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第八章植物生长物质一。
名词解释植物生长物质(plant growth substance）：是指一些调节植物生长发育的物质，包括植物激素和植物生长调节剂。
植物激素（plant hormone , phytohormone)：指在植物体内合成,并从产生之处运送到别处，对生长发育起显著作用的微量有机物。
植物生长调节剂(plant growth regulator)：指一些具有植物激素活性的人工合成的物质.植物生长调节物质（plant growth regulator substance)：指在植物体内合成的、能调节植物生长发育的非激素类的生理活性物质。
生长素的极性运输(polar transport of auxin)：生长素只能从植物体形态学的上端向下端运输，而不能倒转过来运输。
激素受体(hormone receptor ）：能与激素特异地结合，并引起特殊生理效应的蛋白质类物质。
自由生长素（free auxin）:指具有活性、易于提取出来的生长素。
束缚生长素（bound auxin)：指没有活性，需要通过酶解、水解或自溶作用从束缚物释放出来的生长素。
生长素结合蛋白（auxin—binding protein):即位于质膜上的生长素受体,可使质子泵将膜内的质子泵至膜外，引起质膜的超极化，胞壁松弛；也有的位于胞基质和核质中，促进mRNA的合成。
自由赤霉素(free gibberellin）：指易被有机溶剂提取出来的赤霉素.结合赤霉素（conjugated gibberellin）：指没有活性，需要通过酶解、水解从束缚物释放出来的赤霉素。
乙烯“三重反应"（triple response of ethylene)：指乙烯使黄化豌豆幼苗变矮、变粗和横向生长。
植物生长促进剂(plant growth promotor）：促进分生组织细胞分裂和伸长，促进营养器官的生长和生殖器官发育的物质。
生长抑制剂(growth inhibitor）：抑制植物顶端分生组织生长、破坏顶端优势的生长调节剂,如整形素、马来酰肼、抗生长素.生长延缓剂（growth retardant）:抑制植物亚顶端分生组织生长、抑制节间伸长的生长调节剂，如矮壮素、烯效唑等。
细胞工程学名词解释及问答题一、名词解释1、细胞工程（cytotechnology或cell engineering）：它是以生物细胞、组织或器官为研究对象，运用工程学原理，按照预定目标，改变生物性状，生产生物产品，为人类生产或生活服务的科学。
或应用细胞生物学和分子生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。
通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。
2、看护培养（nursing culture）：用一块活跃生长的愈伤组织来促进培养细胞持续分裂增殖的方法。
3、细胞杂交（cell hybridization）：指用人工方法把不同类型的两个或两个以上细胞合并成一个细胞的技术。
4、外植体〔explant〕：从植物体上分离下来的用于离体培养的植物组织、器官等材料。
5、人工种子：是指植物离体培养中产生的胚状体或不定芽包裹在含有养分和保护功能的人工胚乳和人工种皮中所形成的能发芽出苗的颗粒体。
6、花药培养（anther culture）：将成熟或未成熟的花药从母体植株上取下，放在无菌的条件下，使其进一步生长、发育成单倍体细胞或植株的技术。
（指离体培养花粉和花药，使小孢子改变原有的配子体发育途径，转向孢子体发育途径，形成花粉胚或花粉愈伤组织，最后形成花粉植株，并从中鉴定出单倍体植株，使之二倍化的细胞工程技术。
7、条件培养基(conditioned medium)：培养过程中，有些细胞可能会分泌活性物质到培养液中，这种培养过某种细胞以后，含有细胞分泌物的培养液称为条件培养基。
8、植物脱毒：由人工用物理、化学和生物方法将植物体组织器官病原体消除，以使这些组织器官生成完整植株。
9、原代细胞系：指从机体中取出而直接培养的细胞，从一代到十代的细胞培养是原代培养，形成的整个系统叫原代细胞系。
10、体细胞杂交：指在人工控制条件下，不经过有性过程，两种体细胞原生质体相互融合产生杂种的方法。
3.植物细胞培养（植物组织培养）第三章植物细胞培养植物细胞培养：指对从植物器官或由愈伤组织上分离的单细胞（或⼩细胞团）进⾏培养，形成单细胞⽆性系或再⽣植株的技术。
Haberlandt（1902）⾸次尝试分离和培养植物叶⽚单细胞。
细胞培养的意义有利于进⾏细胞⽣理代谢以及各种不同物质对细胞代谢影响的研究。
进⾏细胞培养，通过单细胞的克隆化，即称为“细胞株”（cell line），可以把微⽣物遗传技术⽤于⾼等植物以进⾏农作物的改良。
