第13章生物技术在园艺植物育种中的应用
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生物技术在园艺作物上的应用第一篇:生物技术在园艺作物上的应用生物技术在园艺作物上的应用改革开放以来,中国人民感觉到的最大最实在的变化就是农业的变化,特别是园艺产业的变化对我国人民生活质量的提高起了重要的推动作用。
目睹近十几年来琳琅满目的园艺产品大市场的巨大变化,分析园艺产业发展的动力和科技问题,不难发现,生物技术的应用对园艺产业发展的贡献。
例如,组织培养技术带动了兰花产业的发展,无病毒苗木快繁技术改变了以前香蕉、草莓以及许多花卉的繁殖方式。
生物技术的发展减少了人类对自然的依赖程度。
有人认为,21世纪是生命科学的世纪。
生物技术是目前生命科学中最为活跃的领域。
它侧重在技术,必然与产业联系紧密。
生物技术的种类包括:(1)基因工程(2)细胞工程,包括动、植物细胞的体外培养技术、细胞融合技术(细胞杂交技术)、细胞器移植技术等。
(3)酶工程,包括酶的固定化技术、细胞的固定化技术,酶的修饰改造技术及酶反应器的设计等技术。
(4)发酵工程,也称微生物工程。
(5)蛋白质工程等一,园艺植物组织培养的理论基础与基本技术(一)植物组织培养(Plant Tissue Culture):指通过无菌操作分离植物体的一部分,接种到培养基上,在人工控制的条件下(包括营养、激素、温度、光照、湿度)进行培养,使其产生完整植株的过程。
也称之为离体培养。
(二)植物组织培养的理论基础1.植物细胞全能性(Cellular totipotency):定义:任何具有完整细胞核的植物细胞,都拥有形成一个完整植珠所必须的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。
原理:生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因,从理论上讲,生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。
差异:(1)受精卵的全能性最高;(2)受精卵分化后的细胞中,体细胞的全能性比生殖细胞的低。
全能性体现的两个过程: 一个已分化的细胞要表现它的全能性,必须经历两个过程,即首先要经历脱分化过程,然后再经历再分化过程。
生物技术在园艺作物上的应用改革开放以来,中国人民感觉到的最大最实在的变化就是农业的变化,特别是园艺产业的变化对我国人民生活质量的提高起了重要的推动作用。
目睹近十几年来琳琅满目的园艺产品大市场的巨大变化,分析园艺产业发展的动力和科技问题,不难发现,生物技术的应用对园艺产业发展的贡献。
例如,组织培养技术带动了兰花产业的发展,无病毒苗木快繁技术改变了以前香蕉、草莓以及许多花卉的繁殖方式。
生物技术的发展减少了人类对自然的依赖程度。
有人认为,21世纪是生命科学的世纪。
生物技术是目前生命科学中最为活跃的领域。
它侧重在技术,必然与产业联系紧密。
生物技术的种类包括:(1)基因工程(2)细胞工程,包括动、植物细胞的体外培养技术、细胞融合技术(细胞杂交技术)、细胞器移植技术等。
(3)酶工程,包括酶的固定化技术、细胞的固定化技术,酶的修饰改造技术及酶反应器的设计等技术。
(4)发酵工程,也称微生物工程。
(5)蛋白质工程等一,园艺植物组织培养的理论基础与基本技术(一)植物组织培养(Plant TissueCulture):指通过无菌操作分离植物体的一部分,接种到培养基上,在人工控制的条件下(包括营养、激素、温度、光照、湿度)进行培养,使其产生完整植株的过程。
也称之为离体培养。
(二)植物组织培养的理论基础1. 植物细胞全能性(Cellular totipotency):定义:任何具有完整细胞核的植物细胞,都拥有形成一个完整植珠所必须的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。
原理:生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因,从理论上讲,生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。
