细胞工程技术在作物育种上的研究与应用新进展

细胞工程技术在作物育种上的研究与应用新进展

李培夫, 李万云

（新疆农垦科学院，石河子市832000）

摘要: 根据文献研究结果, 系统地综述了染色体工程技术、原生质体培养、花药培养、细胞培养与无

性系筛选、组织培养与体系胞杂交等细胞工程技术, 在国内外农作物育种上开发应用后所取得的新

进展、新成果, 以及这些新成果的产业化, 对促进中国农业生产的发展所起的作用。预测并展望了细

胞工程技术在未来农作物育种中的开发应用前景。

关键词: 细胞工程; 作物育种; 开发应用

Development and Progress in the Application of Cell Engineering in Plant Breeding

Li Peifu, Li Wanyun

(Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Shihezi 832000) Abstract: Based on the results of information investigation, the paper briefly summarizes the research and

application of cell engineering technology in agriculture: Chromosome engineering，protoplast culture，an-

ther culture, cell culture, tissue culture and somatic hybridization. The worldwide development and

progress in the application of cell engineering in plant breeding are reviewed. Finally, the perspective of

cell engineering in plant breeding is discussed.

Key words: Cell engineering, Plant breeding, Development and progress

植物细胞工程是以细胞的全能性和体细胞分裂的均等性作为理论依据，在细胞水平上对植物进行操作的育种新技术。植物细胞工程包括染色体工程技术、原生质体培养、花药培养、细胞培养与无性系筛选、组织培养与体系胞杂交、器官与胚胎培养、植物脱毒快速繁殖与人工种子生产技术等。近20 年来世界各国将植物细胞工程技术应用于作物育种后，取得一系列重大进展与突破，其开发应用研究新成果已广泛应用于农业生产，促进了农业科技进步与生产发展，现将细胞工程技术在国内外农作物育种上开发应用所取得的新进展

综述如下。

1 植物染色体工程技术

1.1 植物染色体工程技术原理

植物染色体工程是将某种植物的某一对染色体，按照人们的意图进行附加、消减、代换或易位，丛而使外源基因导入作物品种，以丰富栽培作物的遗传基因，扩大有利变异范围，是农作物育种工作能获得突破性进展的育种新技术。

1.2 染色体工程技术在农作物育种上的应用进展

近年来国内外将染色体工程技术在农作物育种上进行开发应用研究后取得了较大进展，尤其在小麦育种上的成效尤为突出。美、英、法、原西德与前苏联等国家，通过染色体工程技术，已成功地从黑麦、山羊草、偃麦草属的某些物种，向栽培小麦品种中转移并导入了抗锈病、白粉病和条斑花叶病地等基因，育成了一批有应用价值的抗病品种和品系，有的已在生产上大面积推广应用。在

中国也通过植物染色体工程技术育成了一批优良小麦新品种。如西北植物研究所的专家将小麦与长穗偃麦草杂交育成了小偃4 号、小偃 5 号、小偃 6 号，其中小偃6 号已成为中国北方冬麦区的主栽品种，累计推广面积超

360×104hm2。该品种的选育成果荣获国家发明一等奖。黑龙江农科院通过小麦与中间偃麦草杂交育成新曙光等品种。此外，西北植物研究所还利用植物染色体工程技术，进行异源染色体代换，育成VE 小麦雄性不育系，通过三属四种的杂交，创造了穗型较大的超矮杆小麦。在染色体工程系统材料方面，国外已建立了小麦单、缺体和端体系统，小黑麦异附加系，大、小麦异附加系，小簇麦异附加系，水稻三体系统等的全套或部分材料，以及一些代换系和易位系。这些系统材料，对小麦、水稻新品种选育，对基础理论的研究均起到了重要作用。在国内也研究成功一批植物染色体工程材料，如吉林师范大学、南京农业大学、中国科学院遗传研究所和武汉大学等单位，均研究并选育成功小黑麦、小偃麦、小簇麦的异附加系与水稻三体等系统材料[1]。另据《北京科技报》报道，中国棉花染色体育种获得重大突破。山西农业大学与中国农科院棉花所合作，经过10 年艰辛研究，终于用棉属中A 染色体组的亚洲棉与G 染色体组的澳洲野生比克棉，人工合成AG复合染色体组亚比棉。经过专家鉴定，一致认为该项成果属国际首创。亚比棉的与育成，不仅增加了一个新的复合染色体组，而且培育成功棉花异源四倍体新种质。新育成的亚比棉集棉、油、蛋白质多用途于一体，并具有抗病虫、鼠害的优良种性，与采用常规方法育成的棉花品种相比，其推广应用前景更为广阔。

2 原生质体培养技术

2.1 原生质体培养原理

植物原生质体是指用特殊方法脱去细胞壁后裸露的有生活力的原生质体团。这种裸露的细胞原生质团，仍然具有细胞的全能性，在适宜的外界环境条件下，还可形成细胞壁，进行有丝分裂，形成愈伤组织再生植株。原生质体培养就是以这种裸露的细胞原生质体作为外植体进行离体培养。进行原生质体培养的主要目的，是实现远缘物种的体细胞杂交，外源DNA 染色体或细胞器的导入，从而对受体植物进行遗传性状的改良。原生质体分离培养及再生的成功，为转移与导入外源DNA、改良作物品质，提高产量，提提供了一种创新的技术途径。

