高中生物学浙科版必修1-分子与细胞(2019)-植物细胞工程-公开课.pptx

植物细胞工程植物细胞工程中草药瑰宝中草药瑰宝三叶青三叶青资料：资料：1.1.三叶青三叶青是二倍体植物，是二倍体植物，其全草均可入药其全草均可入药,以地下块根药用效以地下块根药用效果果最好。最好。三叶青在气温三叶青在气温20203535时生长较好，冬春季平均气时生长较好，冬春季平均气温低于温低于5 51010时停止生长，低温冻害已成为影响三叶青生长时停止生长，低温冻害已成为影响三叶青生长发育和地理分布、制约其药材生产、影响药材品质的主要环境发育和地理分布、制约其药材生产、影响药材品质的主要环境胁迫因子。胁迫因子。2.2.胡萝卜胡萝卜是是二倍体植物，体内二倍体植物，体内存在抗冻蛋白（存在抗冻蛋白（AFPsAFPs）基因。）基因。任务任务1 1：请你请你设计抗冻三叶青的培育方案。设计抗冻三叶青的培育方案。（以流程图形式表示）（以流程图形式表示）抗抗冻三叶冻三叶青青任务任务2 2：含含抗冻蛋白基因抗冻蛋白基因的转基因细胞经植物组织培的转基因细胞经植物组织培养，没有再生成植株，请分析可能的原因。养，没有再生成植株，请分析可能的原因。培养基培养基配方配方：培养培养条件条件：任务任务2 2：含含抗冻蛋白基因抗冻蛋白基因的转基因细胞经植物组织培的转基因细胞经植物组织培养，没有再生成植株，请分析可能的原因。养，没有再生成植株，请分析可能的原因。光照、温度、湿度、光照、温度、湿度、PH等等外因外因培养基中的营养物质、生长调节剂配比等培养基中的营养物质、生长调节剂配比等蔗糖浓度蔗糖浓度大量元素、大量元素、微量元素、微量元素、有机成分有机成分3 000 mL MS3 000 mL MS培养基含培养基含1.5 mg BA1.5 mg BA的溶液含的溶液含0.02 0.02 mg NAAmg NAA的溶液的溶液30 g30 g蔗糖蔗糖40 g40 g琼脂（加蒸馏水至琼脂（加蒸馏水至4000mL4000mL）1 000 mL MS1 000 mL MS培养基培养基含含0.38 mg NAA0.38 mg NAA的溶液的溶液30 g30 g蔗糖蔗糖20 g20 g琼琼脂（加蒸馏水至脂（加蒸馏水至2000mL2000mL）30g/L30g/L30g/L30g/L30g/L30g/L发芽培养基发芽培养基生根培养基生根培养基MSMS培养基培养基培养基比较培养基比较培养基配方培养基配方蔗糖浓度蔗糖浓度大量元素、大量元素、微量元素、微量元素、有机成分有机成分3 000 mL MS3 000 mL MS培养基含培养基含1.5 mg BA1.5 mg BA的溶液含的溶液含0.02 0.02 mg NAAmg NAA的溶液的溶液30 g30 g蔗糖蔗糖40 g40 g琼脂（加蒸馏水至琼脂（加蒸馏水至4000mL4000mL）1 000 mL MS1 000 mL MS培养基培养基含含0.38 mg NAA0.38 mg NAA的溶液的溶液30 g30 g蔗糖蔗糖20 g20 g琼琼脂（加蒸馏水至脂（加蒸馏水至2000mL2000mL）30g/L30g/L30g/L30g/L30g/L30g/L发芽培养基发芽培养基生根培养基生根培养基MSMS培养基培养基培养基比较培养基比较培养基配方培养基配方与发芽培养基相比，配制转基因丛状苗生根培养基时，可根据实际情况适当添加与发芽培养基相比，配制转基因丛状苗生根培养基时，可根据实际情况适当添加 ，促进丛状苗基部细胞分裂形成愈伤组织并进一步分化形成，促进丛状苗基部细胞分裂形成愈伤组织并进一步分化形成 ，最终形成根。还可通过改变最终形成根。还可通过改变MSMS培养基促进生根，如培养基促进生根，如 （A A提高提高蔗糖蔗糖浓度浓度 B B降低培养基降低培养基浓度浓度C C提高大量元素浓度提高大量元素浓度D D不添加琼脂）。不添加琼脂）。生长素生长素根的分生组织根的分生组织B培养基培养基配方配方：培养培养条件条件：任务任务2 2：含含抗冻蛋白基因抗冻蛋白基因的转基因细胞经植物组织培的转基因细胞经植物组织培养，没有再生成植株，请分析可能的原因。养，没有再生成植株，请分析可能的原因。光照、温度、湿度、光照、温度、湿度、PH等等外因外因培养基中的营养物质、生长调节剂配比等培养基中的营养物质、生长调节剂配比等无菌操作无菌操作P60若使用野生的三叶青叶片进行植物组织培养，要先进行若使用野生的三叶青叶片进行植物组织培养，要先进行 ，依次在，依次在70%和和5%中浸泡，最后中浸泡，最后在超净台中用在超净台中用 冲洗。冲洗。消毒消毒乙醇乙醇次氯酸钠溶液次氯酸钠溶液无菌水无菌水培养基中添加培养基中添加抗生素抗生素起到起到 的作用。的作用。杀灭细菌杀灭细菌外因外因培养基培养基配方配方：培养培养条件条件：光照、温度、湿度、光照、温度、湿度、PHPH等等培养基中的营养物质、生长调节剂配比等培养基中的营养物质、生长调节剂配比等无菌操作无菌操作内因内因植物种类植物种类取材部位取材部位基因型基因型继代培养次数继代培养次数尽量尽量选择选择性状优良性状优良、细胞全细胞全能性表达充分的基因型能性表达充分的基因型，要，要深入探讨特定植物细胞全能深入探讨特定植物细胞全能性的表达条件。