第八章 植物细胞培养概论

• 研钵中放入10 g叶片和40 ml研磨介质 (20 uM蔗糖+10 uM MgCl2+20 uM TrisHCl缓冲液)，轻轻研磨，匀浆用双层细 纱布过滤，滤液经过低速离心，游离细 胞就会沉降到试管底部，得到纯化细 胞。
方法1:
撕去表皮
露出叶肉细胞 用解剖刀刮下细胞
方法2：叶片研碎、离心
加研磨介质
• 操作简便、重复性好、群体大
二：单细胞的分离
• 可以获得单细胞的来源：
• 由植物器官分离单细胞 • 由愈伤组织分离单细胞
1 由植物器官分离单细胞
• 叶片是分离单细胞的最好材料 • 叶片分离单细胞的方法：
• 机械法 • 酶解法
• 1）机械法：
• 用刀片刮叶片 (花生成熟叶片) • 叶片研碎、离心法
• 方法：
• 把含琼脂的培养液加到小三角瓶中，使成1cm厚，高压灭菌后备 用。在无菌条件下，取处于活跃生长期的约1cm2大小的愈伤组织 块，安放在三角瓶中固体培养基上的中央部位，并在愈伤组织块上 放一片约1cm2的无菌滤纸片，将其在培养室中放置过夜，使滤纸充 分吸收从组织块渗出来的营养成分。然后将分离出的单个细胞接种 到滤纸上面进行培养。待2~3个月后即可从滤纸上直接转移到新鲜 培养基上，得到单细胞无性系
•
•
该方法可在暗 视野（或相差 显微镜下清楚 地观察到活细 胞的各种变 化，甚至还可 以观察到线粒 体的变化。 由于培养基 少，营养、水 分和PH变动 大，培养细胞 仅能短期分裂
第八讲 植物细胞培养
2012年秋季
上一讲内容回顾
• 1）什么是单倍体？单倍体植株？ • 单倍体（Haploid）：具有配子染色体数目的 细胞、组织或个体 • 单倍体植株（Haploid Plant）：由单倍体细 胞分化、生长出来具有配子体染色数的植株

植物细胞培养的基本概念
植物细胞培养的定义----植物组织和细胞培养 是指在无菌条件、人工控制的营养和培养基、 人工控制的环境条件如光照、温度下，研究植 物的细胞、组织、器官，以及控制其生长发育 的技术。
植物细胞培养概况
1、可供培养的植物种类 （1）到目前为止，有研究显示，近300种植物的
细胞培养物能够产生400多种有效的药用成份。 （2）许多药用植物如人参、长春花、紫草、甘草、
（7）培养过程具有结构、功能上的全能性。
（11）突变体---细胞本身由于变异、或者是通过 应用诱变技术进行处理，所获得的遗传变异性新 细胞，称为突变体。
（12）原代培养和继代培养---由外植体上切下 来的组织细胞的第一代培养称为“原代培养”、 从此以后的多代培养则称为“继代培养”
（13）连续培养---是指在培养罐中不断地加入 新的培养基、并且连续收集培养物，以保持反 应平衡而进行的长期不转移的培养方式。
素细胞壁。 （2）培养过程生长速度缓慢，易受微生物污染、
需要用抗生素。 （3）在细胞生长的中期和对数期，容易凝聚成
直径达350-400um的团块，悬浮培养比较困难。
（4）培养时需要供氧，培养液粘度较大，不能 耐受强力通风搅拌。
（5）细胞具有群体效应、无锚地依赖性和接触 抑制性。
（6）细胞培养产物多数滞留于细胞内，产量较 低。
紫杉、银杏、黄连等，其细胞培养十分成功。 （3）据初步统计，有约30种化合物在培养细胞中
的含量已经超过1%，如紫草素的含量可达12%、 小檗碱的含量可达1%，人参皂苷可达7%。
2、目前现存的问题 （1）技术工艺还不够成熟。 （2）提高单位培养基中有效物质的产量 （3）降低目的产物的生产成本 （4）改进培养条件 （5）筛选高产细胞株 （6）研制适合于植物细胞培养的新型反应器

