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细胞和组织培养在植物育种中有什么作用

2021-07-05 09:38:47 分类:养花问答 来源: 日夏养花网 作者: 网络整理 阅读:172

植物组织培养有哪些重要意义

扩大了植物繁殖途径,便于无性微繁体系的保存,对珍惜濒危物种保护有重大意义,有利于种子繁殖率低的植物的保护,便于工厂化生产等
1、植物快速繁殖:增殖速度快,成本低,易于批量生成和管理。
2、脱除病毒:植物在生长过程中几乎都要蒙受到病毒的危害,采用茎尖培养方法可以除去植物体内
的病毒。脱毒苗恢复了原有的优良种性,生长势明显增强,整齐一致。
3、培养新品种:克服远缘杂交不亲合性;克服远缘杂交的不孕性;选择细胞突变体;单倍体育种;
转基因育种。
4、植物次生代谢产物生产:利用植物组织后细胞的大规模培养,可以生产一些天然有机化合物,这
些次生代谢产物,往往具有一些特定的功能,对人类有重要的影响和作用。
5、植物种质资源的离体保存。
6、培育人工种子,提高观赏价值。

举例说出植物组织培养技术在生产中的www.rixia.cc意义

(一)增加遗传变异性,改良作物
单倍体育种:通过花药培养,从小孢子获得单倍体植株,染色体加倍后获得正常二倍体植株,这是一条育种的新途径。单倍体育种可以缩短育种年限,节约人力物力,较快地获得优良品种,目前已有四十多种植物获得了单倍体植株。我国在水稻、小麦、烟草、柏树、橡胶、辣椒等植物的单倍体育种的工作上,处于领http://www.rixia.cc先地位。
胚培养、子房培养、胚珠培养:为了克服远缘杂交的不亲和性,可采用胚、子房、胚珠培养和试管受精等手段。最早成功的例子是两个栽培种亚麻的杂交胚发生败育,利有杂种胚培养克服了一些障碍,得到种子。现在在棉花、黄麻上也获得成功。从玉米的离体子房培养,经体外受粉可以得到种子。
突变体的选择和应用:由于植物的单细胞培养成功,可以用这个方法诱发单细胞进行突变,通过筛选所需要的突变体,然后使细胞分化成植株,再通过有性世代使遗传性稳定下来,这是从细胞水平来改造植物的一种途径。除细胞外,愈伤组织、花药、原生质体都可诱发突变。70年代以来,世界各国在这方面已有不少成功的例子,如:已选育出抗花叶病毒的甘蔗无性系,抗1-2%NaCl的野生烟草细胞株,抗除草剂的白三叶草细胞株等。
体细胞杂七杂八交和遗传工程:自1960年以来用酶法获得大量有活力的植物原生质体,现已从四十多种植物的原生质体产生出再生植株。通过异种原生质体的相互融合(即体细胞杂交)为植物育种工作开阔新的途径。原生质体融合的工作自1972年Carlson在两个烟草种间成功以来,现在除种内与种间能获得杂种植株外,在属间甚至不同科的植物间亦做了许多工作,如烟草与大豆、烟草与天仙子、矮牵牛与小花矮牵牛、番茄与矮牵牛等都得到了杂种植株。
此外,通过原生质体融合,并以选择胞质链霉素抗性做手段以转移烟草的雄性不育性状,或通过原生质体融合转移胞质的抗林可霉素因子都得到成功。
原生质体没有胞壁,容易接受外来的引入物质。由于致癌农杆菌可以使多种植物形成肿瘤,以及已发现它所带的Ti质粒可以有效的插入植物细胞的基因组中,所以一些研究者也设想能否以Ti质粒作为载体,与固氮基因重组后转入植物的细胞中,如能实现将固氮基因转到非豆科植物如水稻、小麦、玉米等作物中,则遗传工程在创新植物类型上的前景,无疑是非常广阔的。
(二)繁殖植物
组织培养中从一个单细胞,一块愈伤组织,一个芽(或其它器官)都可以获得无性系。无性系就是用植物体细胞繁殖所获得的后代。用植物组织培养技术繁殖的无性系可概括为五个类型:
原球茎:细胞或组织培养经原球茎途径分化成植株。大部分兰花属于这一类型,即兰花的各个部分的离体组织都能诱导形成原球茎,再经培养分化形成植株。
器官发生型:即从细胞或愈伤组织培养通过不定芽形成植株,如烟草愈伤组织培养分化所得的植株。
胚状体发生型:从细胞或愈伤组织通过胚状体途径,即由球形期、鱼雷期、心形期、子叶期经成熟胚发育成植株,如胡萝卜体www.rixia.cc细胞培养可通过胚状体途径形成植株。