2.2 植物原生质体培养技术的开发应用进展

鉴于原生质体培养在农作物新品种选育上所起的特殊作用，近20 年来世界各国都曾投入大量的人力、物力、财力，对小麦、水稻、玉米、棉花、大豆等主要农作物的原生质体的培养技术，进行了开发与应用研究，并取得了令人注目的进展。在日本已利用原生质体培养等技术培育成功水稻、马铃薯、蔬菜和果树新品种。美国已育成了抗除草剂的大豆、油菜和烟草新品种。中国已在粮、棉、豆类、蔬菜与药用植物在内的40 多种农作物上获得原生质体培养的再生植株。其中由中国科学院遗传研究所与河北农林科学院合作，以小麦推广品种徐州211 为供试材料，通过调整培养基中还原氮的含量，交换使用不同水平的2.4-D 等手段，首次育成的小麦原生质体再生植株；由中国科学院遗传所与植物所合作，以多杆、多穗青饲玉米品种为供试材料，采用液体浅层培养、看护培养和琼脂珠培养3 种方法，并通过所建立的基因型筛选，愈伤组织诱导，继代培养和细胞悬浮培养的原生质体再生体系，培养成功中国首株玉米原生质体再生植株。以上这两项研究成果，均达到国内先进水平[2]。继1987 年山西省

农科院棉花所在中国首次完成棉花细胞悬浮培养成功再生植株之后，该所又与江苏农科院遗传生理研究所协同攻关，以陆地棉312、201品种胚性细胞原生质体中培养出胚状体与再生植株。这是继中国首次完成小麦、水稻、玉米、大豆等作物原生质株培养成功的再生植株之后又取得的一项处于国际领先水平的研究成果[3]。

3 花药( 粉) 培养技术

3.1 花药( 粉) 培养原理

花药（粉）培养又称“ 单倍体育种” 。是利用细胞全能性与可进行单性发育的原理，将花药（粉）接种在培养基上进行离体培养。先培养成单倍体植株，再经染色体加倍，获得遗传性状相对稳定的纯合体，从中选育出遗传性状符合育种目标需求的优良单株，定向培育成新品种。由于细胞培养能缩短育种年限，加速育种进程，开辟了克服远缘杂种不育的新途径，已成为世界各

国普遍采用的育种新技术。

3.2 花药( 粉) 培养技术在作物育种开发应用进展

目前，世界各国通过花药（粉）培养育成植株的植物超过1000 种，已育成花培品种的农作物有小麦、玉米、油菜、烟草、马铃薯等30 多种。美国采用花培技术培育成功的高蛋白水稻品种蛋白质含量比常规育成的品种高

6%~10%。中国的花培育种居世界领先地位，采用筛选出应用范围较广的N6 培养基与马铃薯培养基，现已育成花粉植株的作物有65 种。其中水稻、小麦、小黑麦、玉米、烟草、甘蔗、甜菜、茄子、杨树等19 种作物、蔬菜、果树与林木的花粉植株为中国首先育成。中国通过花粉培养育成的农作物新品种达60 多个，在“ 九五” 期间推广种植面积达333.3×104hm2；其中由中国科学院作物育种栽培研究所育成的“ 中花8号” 、“ 中花9号” 水稻花培品种推广面积达33.3×104hm2；北京市农科院育成的小麦花培品种“ 京花 1 号” 蛋白质含量高达16.7%，比对照增产16.9%，推广面积超过20×104hm2；由中国科学院遗传所育成的小麦花培品种“ 花培 1 号” 。广东省植物研究所育成的水稻花培品种“ 单籼 1 号” ，以及湖南省水稻所新育成的具有早熟、高产、抗病性能强的水稻花培品种“ 湘花 1 号” 等都已在生产上大面积推广[4~6]。中国还将花培技术用于“ 籼粳杂交” 、杂交稻选代和杂种优势固定。如江苏里下河农科所采用花培技术提纯杂交水稻不育系，不育程度达100%，纯度达99.9%；安徽省铜陵县农科所用“ 南优 2 号” 、“ 汕优6号” 等品种通过花粉培育成功不需要制种的杂交稻“ 南花 5 号” 、“ 汕花62 号” 等新品种，比原组合增产16%以上，“ 九五” 期间，这些新育成的品种已在安徽、湖南等省区推广种植面积达到6.67×104hm2；

4 体细胞培养与无性系变异筛选

4.1 体细胞培养

体细胞培养是以种子发芽后的胚轴、子叶或植株的叶片、茎杆等体细胞进行培养，诱导愈伤组织、胚胎再生，形成胚状体后进而诱导形成再生植株。由于体细胞培养的再生植株群体中存在广泛的变异，很多有利的变异是可以遗传的，从中可以筛选出符合育种目标要求的种质材料。在体细胞培养过程中，可以采用各种培养方法对所培养的体细胞再生植株进行筛选。国内外专家已采用体细胞培养技术筛选出抗枯、黄萎病、耐盐、耐高温的棉花植株。中国农科院棉花所在棉花细胞培养方面也取得了新的进展，他们从供试的13 个陆地棉品种的下胚轴到体细胞的培养中全部获得不同发育阶段的胚状体，其中不少以形成有

根、茎、叶分化的胚苗与试管苗[7]。

4.2 无性繁殖突变体的筛选进展

在生物个体生长发育过程中，经常会发生体细胞基因突变和染色体重组，因此，在体细胞离体培养的过程同样会产生遗传变异，由较高的突变率，将其中产生有利变异的突变体筛选出来培养成苗，即可培育出优良新品种。中国湖南农业大学的专家以芥菜型油菜为供试材料，通过子叶培养已获得黄籽、高含油量、早花、分枝增加的突变体；从甘蓝型子叶和下胚轴培养中已获得耐盐 1.25%NaCl）突变体，该突变体能够积累游离脯氨酸，生长发育良好，植株变短，千粒重增加，其耐盐性可通过种子传递[8]。