细胞培养的增殖速度快，适合⼤规模悬浮培养，⽣产⼀些特有的产物，如许多种植物的次⽣代谢产物，包括各种药材的有效成分等，⽤于医药业、酶⼯业及天然⾊素⼯业，这是植物产品⼯业化⽣产的新途径。
由于植物组织培养中细胞之间在遗传和⽣理⽣化上会出现种种变异，这些细胞形成的植株也都表现出⼀定的差异。
这种差异反映在它们的植株的形态、产量、品质、抗病⾍和抗逆性等⽅⾯。
所以由单细胞培养获得的单细胞⽆性繁殖系，并对不同的细胞进⾏研究，在理论上和实践上都有很重要的意义。
细胞培养就是从⾼等植物的某个特定的器官或组织中取得单个细胞进⾏培养，并诱导其分裂增殖，由细胞分裂形成细胞团，再通过细胞分化形成芽根等器官或胚状体，长成完整植株。
第⼀节植物细胞培养⼀. 单细胞培养(⼀)单细胞分离1.机械法2.酶解法3.从愈伤组织中分离(⼆)单细胞的培养⽅法1、平板培养（细胞的⽣长周期）2、看护培养3、微室培养 4. 条件化培养⼆. 细胞悬浮培养（⼀）悬浮培养的⽅法1、分批培养（细胞的⽣长周期）2、半连续培养3、连续培养——封闭型、开放型（化学、浊度恒定式）4、固定化培养（⼆）培养细胞的同步化1. 化学⽅法(饥饿法、抑制法、有丝分裂抑制法）2. 物理⽅法（分选、低温）（三）培养基振荡⼀、单细胞培养（⼀）单细胞的分离1.机械法: Ball(1965)⾸次由花⽣成熟叶⽚利⽤机械的⽅法使叶⾁细胞得到分离的技术。
⑴⼑⽚刮: 取下叶⽚→叶⽚消毒(75%酒精或7%次氯酸钠)→撕去下表⽪(露出叶⾁细胞) →⽤解剖⼑刮下细胞→单细胞悬浮培养⑵研磨离⼼法: 取下叶⽚→叶⽚消毒(75%酒精或7%次氯酸钠) →研磨匀浆(10g叶⽚+40ml研磨介质)→匀浆过滤(细纱布) →离⼼(先低速去碎屑) →游离细胞沉降到底部(净化细胞) →植株培养或悬浮培养研磨介质: 20µmol蔗糖+ 10µmol MgCl2 + 20µmol Tris-HCl (pH7.8)机械法的特点：⑴细胞不受酶的伤害；⑵不发⽣质壁分离。
植物组织培养技术第一章绪论第二章植物组织培养实验室组成、仪器设备及无菌操作技术第三章植物组织培养基本原理第四章器官培养技术第五章植物胚胎培养第六章花粉及花药培养第七章细胞及原生质体培养第八章组培培养技术在中药学上的应用第一章绪论一、植物组织培养的概念1. 概念植物组织培养（Plant tissue culture）广义上是指无菌条件下，在特定的培养基上对离体的植物器官、组织、细胞和原生质体甚至包括完整植株进行培养的技术。
2.主要特征（1）在培养容器中进行；（2）无菌培养环境，排除了微生物如真菌、细菌以及害虫等的侵入；（3）各种环境因子如营养因子、激素因子以及光照、温度等物理因子处于人工控制之下，并可达到最适条件。
（4）通常打破了正常的植物发育过程和格局；（5）随着单细胞和原生质体培养技术的发展，对植物显微结构进行操作成为可能。
二、植物组织培养类型：根据不同分类的依据可以分为不同类型。
1、根据培养材料不同分为：（1）完整植株培养（Plant Culture）：对幼苗和较大植株等的培养。
（2）胚胎培养（Embryo Culture）：包括成熟胚、幼胚、子房、胚珠等的培养。
（3）器官培养（Organ Culture）：包括离体根、茎、叶、果实、种子、花器官的培养。
（4）组织培养（Tissue Culture）：如分生组织、薄壁组织、输导组织培养。
（5）细胞培养（Cell Culture）：指对单细胞或较小的细胞团进行培养。
（6）原生质体培养（Protoplast Culture）：指对去掉细胞壁后所获得的原生质体进行培养。
2、根据再生途径分为：（1）器官发生途径（Organogenesis）：直接器官发生途径：植物器官可以直接由外植体上诱导。
如茎尖培养。
间接器官发生途径：成熟细胞经过脱分化（dedifferentiation）及再分化（redifferentiation）过程而形成新的组织和器官的过程。
第八章植物的细胞培养及次生物质生产
植物细胞培养（plant cell culture）：是
指在离体条件下对植物单个细胞或小的细胞团进行培养使其增殖的技术。
分类：
根据培养规模:小规模培养和大批量培养；根据培养方式:悬浮培养、单细胞培养等；
根据要求获得产物:用于诱变的细胞培养和生产次生代谢产物的细胞培养。
内容：
⏹§1.单细胞分离
⏹§2.悬浮培养
⏹§3.单细胞培养技术
⏹§4.植物细胞大规模培养与次生产物生产
§1.单细胞分离
由完整的植物器官分离单细胞。
由培养组织中分离单细胞。
1、由完整的植物器官分离单细胞叶片是分离单细胞的最好材料
机械法
酶解法
1-1、机械法
第一种方法：用刀片刮叶片
撕去下表皮
露出叶肉细胞
用解剖刀刮下细胞
第二种方法：叶片研碎、离心
加研磨介质
研碎成粉
过滤、离心
原因：只有薄壁组织排列松散，细胞间结触点很少，用机械法分离叶肉细胞才能取得成功。
1-2、酶解法
Takebe等（1968）最早报道：用果胶酶处理可以分离大量的叶肉细胞。
加果胶酶
过滤、离心
2、由培养组织分离单细胞
茎段