差异:(1)受精卵的全能性最高;(2)受精卵分化后的细胞中,体细胞的全能性比生殖细胞的低。
全能性体现的两个过程:一个已分化的细胞要表现它的全能性,必须经历两个过程,即首先要经历脱分化过程,然后再经历再分化过程。
再分化的过程有两种方式:一是器官发生方式二是胚胎发生方式分化〔differentiation〕:细胞在分裂过程中发生结构和功能上的改变,从而在个体发育中形成各类组织和器官完成整个生活周期。
生物技术在农业育种中的应用生物技术是一门利用生物体、生物过程和生物系统的规律,运用现代科技手段进行研究和应用的学科。
在农业育种中,生物技术发挥了重要作用,帮助人类改良农作物的品质、提高农作物的产量,并增强其对病虫害的抵抗力,进而推动农业的可持续发展。
本文将从基因工程、细胞培养以及杂交育种三个方面,详细介绍生物技术在农业育种中的应用。
基因工程是生物技术中最重要的一部分,它通过对生物体的基因进行修饰和重组,实现了农业育种中的一些难题的解决。
基因工程技术可以应用于遗传改良、基因转导和基因编辑等方面。
首先,遗传改良可以通过引入外源基因来增加农作物的抗性。
例如,将源自其他物种的抗虫基因导入农作物中,使其具备抗虫能力,从而减少农药使用,降低环境污染。
其次,利用基因转导技术,可以从一个物种向另一个物种传递特定基因,以增强农作物的耐逆性、耐病性和产量。
例如,通过转导抗病基因,可以使作物抵抗病原体的侵染,提高农作物的产量和质量。
最后,基因编辑技术可以对现有基因进行精确的修改和删除,解决传统育种困难。
例如,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,研究人员可以针对目标基因进行特定的剪接和修改,从而研发出更为优良的农作物品种。
细胞培养是另一个在农业育种中广泛应用的生物技术方法。
通过细胞培养技术,可以从一株植物中提取出细胞,进行离体培养,从而实现无性繁殖和快速繁殖。
细胞培养使得农作物的繁殖周期大大缩短,可以在短时间内获取大量的优良种苗。
此外,细胞培养还可以用于植物的种质资源保存和恢复。
通过将植物细胞冷冻并保存在液氮中,可以有效地防止植物种质资源的丧失,保护珍稀濒危植物物种。
当需要繁殖植物时,只需将冷冻的细胞进行解冻并进行培养即可。
细胞培养技术为农业育种提供了一种快速、可行的方法,从而推动了农作物品种的研发与推广。
杂交育种是一种传统的育种方法,而生物技术为杂交育种提供了更多的手段和技术支持。
通过基因工程技术,育种者可以在杂交育种过程中,引入外源基因、调控目标基因的表达,从而提高杂交植物的抗性和适应性。
生物技术在园林植物育种中的应用园林工程建设是一项公益性、民生性工程,做好植物育种工作至关重要。
新时期,传统育种技术逐渐无法满足育种工作需求。
在园林植物育种中应用生物技术,能够更好地满足新时期园林植物育种及绿化需求。
一、生物技术概述生物技术属于新型综合性技术,该技术涵盖了多项技术,包括:发酵工程技术、基因工程技术,细胞工程技术、酶工程技术等等。
生物技术是在传统技术的基础之上,融合现代技术的所形成的。
传统生物技术的应用,主要体现在种子选育、啤酒发酵等领域,现代生物技术的应用,主要体现在试管核酸技术、细胞生物学技术、细胞融合技术等等。
和传统生物技术相比较而言,现代生物技术的优势更加明显,目前被广泛应用于各个领域当中,为人们的工作及生活带来了极大的便利,极大地促进了社会发展与进步。
二、生物技术在园林植物育种中的具体应用分析(一)细胞工程育种技术。
现代生物技术凭借自身的诸多优势,被广泛应用于各个领域当中。
在园林植物育种中,生物技术发挥着至关重要的作用,被越来越多的人所关注。
细胞工程育种技术作为现代生物技术的重要体现,利用该技术进行园林植物育种,主要以应用原生质体培养技术、体细胞融合及杂交技术等为主。
充分结合园林植物的特点,对不同植物细胞进行融合,并借助细胞分子技术来改变植物原有性质,培养新型的植物品种。
在细胞工程育种技术中,原生质体培养技术的应用最为广泛。
生物学理论下,植物细胞和动物细胞相比较而言,具备了细胞壁,会给不同细胞的融合造成一定的影响。