5 组织培养技术

5.1 组织培养技术原理与方法

组织培养一般是指在无菌条件下，将植物的组织与器官进行培养，使其在培养基上进行细胞分裂，愈伤组织的分化与生长发育，重新形成再生植株。组织培养主要采用愈伤组织培养、细胞悬浮液培养与原生质体培养3 种方法。

5.2 组织培养技术在作物育种上的开发应用

据《日经产业新闻》报道，日本三共公司的专家采用组织培养技术，培育成功分别命名为“ 日本晴” 和“ 越光” 的两个高产、抗除草剂，适合于直播栽培的短粒水稻新品种。中国宁夏农科院甜菜、糖业研究所从1974 年就开始进行甜菜组织离体培养研究，终于培养成功无性繁殖系。诱导绿苗分化率最高可达10.3%，诱导生根率32%~80%，移栽成活率高达83%~92%，已获得一大批再生植株和无性系种。此外，中国还采用组培技术，培养成功玉米、大麦、苎麻、葡萄、苜蓿、花卉、草莓、柑桔、枇杷、罗汉果、猕猴桃等试管苗。

5.3 利用组织培养技术进行种苗快速繁殖

世界各国早已采用组织培养技术进行蔬菜、花卉与中药材种苗的脱毒繁殖与工厂化生产。如美国采用组织培养法生产杂交芹菜人工种子，一株芹菜可培育出数百万粒种子；能够使非洲紫罗兰年繁殖率比原来常规方法提高10 万倍。澳大利亚的专家利用组织培养技术选育的荔枝品种12 个月即可结果，而采用常规方法育成的荔枝品种需要生长7 年后才能结果。采用组培技术育成的草莓新品种，不仅将结果期由3 年缩短为一年。而且产量由9880kg/667m2,提高46130kg/667m2。西欧各国采用组织培养技术繁殖种薯、蔬菜、花卉、果树及各种经济作物的脱毒试管苗，一株草莓可繁殖100 多万株苗。美国、日本、荷兰、新加坡等国，采用组织培养技术繁殖兰花、水仙等名贵花卉，形成强大的兰花产业，荷兰每年出口名贵花卉的总金额达15 亿美元；美国每年快速繁殖出售兰花的产值达5000~5000万美元。中国采用组织培养技术，育成苗的园艺、植物达100 多种，已在13 个科30 多种作物上快速繁殖出无病种苗，大面积用于生产。如中国能够用水稻的茎、幼穗、叶鞘、枝梗、子房、胚乳，原生质体等诱导成苗，一株水稻可育苗2.4 亿株。又如中国广西的甘蔗生产，每年工厂化育苗300 万株。种植面积达 3.33×104hm2，年获利60 多万元。

6 体细胞杂交技术

6.1 体细胞杂交技术育种的原理、方法与优点

体细胞杂交技术育种是细胞生物学与植物分子遗传学相结合后发展起来的一项育种新技术。体细胞杂交又称“ 细胞融合” ，它是指将两种不同植物的体细胞用酶分解法分别除去细胞壁，分离成裸露的原生质体，再使两种原生质体融合成功杂种细胞，然后利用细胞的全能性在培养基上重新增生细胞壁，并进行细胞

的分裂、分化与生长发育，再经诱导形成杂种植株，从中选优去劣，按育种目标要求定向培育出新品种，并有可能创造出新物种。该项技术具有以下优点：能够打破种间杂交障碍，扩大物种杂交范围，提高物种变异频率，缩短育种周期，提高育种效果，为农作物育种开辟了新的领域与创新的技术途径。

6.2 体细胞杂交育种进展

6.2.1 国外体细胞杂交育种技术开发应用进展

近20年来，世界各国已应用体细胞杂交育种技术获得16 个科、70 多个种内、种间、属间与族间的体细胞杂交种。其中最引人注目的成果是原西德、美国和日本等国家的专家，将番茄的叶肉细胞与马铃薯的块茎细胞相融合，选育成功“ 番茄薯” 和“ 薯番茄” 新品种，其中所育成的“ 番茄薯” 新品种，地上部分能结番茄，地下部分能结马铃薯[9]。前苏联的专家采用细胞杂交技术，将马铃薯与野生茄属植物的细胞融合，培育成功能抗除草剂的马铃薯新品种，他们还利用该项技术培育成功能够耐低温的油菜、芫菁和白菜新品种[10]。日本东北大学农业研究所等单位的专家首次采用体细胞杂交技术，育成了甘蓝与白菜的体细胞杂交种，从而丰富了遗传变异，并为克服有性远缘杂交的不亲合性开创了新的技术途径。日本农林水产省蔬菜、茶业试验场的专家采用体细胞杂交技术，分别培育成功结球甘蓝与小松菜（油菜变种），结球甘蓝与芫菁的种间杂交种。日本的专家们还将马铃薯野生种的细胞与栽培种的细胞融合成功，育成体细胞杂交种[10]。水稻野生种与栽培种的远缘杂种株的选育，已由日本工程研究所的专家首先突破。他们采用体细胞杂交技术，获得了水稻野生种与栽培种互相融合为结合子的体细胞杂种株，将野生稻的优良性状导入栽培稻，育成了能够抗病虫害、冷害、早害与盐碱为害的水稻新品种。该研究所的专家们还将C3植物水稻与C4稗的细胞与融合成功，将稗所具有的抗病虫、耐寒、抗旱、抗倒伏与高光合效率将优良性状的遗传基因导入水稻，选育成功“ 稻稗” 新品种。