《植物细胞培养技术的应用》知识清单一、植物细胞培养技术概述植物细胞培养技术是指在无菌条件下，将植物细胞从完整的植株中分离出来，并在人工控制的环境下进行培养和生长的技术。

这项技术的出现为植物科学的研究和应用带来了革命性的变化。

植物细胞培养的基本步骤包括：细胞的获取、培养基的制备、培养条件的优化以及细胞的继代培养等。

在细胞获取过程中，通常采用机械法或酶解法将植物组织分解成单个细胞。

培养基则需要提供细胞生长所需的各种营养物质、激素和生长调节剂。

培养条件如温度、光照、pH 值等对细胞的生长和发育也有着重要的影响。

二、植物细胞培养技术的应用领域1、植物育种通过植物细胞培养技术，可以快速繁殖优良品种，缩短育种周期。

同时，还能够进行细胞突变体的筛选，获得具有优良性状的新品种。

例如，利用细胞培养技术筛选出抗病虫害、抗逆境的植物品种。

在杂交育种中，细胞培养技术可以用于克服远缘杂交不亲和的障碍，实现不同物种之间基因的交流和整合。

2、次生代谢产物的生产许多植物能够产生具有药用价值或工业用途的次生代谢产物，如生物碱、萜类化合物、黄酮类化合物等。

通过植物细胞培养技术，可以大规模生产这些次生代谢产物，满足市场需求。

与传统的从植物中提取次生代谢产物的方法相比，细胞培养技术具有不受季节、地理环境限制，产物质量稳定等优点。

例如，利用红豆杉细胞培养生产紫杉醇，解决了红豆杉资源稀缺的问题。

3、生物转化植物细胞具有独特的生物转化能力，可以将一些化合物转化为具有更高活性或更低毒性的物质。

利用这一特性，可以进行药物的生物转化和合成。

例如，将某些前体物质加入到植物细胞培养体系中，经过细胞的代谢转化，生成具有药用价值的化合物。

4、植物脱毒许多植物在生长过程中容易受到病毒的感染，导致产量和品质下降。

植物细胞培养技术可以用于去除植物体内的病毒，获得无病毒植株。

通过选取植物的茎尖、根尖等部位进行细胞培养，由于这些部位病毒含量较低，经过培养和筛选，可以得到无病毒的种苗，用于农业生产。

Lower than callus culture
Cell suspension ar grown in bioreactor
7 植CE物LL细SU胞S培PE养NSION CULTURE
7.2 悬浮培养（suspension culture） 7.2.1起始培养物的建立
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，必要的附 加物质。 3、愈伤组织的要求：松散性好、增殖快、再生能力强。
7 植CE物LL细SU胞S培PE养NSION CULTURE
7.2 悬浮培养（suspension culture） 7.2.2 悬浮系的建立
所以，悬浮培养系的建立就是将疏松的愈伤组织放入液体培养基 中，经过摇床不断振动，使细胞分散。它具有如下基本特点：
首先，细胞可以不断增殖，形成高密度的细胞群体，适于大规模 生产；
7 CELL SUSPENSION CULTURE
7.1 植物细胞培养的概念及意义 7.1.1 定义
植物细胞培养是指在离体条件下，将愈伤组织或其他易 分散的组织置于液体培养基中，进行振荡培养，得到分散 成游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得 大量的细胞群体的一种技术。小规模的悬浮培养可在培养 瓶中进行。大规模的需要利用生物反应器生产。
植物细胞悬浮培养是指细胞或细胞聚集体在液体培养 基中进行悬浮培养，培养物可以接种在培养瓶中在摇床上 培养，也可以在生物反应器中进行大规模培养。这些细胞 或聚集体来自愈伤组织，或者直接来自植物的器官或组织 外植体（如花粉培养）。
悬浮培养与固体培养比较有三个优点：一是增加培养 细胞与培养液的接触面，改善营养供应；二是在振荡条件 下可避免细胞代谢产生的有害物质在局部积累而对细胞自 身产生的毒害；三是振荡培养可以适当改善气体的交换。