2.1.2植物细胞工程的应用课件-2022-2023学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

讲课人：涂梦婷 第二章 细胞工程 第1节 植物细胞工程 （植物细胞工程的应用） 框架 植物细胞工程的应用 植物繁殖的新途径 作物新品种的培育 细胞产物的工厂化生产 快速繁殖 作物脱毒 单倍体育种 突变体的利用 快速繁殖 自然繁殖能力低 1960年，荷兰科学家通过对兰花茎尖进行培养，获得了快速繁殖的脱毒兰花，随后在国内外进行了“兰花试管苗产业化”。 快速繁殖 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫微型繁殖技术。 1、概念： 2、优点： ①可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖； ②可以保持优良品种的遗传特性； *扦插、压条、嫁接等不属于微型繁殖技术； 思考：为什么植物组织培育可以进行快速繁殖？ 植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。并且，植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。 4 快速繁殖 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫微型繁殖技术。 1、概念： 2、优点： ①可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖； Ⅰ愈伤组织细胞的分裂能力强、分裂速度快，可获得大量的组织细胞 Ⅱ不受自然生长季节的限制 Ⅲ培养周期短 ②可以保持优良品种的遗传特性； *扦插、压条、嫁接等不属于微型繁殖技术； 3、实例： 一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等。 5 快速繁殖 铁皮石斛的产业化育苗 快速繁殖——铁皮石斛的产业化育苗（视频） 作物脱毒 实际问题：生姜是药食两用的经济作物，在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%-50%。 病毒引起的植物病害有500多种。受害植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉等。而且没有有效的防治办法，只能拔除，造成经济损失。病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒。 作物脱毒 马铃薯 感染的病毒很容易传给后代 无性繁殖 病毒在作物体内积累 作物产量降低品质变差 1、原因： 2、外植体选材部位： 植物顶端分生区附近部位，如茎尖 （病毒极少，甚至无病毒） 脱毒苗 ≠ 抗毒苗 茎尖 脱分化 愈伤组织 再分化 芽、根 试管苗 脱毒苗 移栽 病毒极少，甚至无病毒 作物脱毒 3、优点： 脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物 4、实例： 在马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等许多作物上获得成功。（往往是无性繁殖的作物） 作物新品种的培育——单倍体育种 花药离体培养 P F1 配子 DDTT DDtt ddTT ddtt 正常植株（纯合） 秋水仙素诱导 单倍体育种 P 高杆抗病 DDTT × 矮杆感病 ddtt F1 高杆抗病 DdTt F2 D_T_ D_tt ddT_ ddtt ddTT 杂交育种 矮抗 ⊗ 需要的纯合矮抗品种 连续自交多代 第1年 第2年 第3-6年 高杆抗病 DDTT × 矮杆感病 ddtt 高杆抗病 DdTt DT Dt dT dt 单倍体植株 第1年 第2年 DT Dt dT dt 需要的纯合矮抗品种 缺点：耗时长 优点：操作简单 作物新品种的培育——单倍体育种 花药离体培养 P F1 配子 DDTT DDtt ddTT ddtt 正常植株（纯合） 秋水仙素诱导 单倍体育种 高杆抗病 DDTT × 矮杆感病 ddtt 高杆抗病 DdTt DT Dt dT dt 单倍体植株 第1年 第2年 DT Dt dT dt 需要的纯合矮抗品种 注意：①单倍体育种的目的不是获得单倍体本身，因为单倍体是高度不育的，在生产上没有实际价值，需诱导单倍体的染色体数目加倍。 ②单倍体育种和多倍体育种均需要用秋水仙素诱导染色体数目加倍；单倍体育种需要先利用植物组织培养技术形成单倍体幼苗，但多倍体育种一般不使用植物组织培养技术。 作物新品种的培育——单倍体育种 1、过程： 花药离体培养 诱导染色体加倍 二倍体植株 单倍体植株 二倍体植株（纯合子） （秋水仙素处理） 2、方法： 花药离体培养和人工诱导染色体加倍 思考：经秋水仙素加倍后，获得的植株一定是纯合子吗？ 不一定，如果花药来自多倍体就可能是杂合子。 AAaa→Aa，AA，aa→ AAaa， AAAA， aaaa 作物新品种的培育——单倍体育种 3、原理： 植物细胞的全能性和染色体数目变异 4、优点： ① 极大地缩短了育种的年限。 ③ 可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。 杂交育种培育一个可以稳定遗传的作物优良品种，一般不断自交选优，常需5～6年。而单倍体育种当年就能培育出所需纯合体。 ②后代大多是纯合子，能稳定遗传。 大多数单倍体植株的细胞中只含一套染色体，染色体加倍后得