6.2.2 国内体细胞杂交育种进展

中国清华大学生物科学技术系和中国农科院生物技术中心合作，利用自制的“ DR-1” 型多功能细胞融合仪，成功地进行了细胞质雄性不育的甘蓝叶内原生质体与白菜悬浮细胞原生质体融合，异源融合率达到46%。异核体经培养获得愈伤组织，并在分化培养基上再生了根系，育成功体细胞杂交种[11]。中国湖南大学油料作物研究所通过拟南芥菜和白菜型油菜原生质体的融合，获得了自然界不存在的属间体细胞杂种———拟南芥油菜。他们还采用PEG （聚乙二醇）融合法，进行了甘蓝型油菜和新疆野生油菜叶肉原生质体的融合，获得54 株融合杂种。

7 植物细胞工程技术开发应用前景展望

据测算，优良品种对农作物增产的贡献率一般为33%。因此，大力推广优良品种，就成为实现中国农业“ 高产、优质、低耗” 发展目标的主要途径。随着农业科技进步，农业生产的不断发展与人类对农产品的日益增长的需要，必然要求育成更多高产、优质、多抗与用途多样化的农作物品种用于农业生产。要实现上述育种目标，就必须采用科学、先进与创新的育种新技术。通过以上染色体工程技术、原生质体培养、花药培养与无性系变异筛选、组织与体细胞杂交技术在农作物育种上开发应用所取得新进展的综述，充分展示了植物细胞工程技术对加快农作物新品种的育种进程，缩短育种年限，扩大变异范围，拓宽育种领域，打破种间杂交障碍，提高育种水平所起到的重要作用。因此，可以

预测并展望细胞工程技术在加速21世纪各种农作物育成进程，促进农业生产的发展与农业高新技术的产业化，必将具有更为广阔的开发应用前景。

参考文献

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2赵军良, 等. 植物原生质体培养方法上的进展[J]. 山西农业科学,

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3陈志贤,等.棉花组织培养与基因工程展望[J].山西棉花,1998,(2):

23~28

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8王爱云,等.植物细胞工程技术在油菜育种的应用现状与进展[J].

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10孙国风.日本的农业生物技术[J].世界农业,1997,(6):46~48

11李培夫.细胞工程技术在作物上育种上的应用新进展[J].新疆农垦

科学,2000,(3):1~4

（责任编辑：秦守亮）

植物细胞工程在农业生产中的应用

细胞工程是指体外人工培养细胞，通过细胞杂交的方法人为改变细胞的某些生物学特性，加速动物或植物个体繁殖，改良种质或创造生物新品种及获得某些有用物质的过程[1]。植物细胞工程是一门以植物组织培养为基础，具有广泛应用前景和实用价值的生物技术，其理论基础是植物细胞的全能性。植物细胞培养是指可以把植物的胚、胚轴、根、茎、叶、花、果实、种子、花粉或分生组织等任一部分离体培养成为植株；植物细胞杂交是指分离植物体上的细胞后用纤维素酶除去细胞壁，使其变为原生质体，在灭活的仙台病毒或PEG 诱导下促进不同品种的两个细胞完成杂交过程，从而培养为杂种植株[2]。目前，根据人们的需要已经相继完善和发展了一些具有特色的植物细胞工程实用技术，包括植物细胞组织培养技术、无性快繁技术及单倍体育种技术等，这些技术在脱毒苗生产、经济植物快繁、植物新品种选育及有用次生代谢产物生产方面发挥了重要作用[3]。1 植物细胞工程在脱毒苗生产方面的应用 长期进行营养繁殖的农作物及果树、蔬菜等 往往会积累许多病毒和类病毒，病毒和类病毒的感染常导致亲本性状退化，使农产品的产量和质 量明显下降。 植物细胞工程可应用于脱毒苗生产，一般多采用茎尖脱毒的方法，通过茎尖组织培养 可以获得无病毒和类病毒感染的再生苗。如茎尖 脱毒获得的脱番茄斑萎病毒（TSWV ）[4] 、脱黄瓜花叶病毒（CMV ）[5]及脱菊花病毒B （CVB ）[6]的再生苗等。近年来，中国相继出现了许多脱毒试管苗生产工厂，黑龙江、内蒙古、湖南、湖北、河南和甘肃等地都建立了生产脱毒种薯的原种场，脱毒马铃薯已经推广了近30万hm 2，平均增产50%以上。目前，草莓、苹果、柑橘和葡萄等经济植物都已建立了脱毒苗生产技术。2 植物细胞工程在经济植物快繁方面的应用 植物快繁是指利用组织培养技术，将来自优良植株的植物组织或细胞进行离体培养，短期内获得大量遗传性状一致的个体的方法。植物快繁技术在农业上有着广泛的应用，如可以使生根困难的名贵花卉大量繁殖，还可应用于杂合植物材料的快繁，因为很多优良的观赏植物和经济植物 植物生理与生物技术 植物细胞工程在农业生产中的应用 柳成荫，杨洪兵 （青岛农业大学生命科学学院，山东青岛266109） 摘要：介绍了植物细胞工程在脱毒苗生产、经济植物快繁、植物新品种选育及有用次生代谢产物生产方面的应用情况。 关键词：细胞培养；细胞杂交；脱毒苗；生物发生器；育种中图分类号：Q813 文献标识码A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2011.05.003 Application of Plant Cell Engineering in Agricultural Production LIU Cheng-yin,YANG Hong-bing （College of Life Science,Qingdao Agricultural University,Qingdao ，Shandong 266109,China ） Abstract :This article introduced the application of plant cell engineering in production of virus-free seedlings,rapid propagation of economic plants,breeding of new plant variety and production of useful secondary metabolites.Key words:cell culture;cell hybridization;virus-free seedlings;bio-generator;breeding 2011，17（5）：9-11 天津农业科学Tianjin Agricultural Sciences 收稿日期：2011-05-10；修订日期：2011-07-26 基金项目：山东省自然科学基金项目（ZR2010CL019）；青岛农业大学院重点课程建设项目（YZDK1003）作者简介：柳成荫（1989-），男，山东青岛人，在读本科生，从事植物逆境生理研究。通讯作者为杨洪兵。

