。
(1)无菌培养的建立(2)营养繁殖体的增殖(3)生根(4)试管苗移栽大田4. 简述单倍体在园艺植物育种上的应用。
(0721)《园艺植物离体培养》网上作业名词解释1.外植体用于组织培养(离体培养)的植物材料,如根、茎、叶、花药、胚珠等。
2.离体培养指从植物体分离符合需要的组织,器官或细胞(包括去壁后的原生质体、离开花药的花粉细胞等)等作为外植体,通过无菌操作,在人工控制条件下进行培养,以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他生物产品的一种技术。
3.不定芽在植物离体培养中,由外植体脱分化形成愈伤组织,继而形成一些分生细胞,分化形成一些芽丛,这些芽即是不定芽。
4.细胞全能性一个完整的植物细胞拥有形成一个完整植株所必需的全部遗传信息,植物细胞在适宜条件下具有发育成完整植株的潜在能力。
5.胞质杂种所谓胞质杂种(Cybrid)是指一个物种的细胞质(不包括核基因组)基因与另一个物种的细胞质和胞核基因融合为一体的体细胞杂种产物。
6.继代培养组织培养中,培养物培养一段时间后,为了防止培养的细胞团老化,或培养基养分利用完而造成营养不良及代谢物过多积累毒害等的影响,要及时将其转接到新鲜培养基中进行培养。
7.胚状体所谓胚状体(embryoid):指在组织和细胞培养中产生的在形态结构上与合子胚相类似的结构。
对称体细胞胚(Somatic embryo),简称体胚。
8.原生质体培养原生质体就是除去细胞壁后的裸露细胞,经分离纯化的原生质体作为外植体,在适当的培养基和培养条件下进行组织培养的方法。
9.体细胞杂交体细胞杂交(Somatic hybridisation),或称原生质体融合,是以植物体细胞原生质体为亲本进行融合而获得杂种后代的一种细胞工程技术10. 愈伤组织培养答:是一团没有分化的可以持续旺盛分裂的细胞团,是组织培养过程中经常出现的一种组织形态。
有致密和疏松两类之分。
11. 单倍体育种答:通过花药或花粉培养获得的单倍体植株,经过秋水仙素等加倍成纯合二倍体。
12. 灭菌答:组织培养中,器皿和培养基可以分别采用干热灭菌和湿热灭菌。
植物离体胚培养知识点总结一、什么是植物离体胚培养。
植物离体胚培养呢,就是把植物的胚从母体上分离出来,放在人工配制的培养基上进行培养的一种技术。
这就好比把一个小婴儿从妈妈身边带走,然后由我们精心照顾它长大。
这个胚呀,就像是植物的小胚胎,里面包含着植物生长发育的所有潜力呢。
二、为什么要进行植物离体胚培养。
1. 拯救濒危植物。
有些植物都快灭绝啦,这个时候离体胚培养就像救星一样。
比如说一些珍稀的兰花品种,它们在野外的生存环境遭到了严重破坏,数量越来越少。
我们就可以把它们的胚取出来培养,让它们能够继续繁衍下去,不至于从地球上消失不见。
这就像是在做一件超级伟大的拯救生命的事情。
2. 植物育种。
在育种方面,它也特别有用。
比如说我们想要培育出一种抗病虫害特别强,而且产量又高的小麦品种。
我们就可以通过离体胚培养,把不同品种小麦的优良基因组合在一起。
这个过程就像是给植物安排一场超级约会,让它们的基因相互结合,生出更好的“宝宝”来。
三、植物离体胚培养的培养基。
1. 基本成分。
培养基就像是胚的小饭桌,上面要有各种营养成分。
最基本的有大量元素,像氮、磷、钾这些,它们就像是主食一样,给胚提供能量。
还有微量元素,虽然量很少,但是缺了它们可不行,就像调料一样,少了味道就不对了。
另外,还有维生素呢,这就像是给胚吃的小保健品,让它更健康地成长。
2. 特殊添加物。
有时候,我们还得给培养基里加点特殊的东西。
比如说植物生长调节剂,像生长素和细胞分裂素。
生长素就像是个小指挥官,指挥着胚的细胞伸长,让胚能够长得更高更大。
细胞分裂素呢,就像是个激励者,让细胞不断分裂,这样胚就能长得更繁茂啦。
四、植物离体胚培养的过程。
1. 胚的获取。
获取胚的时候,那可得小心啦。
就像从宝贝盒子里取一件超级珍贵的东西一样。
我们要根据植物的种类和胚的发育阶段,选择合适的方法把胚取出来。
有时候胚还很小很小,我们就得用很精细的工具,就像做手术的小镊子一样,轻轻把它分离出来。
《园艺植物育种学》教学大纲课程名称:园艺植物育种学课程类型:范围选修课学时:48(3 学分)适用对象:园艺专业先修课程:遗传学一、课程性质、目的与任务以及对先开课程的要求《园艺植物育种学》是园艺专业重要的专业课,是园艺学科重要构成要素之一,在园艺专业教学体系、课程设置中占有十分重要的地位。
通过本课程的学习,要求学生在掌握植物生理学、生物化学与遗传学基本理论的基础上,学习掌握园艺植物种质资源概念、收集、保存、研究及利用的原理和方法;学习掌握杂交育种、诱变育种、引种、选种、倍性育种以及现代生物技术育种的基本原理和技术,使学生学会综合运用遗传育种的理论知识和技术手段,对园艺植物进行有效的遗传改良,从而为园艺植物生产提供优良的新品种。
二、教学重点及难点1、教学重点:育种目标、育种途径(查、引、选、育)2、教学难点:选择方法、杂种优势育种三、与其他课程关系植物生理学、生物化学与遗传学为本门课程的基础,园艺植物良种繁育学为本课的后续课程,果树栽培学、蔬菜栽培学及花卉栽培学与本课程紧密相关。
四、教学内容、学时分配及基本要求绪论(1 学时)基本要求:掌握园艺植物育种学的概念、品种的特性及良种的作用,明确园艺植物育种学的任务与发展趋势。
重点:掌握园艺植物育种学、品种的概念及品种与植物学上种、亚种、变种等概念的关系。
一、园艺植物育种学的概念和任务二、品种的概念与作用三、园艺植物育种学的历史、成就与发展趋势第一章育种目标及育种途径(2 学时)基本要求:掌握园艺植物的育种目标和育种途径的概念,育种目标内容及制定原则,理解育种目标与育种途径的关系。
重点:育种目标的内容及其制定原则、育种途径与育种目标的关系难点:育种目标与目标性状的关系1、现代园艺植物育种的主要目标及其特点2、园艺植物育种的主要目标性状3、制定育种目标的主要原则4、园艺植物育种途径第二章园艺植物的种质资源(2 学时)基本要求:掌握种质、种质资源的概念、种质资源的工作内容和园艺植物的繁殖方式、品种类型及育种特点,充分认识种质资源的重要性及其保护的迫切性,了解国内外种质资源的工作概况、作物起源中心论以及起源于我国的园艺植物种质资源。