性的表达条件。任务任务2 2：含含抗冻蛋白基因抗冻蛋白基因的转基因细胞经植物组织培的转基因细胞经植物组织培养，没有再生成植株，请分析可能的原因。养，没有再生成植株，请分析可能的原因。原原生生质质体体融融合合脱分化脱分化胡萝卜细胞胡萝卜细胞三叶青细胞三叶青细胞原生质体原生质体原生质体原生质体杂种杂种细胞细胞再生细再生细胞壁胞壁愈伤愈伤组织组织再再分化分化杂种杂种植物植物任务任务3 3：获得三叶青：获得三叶青-胡萝卜杂种植株的培育方案胡萝卜杂种植株的培育方案 如何制如何制备原原生生质体？体？植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术收集和纯化的大致方法：收集和纯化的大致方法：用滤网用滤网过滤过滤混合液，去除大的残渣，收集滤液，滤液进行混合液，去除大的残渣，收集滤液，滤液进行离心离心，转速的，转速的控制以将原生质体沉淀而细胞碎片等杂质仍然悬浮在上清液为准。经离心控制以将原生质体沉淀而细胞碎片等杂质仍然悬浮在上清液为准。经离心后，原生质体沉降于管底，上部为含碎片的混合液。后，原生质体沉降于管底，上部为含碎片的混合液。弃去含杂质的上清液，重新悬浮原生质体，弃去含杂质的上清液，重新悬浮原生质体，再次离心再次离心，重复，重复3 3次次。用原生质体培养基洗涤一次，收集管底纯净的原生质体。用原生质体培养基洗涤一次，收集管底纯净的原生质体。原生质体活性的测定方法：原生质体活性的测定方法：染色法，渗透吸水或失水染色法，渗透吸水或失水等等去掉细去掉细胞壁胞壁原原生生质质体体融融合合脱分化脱分化胡萝卜细胞胡萝卜细胞三叶青细胞三叶青细胞原生质体原生质体原生质体原生质体杂种杂种细胞细胞再生细再生细胞壁胞壁愈伤愈伤组织组织再再分化分化杂种杂种植物植物任务任务3 3：获得三叶青：获得三叶青-胡萝卜杂种植株的培育方案胡萝卜杂种植株的培育方案植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术在无菌条件下，在无菌条件下，分别取已消毒的三叶青、胡萝卜分别取已消毒的三叶青、胡萝卜叶片，放入含叶片，放入含0.50.50.6mol/L0.6mol/L甘露醇甘露醇（维持较高渗透压）（维持较高渗透压）的的纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶混合混合液处理，酶混合液需液处理，酶混合液需通过通过 灭菌灭菌，才能用于无菌原生质体的制备，整个无菌操作过程需才能用于无菌原生质体的制备，整个无菌操作过程需在在 中进行。酶解后，中进行。酶解后，经经多次多次 获得获得原生质体。原生质体。过滤过滤超净台超净台 离心离心纯化纯化去掉细去掉细胞壁胞壁原原生生质质体体融融合合脱分化脱分化胡萝卜细胞胡萝卜细胞三叶青细胞三叶青细胞原生质体原生质体原生质体原生质体杂种杂种细胞细胞再生细再生细胞壁胞壁愈伤愈伤组织组织再再分化分化杂种杂种植物植物任务任务3 3：获得三叶青：获得三叶青-胡萝卜杂种植株的培育方案胡萝卜杂种植株的培育方案植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术将原生质体进行培养，重新长出将原生质体进行培养，重新长出 ，形成胚性细胞。此时，形成胚性细胞。此时，应该应该 培养基中甘露醇浓度，以利于胚性细胞继续培养形成细培养基中甘露醇浓度，以利于胚性细胞继续培养形成细胞团胞团，然后经，然后经胚胎发生胚胎发生途径或途径或器官发生器官发生途径形成再生植株。途径形成再生植株。细胞壁细胞壁降低降低任务任务3 3：获得三叶青：获得三叶青-胡萝卜杂种植株的培育方案胡萝卜杂种植株的培育方案植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术方法方法1 1：利用利用异源植物在试管内进行异源植物在试管内进行 ，对其产生的胚进行培养，对其产生的胚进行培养产生杂种植株。产生杂种植株。受精受精方法方法2 2：试管受精试管受精培养培养植物细胞（包括原生质体），植物细胞（包括原生质体），借助借助 方法方法，将外源遗传物质（，将外源遗传物质（DNA）导入受体细胞（包括）导入受体细胞（包括原生质体受体）中，或原生质体受体）中，或通过通过 、等将等将不同来源的遗传物质不同来源的遗传物质重新组合，再通过对这些转基因细胞或重组细胞进行重新组合，再通过对这些转基因细胞或重组细胞进行培养，获得具有特定性状的新植株。培养，获得具有特定性状的新植株。植物细胞工程的概念和操作过程植物细胞工程的概念和操作过程基因工程基因工程显微注射显微注射细胞融合细胞融合植物细植物细胞工程胞工程概念概念快速繁殖快速繁殖细胞培养生细胞培养生产有用物质产有用物质应用应用器官发生器官发生胚胎发生胚胎发生分生组织分生组织培养培养基因工程基因工程细胞融合细胞融合胚胎技术胚胎技术新品种新品种脱毒脱毒