作物育种学试题库汇总

《作物育种学总论》试题库 二级学院：农业科学学院 出题负责人：夏明盅吴昊尹福强华劲松 适用专业：农学 章名：01|绪论 题型：04|名词解释题（每小题2分） 难度：1|易 1．品种 答：人类在一定的生态条件和经济条件下，根据人类的需要所选育的某种作物的某种群体；这种群体具有特异性、一致性和稳定性。2．作物育种 答：作物的人工进化，适当的利用自然进化的人工进化。 3．植物学上的种子 答：指种子植物由胚胎发育而成的繁殖器官。 4．农业生产上的种子 答：指凡在农业生产上可以直接被利用作为播种材料的植物器官都统称为种子，有真正的种子，类似种子的果实，营养器官三种类型。5．DUS 答：农作物的品种的三个基本特性，既特异性、一致性和稳定性，简称DUS。

题型：02|多项选择题（每小题2分） 难度：2|中 1．（）和（）是群体进化的主要动力。 A．遗传 B．变异 C．选择 D．重组 E．突变 答：CD 题型：03|填空题（每小题1分） 难度：1|易 1．生物的进化决定于三个基本因素、和。答：遗传变异选择 2．作物育种学的基本任务包括：研究育种规律、、繁育良种，实现种子标准化三个方面。 答：培育新品种，实现品种良种化 3．作物育种和良种繁育学研究的对象分别是和。答：作物品种种子。 4．作物育种学是研究及的理论与方法的科学。 答：选育繁殖作物优良品种

题型：05|判断题，正确的划“√”，错误的划“×”。（每小题1分） 难度：1|易 1．品种的植物分类地位低于种。（） 答：× 2．作物育种实际上就是作物的人工进化，是适当利用自然进化的人工进化。（） 答：√ 题型：06|简答题（每小题5分） 难度：2|中 1．作物优良品种在发展作物生产中的作用有哪些？ 答：提高单位面积产量（1分），改进产品品质（1分），保持稳产性和产品品质（1分），扩大作物种植面积（1分），有利于耕作制度的改良、复种指数的提高、农业机械化的发展及劳动生产率的提高（1分）。 2．作物育种学的基本任务是什么？ 答：研究作物的性状及其遗传规律（2分）；2搜集和创造种质资源（1分）；研究良种繁育的方法和技术（1分）；培育农作物的新品种（1分）。 3．作物育种学研究的主要内容包括哪几个方面？ 答：育种目标的制定及实现目标的相应策略（1分）；种质资源的搜

细胞工程近十年的研究进展

细胞工程 细胞工程是生物工程的一个重要方面。总的来说，它是应用细胞生物学和分子生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。 根据设计要求，按照需要改造的遗传物质的不同操作层次，可细胞工程学分为染色体工程、染色体组工程、细胞质工程和细胞融合工程等几个方面。 (1)染色体工程染色体工程是按人们需要来添加或削减一种生物的染色体，或用别的生物的染色体来替换。可分为动物染色体工程和植物染色体工程两种。动物染色体工程主要采用对细胞进行微操作的方法(如微细胞转移方法等)来达到 转移基因的目的。植物细胞工程目前主要是利用传统的杂交回交等方法来达到添加、消除或置换染色体的目的。 (2)染色体组工程梁色体组工程是整个改变染色体组数的技术。自从1937年秋水仙素用于生物学后，多倍体的工作得到了迅速发展，例如得到四倍体小麦，八倍体小黑麦等。 (3)细胞质工程又称细胞拆合工程，是通过物理或化学方法将细胞质与细胞核分开，再进行不同细胞间核质的重新组合，重建成新细胞。可用于研究细胞核与细胞质的关系的基础研究和育种工作。 (4)细胞融合工程是用自然或人工的方法使两个或几个不同细胞融合为一个 细胞的过程。可用于产生新的物种或品系(植物上用得多，动物上用得少)及产生单克隆抗体等。其中单克隆抗体技术利用克隆化的杂交瘤细胞分泌高度纯一的单克隆抗体，具有很高的实用价值，在诊断和治疗病症方面有着广泛的应用前途。 大规模的细胞培养可分为三个层次：单个细胞培养、组织培养和器官培养。植物细胞和原生质体培养技术可以用于育种，也可用于各类植物的快速繁殖，在培养无毒苗、长期贮存种子和生产次生代谢产物等方面发挥作用。动物细胞培养技术可用于制取许多有应用价值的细胞产品，如疫苗和生长因子等。利用细胞培养系统可进行毒品和药物检测；一些培养细胞可用于治疗。

植物细胞工程与育种

植物细胞工程与育种教学设计 目标展示 能说出植物细胞工程具体有哪些应用；掌握单倍体育种的过程和优点。 要点导学 1、植物组织培养技术的应用有哪些？ 2、植物细胞代谢产物的工厂化生产 （1）植物细胞培养的过程 （2）植物细胞培养和植物组织培养的区别？ 植物组织培养的目的是，植物细胞培养的目的是获得大量植物细胞，提取。植物组织培养一般用 培养基，而植物细胞培养用培养基。 （3）植物细胞培养举例 培养金鸡纳树细胞，获得治疗疟疾的良药。培养红豆杉的细胞，提取抗肿瘤药物。 感悟反思 3、单倍体育种 由高杆抗病水稻和矮杆易感病水稻，培育矮杆抗病水稻的不同方法 杂交育种图示单倍体育种图示 总结单倍体育种有关知识 原理：，方法：，优点：。 达标检测 1、（2013江苏高考，11）某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快 推广种植,可应用多种技术获得大量优质苗,下列技术中不能选用的是 A. 利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗 B. 采用花粉粒组织培养获得单倍体苗 C. 采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上 D. 采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养

