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1、植物生理学课程论文之——植物细胞和组织培养技术在生产及转基因技术中的应用姓名：李鑫班级：生科121学号：2012014158植物细胞和组织培养技术在生产及转基因技术中的应用班级：生科121学号：2012014158作者：李鑫摘要:植物细胞和组织培养技术是以细胞全能性为理论基础建立的一种离体培养技术。该技术发展异常迅猛，已作为一种有效的实验系统,广泛用于生产和科研，显示出了巨大的应用价值。本文将从植物植物细胞和组织培养技术在生产及转基因技术中的应用两个主要方面介绍该技术的应用和发展，并介绍其大致发展历程及其原理，在末尾提出了对该项技术的一些展望。关键词：植物细胞和组织培养技术
2、原理转基因技术应用展望1．组织培养简史及基本原理植物组织细胞培养的依据是植物细胞“全能性”及植物的“再生作用”.1902年,德国著名植物学家G.Haberlanclt根据细胞学理论,大胆地提出了高等植物的器官和组织可以不断分割,直到单个细胞,即植物体细胞,在适当的条件下,具有不断分裂和繁殖,发育成完整植株的潜力的观点.1943年,美国White在烟草愈伤组织培养中,偶然发现形成一个芽,证实了G.Haberlanclt的论点.组织培养选用的基础培养基有MT、MS、SH、White、N6等,由于不同种类植物所需要的生长条件有所不同,有的培养基要作一些改良,有的要选择专用培养基,
3、但是一般采用较多的是MS.组织培养采用固体培养基的比较多,但固体培养基只有在植物的周围的营养物和激素被吸收,而大多数的物质还残留在培养基里,如果这些培养基还能被利用,对工厂化生产的减少成本方面有很大的帮助.董雁等利用回收转换后废弃的继代培养基,加入原继代培养基30%浓度母液的培养基,丛生状苗分化情况和抽茎苗生长发育与原继代培养基的基本相同,说明继代培养基再利用的试验是可行的.这为规模化组培育苗开辟了新的途径.杜勤等在无外源激素条件下,研究液体和固体培养基对黄瓜子叶培养器官分化的影响,结果用液体培养基直接诱导花芽率更高,分化高峰期出现的时间也更早.这也说明了液体培养基对外植体
4、的生长更有利,只是固体培养基在操作上更方便,被较广泛应用.在基础培养基里添加一定浓度的外源激素,可以诱导出愈伤组织、胚状体、不定芽、根等器官,最终可获得再生植株或者次生产物.常用的激素类型有生长素类、细胞分裂素类、赤霉素等.2、在生产中的应用近年来,利用各种外植体进行组织培养及实验室内进行细胞水平上操作,大大节省了人力、物力及时间,提高了工作效率。并且与其它技术相结合,在创造植物抗病、耐盐碱、抗除草剂等抗逆性变异体及筛选突变体、获得次生代谢产物等方面取得了很大成就。植物在组织培养过程中,由于经受非生物因子的胁迫诱导,体细胞会发生各种可遗传变异,这种变异称为体细胞无性系变异(
5、Somoclonalvariation,SV)。目前,体细胞无性系变异被认为是农作物产生变异的一个新的重要来源,在农作物育种中具有潜在的价值。2.1优良突变体的筛选扩大变异是植物育种程序的重要环节之一。只有广泛的变异,才能从中筛选出性状优异的材料。细胞和组织培养是扩大变异的有效途径。利用细胞和组织培养中常发生变异的原理,可以进行突变的诱发和离体选择。大量试验表明,从细胞培养获得的遗传变异已成为选择有用变异的一个新重要来源。比如抗冷突变体的筛选：金润洲等(1996)将来自11个基因型幼穗的愈伤组织,在15e下继代培养,在粳稻体细胞无性系中获得大量的可遗传耐冷变异体,遗传力分析
6、表明,体细胞无性系的耐冷变异体可以在R2代进行选择,这对耐冷育种具有重要的参考价值。经过几年的努力,共获得耐冷性极强的体细胞无性系28份,可以作为耐冷育种的新种质资源。再如株高突变体的筛选：黄道强等(2001)采用幼穗诱导愈伤组织,经过2次继代培养的无性系,矮秆变异频率显著提高,矮秆变异体的株高降幅达10~15cm,生育期提早的变异体也较多,有些个体提早5~7d成熟,能在短时间内有效地改良少数不良性状。有些变异性状在第3~4代就表现出遗传上的稳定性。经过定向选育,在奇妙香、窄叶占中育出了苗头品系。郭秀平等(2002)以同源四倍体水稻种质资源为材料,通过水稻花药培养的减倍,得
7、到新种质矮变体H2558。该变异体株高30cm,茎较粗,分蘖穗粒数多,剑叶短宽,株型紧凑,可在育种研究中作为矮源加以利用。孙立华等(1994)用半矮秆广亲和粳稻种质02428进行组织培养,获得由隐性单基因控制的具有广亲和性的高秆突变体02428h。利用02428h隐性高秆基因,改良籼稻不育系包颈、粳稻恢复系株高的弊端,把隐性高秆基因导入半矮秆广亲和系,将有利于解决亚种间杂种植株太高的问题。由于隐性高秆性状的特殊性,它不仅是水稻育种的宝贵种质,也是生理代谢和遗传分析的特异材料。刘选民等(2002)以不育系水稻株1s幼