步骤：
(1)诱导产生愈伤组织；
(2)愈伤组织反复继代，
使组织不断增殖，提高愈
伤组织的松散性；
120rpm culture transfer
15ml medium/1g
继代悬浮
摇床用于振荡(3)（Suspension1time/3d culture)将愈伤组织
在液体培养基中培100-130目网过滤
3weeks 养，建立悬浮培养
物Centrifuge(离心）isolation
注意：
1、选择适宜的外植体：幼胚、胚轴、子叶是最常使用的外植体。
2、选择适宜的培养基：较高浓度激素浓度，特别是生长素，必要的附加物质，例如水解酪蛋白、Pro、Gln。
3、继代多次，以获得均匀一致疏松的愈伤组织。
§2.细胞悬浮培养(cell suspension culture)一、细胞悬浮培养的概念和意义
悬浮培养是将单个游离细胞或小细胞团悬浮在液体培养基中进行培养增殖的技术。
Bioreactor for continuous
cell suspensions
Shaker for suspension culture Culture wheel
意义：
1、细胞可以不断增殖，形成高密度的细胞群体，适于大规模培养；
2、能够提供大量较为均匀的细胞，为研究细胞的生长、分化创造方法和条件。
Cell suspension
二、细胞悬浮培养的应用
Plants
Artificial seeds
Isolation protoplasts
Mutation select
Secondary products
影响悬浮细胞生长的因素：
⏹起始愈伤组织的质量：松散性好、增殖快、再生能
力强。
其外观一般是色泽呈鲜艳的乳白或淡黄色，呈细小颗粒状，疏松易碎。
⏹接种细胞密度：接种初期的细胞密度过低往往使延
迟期加长，悬浮细胞的起始密度一般在0.5～
2.5×105个细胞/毫升，低于这一密度则会使细胞生
长延迟。
⏹培养条件：方式、温度、继代周期
§3.植物细胞大规模培养与次生代谢产物生产
一.概述
二.培养系统
三.植物细胞规模培养技术要点
四.提高细胞次生代谢产物的途径
Introduction
⏹⏹Primary metabolites are compounds needed in the basic processes that keep the plant alive,such as carbohydrates,proteins and lipids.
Secondary metabolites are compounds produced in plants that are not necessary for the plants basic functions.Some secondary metabolites are produced as chemical defense against microbes and animals.
1.Type:
Secondary metabolites are used in the
pharmaceutical（制药）industry,as
flavourants（香料）and dyes,and in
perfumery（香水）.Secondary
metabolites include terpenes（萜类）,
cardiac glycosides（皂苷）,steroidal（类
固醇）compounds,alkaloids（生物碱）
and many more.
⏹2．植物次生代谢产物在医药、食品、轻化工业等领域具有重要意义。
⏹李时珍（1593）在《本草纲目》中所开列的1892种药物
绝大多数是植物药物，目前仍有约25％的法定药品来自植物。
其药物的有效成分均为次生产物。
许多植物次生代谢产物是优良的食品添加剂和名贵
化妆品原料。
有些是生物毒素的主要来源，可以用
于杀虫、杀菌，而对环境和人畜无害，是理想的环
保产品。
例如：
从胡萝卜、万寿菊提取色素
从黄菊提取芳香油
栀子提取果酸：果酸含有大量的维生素，如维生素C、柠檬酸等。
主要用作食品的调味剂，化妆行业用于
制作护肤品和洗发香波等，美容院用作换肤液。
3．规模化细胞培养是生产植物次生产物的理想途径
优点：
保护生态环境
提高生产效率
发展新型生物技术产业
来自于植物体和细胞培养的紫草宁含量比较
紫草宁含量（％干重）
4、植物细胞培养的特性
（1）植物细胞较微生物细胞大得多，有纤维素细胞壁．细胞耐拉不耐扭，抵抗剪切力差；
（2）培养过程生长速度缓慢，易受微生物污染，需用抗生素；
（3）细胞生长的中期及对数期．易凝聚为直径达350JJm一400Pm的团块，悬浮培养较难；
（4）培养时需供氧，培养液粘度大；
(6)因为有细胞壁,培养细胞产物滞留于细胞内，产量较低；
(7)细胞培养过程具有结构与功能全能性,因而易分化,从而导致目的产物低于原植物体内的浓度；
(8)悬浮培养中要求有一定的细胞浓度，否则不生长（25000~50000个/ML）。