2、（2013江苏高考，25）现有小麦种质资源包括:①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求,育种专家要培育 3 类品种:a. 高产、抗病；b. 高产、早熟；c. 高产、抗旱。下述育种方法可行的是（多选） A. 利用①、③品种间杂交筛选获得 a B. 对品种③进行染色体加倍处理筛选获 得 b C. a、b、c的培育均可采用诱变育种方法 D. 用转基因技术将外源抗旱基因导入③ 中获得c 3、（2015年江苏高考，20）下图为制备人工种子部分流程示意图,下列叙述正确的是 A. 胚状体是外植体在培养基上脱分化形成的一团愈伤组织 B. 该过程以海藻酸钠作为营养成分,以CaCl2 溶液作为凝固剂 C. 可在海藻酸钠溶液中添加蔗糖,为胚状体提供碳源 D. 包埋胚状体的凝胶珠能够隔绝空气,有利于人工种子的储藏 4、（2014江苏高考，29）为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题：Array（1）外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称 为。 （2）在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度 和pH的变化如右图所示。细胞干重在12 d 后下降的 原因有； 培养液中蔗糖的作用是、 。 （3）多倍体愈伤组织细胞中产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经 处理，会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目,压片前常用纤维素酶和 酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞（2n）经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞，合 理的解释是、。 （4）为了更好地获得次生代谢产物，生产中采用植物细胞的固定化技术，其原理与酵母细 胞固定化类似。下列说法正确的有（填序号）。 ①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋②必须在光照条件下培养 ③培养过程中需通空气④固定化后植物细胞生长会变慢 5、（2012江苏高考，28）科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见图。图中A、B、C、D表示4个不同的 染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因 的染色体。请回答下列问题： （1）异源多倍体AABBCC是由两种植物AABB与CC远缘杂交 形成的后代，经诱导染色体数目 加倍培育而成，还可用植物细胞工程中方法

植物细胞工程练习题及(附答案)

植物细胞工程测试题 一、单选题： 1．植物组织培养是指（） A．离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织B．愈伤组织培育成植株 C．离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体D．愈伤组织形成高度液泡化组织2．植物体细胞杂交的结果是（） A.产生杂种植株B．产生杂种细胞C．原生质体融合D．形成愈伤组织 3．如图是“白菜一甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是（） A．图示“白菜—甘蓝”植株不能结子 B．愈伤组织有叶绿体，代谢类型是自养需氧型 C．上述过程中包含着有丝分裂、减数分裂和细胞分化等过程 D．“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是细胞全能性表达的结果 4．不能人工诱导原生质体融合的方法是（） A.振动 B.电刺激 C.PEG试剂D．重压 5．植物细胞表现出全能性的必要条件是（） A.给予适宜的营养和外界条件 B.脱离母体后给予适宜营养和外界条件 C.导入其他植物细胞的基因 D.将成熟筛管细胞核移植到去核的卵细胞内 6．植物组织培养过程中的脱分化是指（） A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞 B．未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程 C．植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程 D.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程 7.下列植物细胞全能性最高的是（） A.形成层细胞 B.韧皮部细胞 C.木质部细胞 D.叶肉细胞 8．植物组织培养过程的顺序是（） ①离体的植物器官、组织或细胞②根、芽③愈伤组织 ④脱分化⑤再分化⑥植物体 A．①④③⑤②⑥B．①④③②⑤⑥C．①⑤④③②⑥D．⑥①④③⑤②

9．下列有关细胞工程的叙述不正确的是（） A. 在细胞整体水平上定向改变遗传物质B．在细胞器水平上定向改变遗传物质 C．在细胞器水平上定向改变细胞核的遗传物质 D．在细胞整体水平上获得细胞产品 10．对人工种子正确的解释是（） A．通过科学手段人工合成的种子B．利用植物组织培养技术获得的种子 C．种皮能自我生成的种子D．人工种子发芽率低 11．有关全能性的叙述，不正确的是( ) A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高 B．生物体内细胞由于分化，全能性不能表达 C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高 D．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性 12．马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是（） A．选择优良品种进行杂交B．进行远缘植物体细胞杂交 C．利有芽尖进行组织培养D．人工诱导基因突变 13．用植物组织培养技术，可以培养或生产出（） A．食品添加剂B．无病毒植物 C.人工种子D．前三项都是 14．科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入培养基中培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是（） A．彼此性状相似B．变异频率较高C．单倍体D．都是纯合子 15．植物的微型繁殖技术是指（） A．植物体细胞杂交技术B．嫁接C．营养繁殖D．植物组织培养 16．胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的（） A．愈伤组织B．再分化C．形成完整植株D．取离体组织 17．运用植物组织培养技术，可以培育或生产出（） A．细胞产物——生物碱B．无病毒植物C．人工种子D．以上都是 18．植物的微型繁殖的优点是（） A．取材少B．培养周期短C．繁殖率高D．以上都是 19．（08江苏高考）下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是（） A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化 C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织 D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同 20.（08天津）为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法，图中两对相对性状独立遗传。

