植物组织培养的培养基
• 定义：含有一定营养成分，供组织培养植物生长的 基质 • 无机营养成分：C，H，O大量元素及部分微量元素 • 有机营养成分 ① 含N物质：包括维生素和氨基酸 ② 碳源：2%—5%的蔗糖 ③ 琼脂：起支持作用 ④ 生长激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素 • PH值：5.0－6.0
试 管 苗 大 规 模 培 养
植物组织培养
离体的植物器官、组织或细胞 过程 脱分化
外植体
愈伤组织
再分化 根、芽
植物激素： 细胞分裂素、生长素
植物组织培养条件：
含有全部营养成分的 培养基、一定的温度、空 气、无菌环境、适合的PH、 适时光照等。
植物体
1972年卡尔森等通过两个烟草品种之间 原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种。 1978年梅尔彻斯(Melchers)等首次获得 了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种—— “Potamato”。
植物组织培养 植物体细胞杂交
植物细胞的全能性 （一） 细胞的全能性
生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个 1、定义： 体的潜能的特性。
2、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。
3、差异： （1） 受精卵的全能性最高
植物组织培养的发展简史
1958年Steward和Reinert用胡萝卜根的 愈伤组织诱导成了体细胞胚，并进而获得了 完整植株。 科学研究表明，处于离体状态的植物活 细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条 件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完 整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是 植物组织培养。
“重组细胞” 发育 发育 发育 囊胚 囊胚 蝌蚪 成蛙（细胞核含一个核仁） 已经分化的动物细胞可以发育成为一个动物体
例二：
蜜蜂（2N=32）
减数分裂
卵细胞(N=16) 发育 雄蜂(N=16)
卵细胞可以直接发育成为一个新个体
思考讨论：为什么体内细胞没有表现出 全能性，而是分化成为不同的组织、器官？
核移植
胚胎移植
异种 植物 细胞
植物体细 胞杂交
异种 动物 细胞
动物细 胞融合
体细 胞细 胞核
去核 卵细 体外 受精 胞
核移植
重组细胞
受ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ卵
杂种细胞
植物组 织培养
动物细 胞培养
早期胚胎
胚胎移植
转基因 植物
动物细 胞群
克隆动物 试管婴儿
植 物 细 胞 工 程
所采用技术 的理论基础
植物细胞的全能性
通常采用的 技术手段
应用的原理和方法 概念
细胞生物学和 分子生物学
研究的水平
研究的目的
细 胞 工 程 分类
细胞整体水平 或细胞器水平 按照人们的意愿来 改变细胞内的遗传 物质或获得细胞产 品
植物细胞工程 理论基础 细胞的 全能性 动物细胞工程
主 要 技 术
植物 细胞 工程 技术 动物 细胞 工程 技术
植物体细胞杂交 植物组织培养 动物细胞融合 动物细胞培养 单克隆抗体技术
基因在特定空间和时间条件下选择性表达 的结果。在个体发育的不同时期，生物体不同 部位的细胞表达的基因是不同的，合成的蛋白 质也不一样，从而形成了不同的组织和器官。
5、例题辨析：
下列有关细胞全能性的含义，正确的是：
A、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能
B、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全 部功能 C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体 的潜能 D、 生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、 生长、衰老、死亡的全过程
植物组织培养
必要条件： 细胞离体、一定的营养物质、
激素和其他外界条件
关键词：
外植体、脱分化、再分化、愈伤组织
植物组织培养
• 外植体：从活植物体上切下进行培养的那部分 组织或器官 • 1）外植体灭菌消毒（根尖、茎、芽、嫩叶、 种子、花粉等） • 2）用消毒过的器械将外植体置于培养皿上 • 3）切取所需的外植体 • 4）将外植体接种于培养容器的培养基上 • 整个试验在超净工作台上进行，保持无菌！ • 外植体经过一段时间在培养基上生长后，会形 成愈伤组织
植物组织培养的发展简史
① 探索阶段（19世纪初－30年代中） 德国植物生理学家HaHerlandt首次进行了植物细胞 培养实验 ② 奠基阶段（30－50年代） 1934年，White培养番茄离体根尖成功 1939年，Gautheret连续培养胡萝卜根形成层首次成功 White:烟草种间杂种的瘤组织进行组培 Nobecourt：胡萝卜进行组培 以上三人是植物组织培养的奠基人 ③ 迅速发展阶段（60年代后） 原生质体，花药，快繁技术迅速发展
Schwann在1839 年明确的指出：“如果具 有与有机体内一样的条件时，每个细胞应该可 以独立生活和发展”。
德国著名植物学家G.Haberlandt在细胞学 说的基础上于1902年提出了细胞全能性学说。 他认为，高等植物的组织、器官可以不断分割， 直到单个细胞。如果每个细胞都有植物个体一 样的性质和能力，那么，可以通过植物细胞培 养使单个细胞发育成为一个新个体。
（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。
4、大小 受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞
5.细胞表现出全能性的条件
• 离体状态 • 有一定营养物质、激素和其他外界条件 例一：非洲爪蟾实验 突变型蝌蚪肠上皮细胞 取出细胞核 （含有一个核仁） 移入 野生型未受精卵细胞 紫外线破坏细胞核 无核的未受精卵
番茄与马铃薯同属茄科植物，但不是同属 的植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们 经常食用的蔬菜。马铃薯的块茎生长在土壤 中。 人们曾经有这样一个幻想：让一株植株 地上部分结番茄，地下部分长土豆。这个幻 想可能实现吗？
细胞工程
指应用细胞生物学和分子生物学的原理和 方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平 或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞 内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学 技术。
目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培 大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、 小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代，获得了有 价值的新品系或育种上有用的新材料。
（三） 植物体细胞杂交 植物体细胞杂交
1、定义：
用两个来自不同植物的体细胞融合成 一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成 新的植物体的方法。