然而借助原生质体培养技术,则能够将上述阻碍消除掉,融合多种不同植物的细胞,并获得新的植物种类,使得园林植物种类更加丰富。
现阶段,在园林植物育种工作中,细胞工程育种技术发挥着至关重要的作用,并且取得了良好的效果。
以菊花为例,是园林绿化常见植物,具备较高的观赏性,同时也具备一定的商业价值。
借助细胞工程育种技术展开菊花育种,能够实现组织培养、脱毒苗和大规模繁殖,并且能够更加稳定地遗传菊花的优良特性。
生物技术在农业育种中的应用生物技术在农业育种领域的应用犹如一场革命,为农业发展带来了前所未有的机遇和改变。
一、基因工程技术的应用基因工程技术是生物技术在农业育种中最为耀眼的部分。
科学家们可以通过精确的基因编辑技术,将特定的优良基因导入到农作物的基因组中。
例如,抗虫基因的导入。
许多农作物在生长过程中饱受害虫的侵袭,传统的农药防治不仅成本高,还可能对环境造成污染。
而通过基因工程,将来自苏云金芽孢杆菌(Bt)的抗虫基因转入到棉花等作物中,使得这些作物能够自身产生对害虫有毒性的蛋白,从而有效地抵御棉铃虫等害虫的侵害。
这种抗虫棉花的种植,大大减少了农药的使用量,既降低了生产成本,又保护了生态环境。
抗除草剂基因的应用也十分广泛。
在农田管理中,杂草是影响农作物产量的一个重要因素。
传统的除草方式主要靠人工或者化学除草剂。
但人工除草效率低下,化学除草剂如果使用不当,容易对农作物造成伤害。
将抗除草剂基因导入农作物后,就可以在田间大面积喷洒特定的除草剂,杂草会被杀死,而农作物却能安然无恙。
在提高作物品质方面,基因工程也发挥着重要作用。
比如在番茄育种中,科学家可以通过调控与果实成熟相关的基因,让番茄的保鲜期延长。
这对于减少农产品在运输和储存过程中的损耗具有重要意义。
而且,还可以通过基因工程改变作物的营养成分,像提高稻米中的维生素A含量等,有助于改善一些地区人群的营养状况。
二、细胞工程技术的助力细胞工程技术在农业育种中也占据着重要的一席之地。
其中,植物组织培养技术是细胞工程的一个重要分支。
植物组织培养可以快速繁殖优良的作物品种。
以兰花为例,兰花的种子非常细小,在自然条件下萌发率极低。
通过组织培养技术,利用兰花的茎尖、叶片等外植体,在含有特定营养物质和植物激素的培养基上,可以诱导形成大量的幼苗。
这种方法不仅繁殖速度快,而且可以保持母本的优良性状。
体细胞杂交技术也是细胞工程在农业育种中的一种创新应用。
不同植物物种之间存在着生殖隔离,难以通过传统的杂交方法获得杂种后代。
生物技术在园艺设计植物中的应用摘要:用植物组培来培育无毒育苗木、优良品种苗快速繁殖、园艺树木新品种的培育等等。
生物技术使园艺植物在设计中得到更好,更广泛的应用,不仅局限在造型、体态上面,从内在基因、细胞、组织上改变植物;使植物资源多样化,给设计带来了新鲜感。
Abstract: Plant tissue culture , cell engineering , gene engineering and other modern biotechnology to develop non-toxic sterile seedling, seedling rapid propagation of superior varieties, gardening trees breeding and so on. Biological technology make it better in the design of horticultural plants, more widely used, not only in shape, body, and change the plant from the internal genes, cells, tissue; be diversify.关键词:园艺植物、生物技术、组织培养、应用、景观环境、设计生物技术在园艺植物的研究和培育上有着重大的意义。
生物技术在园艺科学上的研究主要内容包括园艺植物组织培养,园艺植物细胞工程,园艺植物染色体工程,园艺植物基因工程和园艺植物分子标记。
本文主要是对植物组培技术的研究。