现代生物技术在育种中的应用及展望

现代生物技术在育种中的应用及展望。 现代生物技术也称生物工程是在分子生物学基础上建立的创建新的生物类 型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。现代 生物技术综合基因工程、分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、有机化学、无机化学、物理化学、物理学、信息学及计算机科学 等多学科技术，可用于研究生命活动的规律和提供产品为社会服务等。随着基 因组计划的成功，在系统生物学的基础上发展了合成生物学与系统生物工程学，开发生物资源，涉及农业生物技术、环境生物技术、工业生物技术、医药生物 技术与海洋生物技术，乃至空间生物技术等领域，将在21世纪开发细胞制药厂、细胞计算机、生物太阳能技术等发挥关键作用。 现代生物技术在农业育种上的应用主要有：作物组织培养技术、体细胞杂 交技术、农作物人工种子、转基因育种技术、分子标记育种技术等。农作物组 织培养技术主要用于品种培育和良种繁育，其次用于无性繁殖作物的脱毒和快 速繁育以及种质资源的保存；体细胞杂交可以创造出更有经济价值或更广泛适 应性的作物新品种；人工种子可对一些自然条件下不结实或种子昂贵的作物进 行繁殖，缩短育种年限，并可人为控制作物生长发育和抗性，防止种性退化；转基因育种是对农作物进行基因转移，使其获得新的优良品性，培育出具有抗寒、抗旱、抗盐、抗病虫害等抗逆特性及品质优良的作物新品系；分子标记辅 助育种技术是利用与目的性状基因紧密连锁的的分子标记，鉴定和筛选具有目 的性状的种质资源和育种后代，或分析和评价种质资源、亲本之间的亲缘关系 的一种方法，与传统育种依表现型进行选择相比，该项技术具有选择效率高， 结果准确等特点，特别是对隐性基因控制的性状选择更为有效。 现代生物技术在棉花育种中已经广泛应用。细胞工程中, 通过胚珠培养、 体细胞培养等技术获得了一些新种质材料;基因工程方面, 随着农杆菌介导法、 基因枪轰击法及花粉管通道法等技术的突破, 在棉花抗病虫害和及抗除草剂等 方面的育种获得成功, 相应的新品种已开始了商业化生产。我国棉花生物技术 在抗棉铃虫等方面达到世界领先水平,其他方面尚有差距。 现代生物技术中的单倍体育种技术、基因工程育种、分子标记辅助育种等 生物技术手段与常规育种技术的有机结合提高了玉米育种的效率, 开辟了玉米 育种的新途径。利用单倍体育种技术选育自交系已经成为自交系选育的重要手段、利用分子标记划分玉米杂种优势群和杂种优势模式已经得到了大家的认可 并在育种实践中加以应用, 转基因玉米已经逐步从实验室走向田间, 并将很快实 现产业化。而高成本、掌握难、重复性和通用性差等问题仍然制约着生物技术 在玉米育种中应用。 现代生物技术在育种中的应用，大大加快了育种速度，缩短了育种年限， 同时也为品种改良开辟了新的道路，是现代育种中不可或缺的技术手段。应加 大对现代生物技术的投入与研究力度，因为我国的生物技术水平，在现阶段，

植物细胞工程综合大实验

植物细胞工程综合大实验（一） ——培养基配制和无菌操作 一、实验目的与要求 熟练掌握器皿的洗涤 MS培养基的配制分装 培养基和物品的高压灭菌 实验室的消毒灭菌 植物材料的取材及流水冲洗 无菌操作 材料的培养观察 二、实验原理 植物细胞的全能性。 三、仪器设备与器具 电子天平、移液枪、冰箱、高压锅、超净工作台、 三角瓶、烧杯、容量瓶、培养皿、搪瓷缸、镊子、 解剖刀、酒精灯、试剂瓶、玻璃棒、线绳、pH试纸、封口膜、试管刷、洗涤剂、打火机等。 四、实验材料 彩云阁茎段（用于诱导愈伤组织） 茎节（用于诱导芽） 五、实验方法与步骤 （一）器皿的洗涤

一般器皿 有培养物但未污染的器皿 有培养物且污染的器皿 （二）MS培养基的配制分装 1、MS培养基母液的配制 母液A-F，每组配制A-E 100ml、F 50ml 0.1%升汞的配制 75%酒精的配制 6-BA NAA 2、MS培养基的配制 按每人配制100ml，分5小瓶。 过程如下；每组按1L配制，先取容器内加70%的蒸馏水； 加入蔗糖30g/L；量取母液A-F；加入PGR（自己设计）；用容量瓶定容；用0.1-1N NAOH或HCl调整pH5.6-5.8；每人分100ml；加琼脂粉8g/L；分装到5个小三角瓶中、封口。 （三）培养基和物品的高压灭菌 培养基、无菌水（每组至少5瓶）、空瓶（每组至少2个）、烧杯（每组至少1个）、培养皿（每组至少一套）、接种工具（2套），包好或者分好以备高压灭菌。 高压锅的使用。 （四）实验室的消毒灭菌

75%的酒精擦拭超净工作台内表面，新洁尔灭水进行超净工作台外表面、培养架表面、墙壁及其他房间表面的擦拭。 （五）植物材料的取材及流水冲洗 选取适宜的彩云阁茎节及茎段，切割成适宜大小后放在流水下冲洗。 （六）无菌操作 演示。 （七）材料的培养观察 接种完的材料放在培养室的培养架上进行培养。培养初期每天观察一次，持续1周。之后每2-3天观察一次。 统计指标： 污染率（%）= （污染的外植体个数／接种外植体的总数）×100%。 愈伤组织诱导率（%）= （长愈伤外植体个数／接种外植体总数）×100%。 芽诱导率（%）= （长芽外植体个数／接种外植体的总数）×100%。（八）结果与分析

植物细胞工程应用及发展前景

攀枝花学院 Panzhihua University 植物细胞工程应用及发展前景 院（系）：生物与化学工程学院 专业：生物工程 班级：2009级生物工程 学生姓名：顿茹兰学号:20091020092007