器官型:从离休珠茎、花芽、叶、鳞片等,亦即从离体的母体组织直接产生小植株,如贝母、百合等。
无菌短枝扦插;选取已发育成熟的腋芽,连同短枝经表面灭菌后在无菌条件下培养,使其生根。腋芽可用生长激素处理促使其萌发。这一方法在较短时间内即可获得一个植株。对保存珍贵的优良树种或花卉品种是简易而有效的方法。
通过组织培养可以做到快速繁殖。1年中从一个芽得到103-106个芽,达到快速目的。现在在国内外已掀起"试管苗"热,许多花卉、林木、果树、蔬菜都可通过组织培养进行大规模的无性繁殖。国外在草莓、苹果、柑桔、兰花、石竹、铁线莲、杜鹃、月季、桉树等进行快速繁殖已达到商品化。我国近年来已获成功的有甘蔗、月季、菊花、无籽西瓜、栎树、山楂、猕猴桃、雪松等。
通过组织培养可以进行无病毒植株的培育。病毒是植物的严重病害,病毒病的种类不下五百多种。受害的粮食作物有水稻、小麦、马铃薯、甘薯,蔬菜作物有:油菜、大蒜,果树有:柑桔、苹果、枣,花卉有:唐菖蒲、石竹、兰花等。防治无方,只好拔除病株,因而造成很大经济损失。病毒在植株上的分布是不均一的,老叶、老的组织和器官病毒含量高,幼嫩的未成熟组织和器官病毒含量较低,生长点几乎不含病毒或病毒较少。1952年法国Morel用生长点培养法获得无病毒植株成功,以后许多国家开展了这方面的工作。目前已在马铃薯、甘薯、大蒜、石竹、百合、兰花、草霉等植物上得到成功。如果采用0.1毫米以下的生长点,则培养时间长(1-1.5年),成活率低,故目前已多用0.1-0.5毫米大小生长点,结合热处理培育无病毒苗。在我国已获得马铃薯无病毒苗,并进行了推广种植,在广东省进行了柑桔无病毒苗的培育。
(三)有用化合物的工业化生产
组织培养除了在农业上的应用外,目前世界各国都在重视另一个方面,即有用化合物的工业化生产。有用化合物包括药物、橡胶、香精油、色素……等。这些化合物许多都是高等植物的次生代谢物,有些化合物还不能大规模地人工合成,而靠植物产生这些化合物来源有限。因此,利用组织培养方法,培养植物的某些器官或愈伤组织,并筛选出高产、高合成能力、生长快的细胞株系,以进行工业化生产,是一条行之有效的途径。
次生代谢物的研究和组织培养方面,进行工作最多的是联邦德国和日本。用组织培养可以生产的化合物有强心苷、吲哚生物碱、黄连素、辅酶Q10等,现已选出高产的细胞系,大规模生产亦有成效。人参为我国名贵药材,现今因野生资源缺少,多用人工栽培,但人参生长慢,6年才有10克左右的人参根(干重),采用组织培养方法可比天然生长速度提高上百倍左右。我国科学家罗士韦早在1963年就成功地培育了人参的组织,但此工作后被迫中断。近年来,南京药学院丁家宜利用组织培养生产出人参干粉。在组织培养中生长速度为0.5克o升-1o日-1(干重),比栽培人参0.004.5克o日-1o根-1约高100倍以上,并可在20天左右周期内有10-20升大瓶中进行小批量生产,每升得13.9克,其药用成分和药理活性与商品人参相似或更优,现已投入中试生产。这是我国第一个用组织培养进行药的工业化生产的例子(见南京药学院学报,2期,61-76页,1981年)。
在这方面尚待解决的问题是:(1)选出的细胞系中次生物质的产量是否高于起源植物;(2)继代培养后生物合成能力是否能保持;(3)生长是否快速;(4)成材一核算问题。
(四)培养物质温贮藏和种质库的建立
在液氮(-196℃)条件下,加入冷冻保护剂,可使组织培养物的代谢水平降低,有利于细胞、胚状体、试管苗、愈伤组织等的长期保存。据报导,冷冻保存的胡萝卜胚状体,在保存1年后仍有再生成植株的能力,有些国家已利用此方法建立了种质库,但我国在这方面仍是空白。
在国际上一个新的动向是"人工种子"的试验。所谓"人工种子",是指以胚状体为材料,经过人工薄膜包装的种子。在适宜条件下它萌发长成幼苗。据美国遗传公司报道,美国科学家已成功地把芹菜,苜蓿,花椰菜的胚状体包装成人工种子,并得到较高的萌发率,这些人工种子已生产并投放市场。我国科学工作者成功地研制成水稻人工种子。可见,组织培养将在遗传育种、作物改良和改革作物栽培中获得更大的成效。

