【高中生物选择性必修三】继续更新喽！植物细胞工程（下）- 植物细胞杂交及植物细胞

2.1.2 植物细胞工程

一、植物体细胞杂交技术

概念：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。

1.过程

①植物细胞去掉细胞壁，获得原生质体。

方法：酶解法

用纤维素酶和果胶酶水解。利用酶的专一性。

②诱导两个原生质体融合(人工诱导)

③融合的原生质体重新产生细胞壁，形成杂种细胞。（是杂交成功的标志）

2.原理：细胞膜具有流动性 植物细胞具有全能性

3.优点：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种

4.注意事项：

（1）植物细胞去壁方法：目前最常用的去细胞壁的方法是酶解法，也就是在温和条件下（较高渗透压）用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁。

（2）植物体细胞原生质体融合方法：必须通过人工诱导的方法。

①物理法：电融合法、离心法等

②化学法：如，聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca²﹢-高pH融合法等

（3）植物体细胞融合完成的标志：再生出新的细胞壁。

（4）细胞融合的实质：细胞核的融合。

（5）植物体细胞杂交的终点：培育成杂种植株（不是形成杂种细胞就结束）。

二、植物细胞工程的应用

1.植物繁殖的新途径

（1）快速繁殖（微型繁殖技术)

①方法：利用植物组织培养技术快速繁殖植物优良品种，

②优点：

a.因为是无性繁殖技术，可以保持优良品种的遗传特性。

b.使用材料少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。

（2）作物脱毒：

选取植物病毒极少甚至无病毒的组织，如茎尖，进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒植物。

（3）人工种子

①制备：

以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和叶芽等为材料，经过人工薄膜包装得到。

②结构：如图

人工胚乳除含胚状体发育所需的营养物质外

还可以添加各种附加成分，如固氮细菌、防病虫农药、植物激素、除草剂等。

③优点：

• 保持优良品种的优良特性；
• 生产上不受季节、气候和地域等的限制；
• 方便储存和运输；
• 解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题

2.作物新品种的培育

（1）单倍体育种

①方法：花药离体培养

②优点：明显缩短了育种年限；后代稳定遗传，都是纯合体。

（2）突变体的利用

①在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断地分裂状态，因此容易受到培养条件和诱变因素（如射线、化学物质等）的影响而产生突变，从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育出新品种。

②对于偶然出现的优良变异可通过植物组织培养使其稳定遗传。

（3）转基因植物的培育

（4）植物体细胞杂交

3.细胞产物的工厂化生产

次生代谢产物是一类小分子有机化合物，在植物抗虫、抗病等方面发挥重要作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。

通过植物细胞培养（离体条件下对单个植物细胞或者细胞团进行培养使其增殖的技术）来获得目标产物。获得的细胞产物包括蛋白质、脂肪、糖类、药物（如人参皂苷、紫杉醇、紫草宁）、香料、生物碱等.

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