园艺植物组织培养是指在无菌和人工控制的环境条件下,利用人工培养基,对园艺植物组织的胚胎、器官、组织、细胞、原生质体等进行立体培养,使其再生发育成完整植株的过程。
[1]组织培养技术给园艺植物带来了很大的变革。
从以前的单一色彩,单一种类,变化到多种色彩,多种形态。
生物技术在植物育种中的应用摘要:现代生物技术是近年来迅速发展起来的细胞与组织的培养新技术,以及原生质体的培养与体细胞的杂交技术及重组的DNA新技术。
这些都是相对于原始传统的育种技术水平来讲的新技术。
由于这些新技术在创造新生物基因方向上的特色作用,成为了对传统育种技术的一个重要补充与发展。
关键词:生物技术;植物育种;应用1植物育种中细胞与组织培养的应用问题1.1体细胞的变异体与突变体的筛选工作在离体条件之下的植物体细胞,及在离体培养工作之前,则会产生各种各样的遗传与不遗传的变异情况。
一般情况下,把这种遗传的变异现象称作为无性系的变异。
把不加注任何选择性压力条件而筛选出来的变异个体称作为变异体;把经过了施加某些选择性的压力筛选出来的无性系的变异情况称作突变体。
对于无性系的变异筛选与在个体水平上进行的诱变和筛选有明显区别。
前者变异频率高、稳定快,而且可在实验室内有控制地进行,节省人力、物力和财力,并能大大提高选择效率。
尤其是在纯系中选择,更能在短期内奏效。
因而被认为是一种最可能首先应用于育种实践的手段。
1.2离体培养技术在植物育种工作中的应用用胚珠或子房进行培养和使用试管受精,是可以克服远缘杂交的不亲和性的有效技术手段。
离体胚的培养在育种中的应用,使远缘杂种的胚发育成植株,在植物远缘杂交中,时常形成发育不全、没有生活力的种子;促进核果类植物胚的后熟作用,如果以早熟的作物品种为其母本和晚熟品种进行杂交试验,就很难获得杂交的后代。
如使用幼胚离体来进行培养就能获得品种杂交后代。
一般在核果种类的早熟性育种过程中常常采取这一方法;打破原种子固定的休眠期限,有些植物种子的休眠期很长,有人认为种子休眠期的长短与胚乳有关,在离体培养时如果带上胚乳,胚的生长就会受到抑制。
1.3细胞和组织培养技术的其他利用途径快速繁殖,通过分生组织的培养,可以更快速度的繁育出有经济价值的植物品种,如一些特色花卉和药材等。
一般情况下,某些植物使用此种方法,在一年之中可以产生106~107个植株数量。
名词解释填空题判断正误并改错简答题综合题园艺植物育种学试题库名词解释问答题综述题一.名词解释:1. 品种2. 良种3. 种质4. 种质资源5. 引种6. 简单引种7. 驯化引种8. 群体品种9. 无性系10. 无性系品种11. 自交系品种12. 杂交种品种13. 实生群体14. 遗传力15. 芽变16. 自花授粉植物17. 异花授粉植物18. 常异花授粉植物19. 无性繁殖20. 有性杂交育种21. 组合育种22. 回交育种23. 近缘杂交24. 远缘杂交25. 多父本混合授粉26. 普通配合力27. 特殊配合力28. 系谱选择法29. 轮回亲本30. 杂交不亲和性31. 杂种不育性32. 杂种不稔性33. 自交34. 复合杂交35. 添加杂交36. 成对杂交37. 自交不亲和性和自交不亲和系38. 雄性不育性与雄性不育系39. 测交种40. 单交种41. 双交种42. 三交种43. 两用系与保持系44. 诱变育种45. 辐射育种46. 化学诱变47. 多倍体育种48. 照射剂量49. 内照射50. 外照射51. 半致死剂量52. 临界剂量53. 多倍体54. 同源多倍体55.异源多倍体56. 植物离体培养57. 外植体58. 原生质体培养59. 体细胞杂交60. 单倍体61. 品种权62. 品种审定63. 原原种64. 原种65. 品种区域化66. 生物学混杂67. 机械混杂68. 机械隔离69. 空间隔离70. 花期隔离二.问答题:1. 简述种质资源的重要性?2. 种质资源有哪些类别?各有何特点和利用价值?3. 简述种质资源的保存方法。
4. 园艺植物育种的主要途径有哪些?5. 简述园艺植物育种的主要目标与特点。
6. 简述引种的意义和引种试验的必要性。
7. 什么是选择?有何特点?其实质是什么?8. 园艺植物实生群体内的个体间变异原因主要有哪些?9. 影响选择效果的因素有哪些?10. 简述单株选择法和混合选择法。