在植物组织培养中,生长素和细胞分裂素各有什么作用

生长素可刺激形成层细胞分裂;刺激枝的细胞伸长、抑制根细胞生长;促进木质部、韧皮部细胞分化,促进插条发根、调节愈伤组织的形态建成.
细胞分裂素的生理作用主要是引起细胞分裂,诱导芽的形成和促进芽的生长.答案补充 www.rixia.cc关于浓度:
生长素有多方面的生理效应,这与其浓度有关.低浓度时可以促进生长,高浓度时则会抑制生长,甚至使植物死亡,这种抑制作用与其能否诱导乙烯的形成有关.生长素的生理效应表现在两个层次上.
当细胞分裂素对生长素的浓度比值高时,可诱导条的形成;反之则有促进生根的趋势.
在植物组织培养中,生长素和细胞分裂素的不同配比会影响组织分化:
1)细胞分裂素多于生长素时,有利于生芽;
2)细胞分裂素少于生长素时,有www.rixia.cc利于生根;
3)细胞分裂素约等于生长素时,有利于促进愈伤组织的生长。
生长素促进细胞伸长,细胞分裂素促进细胞分裂

哪些细胞工程技术可在植物育种中发挥作用

基本上就是组织培养,我有细胞工程学课件,你要想要,我可以发给你
细胞工程是以细胞作为基本单位,在体外培养、繁殖或者人为的使细胞的生物学特性依照人们的要求而变化,进而改良和创造新品种,加快植物或者动物个体的繁殖速度,从而得到可以利用的物质。它是一种新的育种技术,是在细胞水平上对植物进行操作植物细胞工程技术在作物育种中得到应用后,取得了很大的突破和进展,研究出的新成果在农业生产上得到了广泛的应用,促进农业生产的进步与发展,下面将细胞工程技术在作物育种上的开发取得的进展情况进行简单介绍:
植物组织培养可以克服植物对季等条件的依赖性,在实验、生产上的规模和数量可以人为控制,不会出现由于杂交而引起的亲代与子代之间的遗传差异,有利于优良品质的延续;花药离体培养,可以培育出单倍体植株,加速育种材料的纯化,缩短育种年限;利用原生质体版融合技术打破了物种间的生殖隔离,使不同生物种、属之间的远缘杂交成为可能。

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