植物细胞工程应用及发展前景 顿茹兰 200910902007 攀枝花学院生物与化学工程学院, 四川攀枝花617000 【摘要】植物细胞工程是一门以植物组织培养为基础,具有广泛应用前景和实用价值的生物技术。目前根据人们的需要已经相继完善和发展了一些具有特色的实用技术,这些技术的发展和应用,使植物细胞工程在人类现生活中的地位更加突出,并发挥着越来越重要的作用。 【关键词】植物细胞工程应用发展前景 植物细胞工程是一门以植物组织培养为基础,具有广泛应用前景和实用价值的生物技术。随着该技术的不断完善和发展,植物细胞工程已经在部分经济植物的育种和繁殖中发挥着十分重要的作用。目前根据人们的需要已经相继完善和发展了一些具有特色的实用技术,包括植物细胞培养技术、无性快繁技术、制备转基因植物、单倍体育种及胚胎培养等[5]。这些技的发展和应用,使得植物细胞工程在人类的现代生活中的地位更加突出,并在经济植物快繁、植物新品种选育和有用次生代谢产物的生产方面发挥了重要的作用。 一、植物细胞工程的概念 植物细胞工程（plant cell engineering）是以植物细胞为基本单位在体外条件下进行培养、繁殖和人为操作，改变细胞的某些生物学特性，从而改良品种加速繁育植物个体或获得有用物质的技术。植物体的细胞中，含有该植物所有的遗传信息。在合适的条件下，一个细胞可以独立发育成完整的植物体。利用细胞的这种全能性，生物学家通过组培来繁殖名贵花卉、消灭果树上的病毒，以及通过对细胞核物质的重新组合，进行植物遗传改造等。 1、植物细胞工程的简要概述 在合适的条件下，一个细胞可以独立发育成完整的植物体。利用细胞的这种

植物细胞工程

HUAZHONG AGRICULTURAL UNIVERSITY 烟草叶片愈伤组织诱导与植株再生的研究Research on Callus Induction and Plant Regeneration of Tobacco Leaves 姓名: 黄金波 CANDIDATE：Huang-Jin Bo 学号: 2012304200510 STUDENT ID：2012304200510 课程: 植物细胞工程实验CURRICULUM：Plant Cell Engineering Experiment 班级: MAJOR: 生技1201班Biotechnology 1201 指导老师：SUPERVISOR：柳俊齐迎春陈浩 Liu-Jun Qi-Ying Chun Chen-Hao 中国武汉 WUHAN， CHINA

二○一四年十二月DEC, 2014

烟草叶片愈伤组织诱导与植株再生的研究 黄金波 华中农业大学生命科学技术学院生技1201班 [摘要] [目的]以烟草叶片为材料，通过这次实验，基本掌握植物愈伤组织诱导与植株再 生的原理和方法，熟练掌握相关实验操作技术；另外，通过本次实验，完成烟草植株再生，并对比光照和黑暗等不同方法，对诱导愈伤组织状态和诱导率的影响，进行结果分析。 [方法]在无菌条件下，把烟草叶片剪成1cm2大小的小方块，先通过含0.25mg/L NAA和0.25mg/L BA的MS诱导培养基在光照和黑暗条件下诱导培养；三周后，转接到含0.25mg/L NAA和1.0mg/L BA的MS分化培养基中光照培养；两个月后，观察结果，统计分析。 [结果]诱导培养后，在光照条件下和在黑暗条件下培养的均有67.7%的被污染了；用剩下的33.3%全部接种到分化培养基上培养。结果表明分化率在光照条件下和在黑暗条件下无差别；每个愈伤组织分化芽数在光照条件下明显多于在黑暗条件下诱导；分化芽状态在黑暗和光照条件有一定的区别，分化植株苗在光照和黑暗条件下诱导没有明显区别。 [结论]光照条件和在黑暗条件下诱导可以影响愈伤分化芽数和分化芽状态。 [关键词] 烟草叶片；愈伤组织；细胞工程；分化；诱导；植株再生 Research on Callus Induction and Plant Regeneration of Tobacco Leaves Huang-Jin Bo Huazhong Agriculture University , College of Life Science and Technology , Biotechnology 1201 [Abstract] [Objective]Using tobacco leaves as materials, through the experiment, we should handle the basic principle and method of plant callus induction and plant regeneration，master related experiments’technology; In addition, through this experiment, to complete the tobacco plant regeneration, and compared different methods of callus induction, such as light and dark state, and the effects to the state and induction rate, then analyzing the results. [Method]The tobacco leaf was cut into 1 cm2 size small squares under aseptic conditions. Firstly induced in the MS induction medium with 0.25 mg/L NAA and 0.25 mg/L BA, under the condition of light and dark, respectively; Three weeks later, transferred to MS differentiation medium with 0.25 mg/L NAA and 1.0 mg/L BA culturing under light; Two months later , observing the results, and analyzing the statistics. [Results]After the induction culturing, 67.7% materials were polluted both under the condition of light and dark; rest 33.3% materials were inoculated to the differentiation medium, continuing to cultivate. As a result, it was successfully. The results show that there are no obvious differences between with the light condition and dark condition. Each number of callus bud differentiation under the condition of the light induced significantly more than in the

细胞工程课件习题 答案

第三章植物组织与细胞培养的基本原理. 一、单选题 1 A进化论C基因决定论D细胞多样性 2、植物组织培养的培养基不含 A含N物质B碳源D生长激素 3、过滤除菌适用对象_ __。 A玻璃器皿B塑料器皿C金属器皿D易被高温破坏的材料如抗生素、激素等试剂 4、将___ 重新转移到成分相同的新鲜培养基上生长的过程称为继代培养。 A外殖体B愈伤组织 C 生根苗 D 幼苗 5、下列植物细胞全能性最高的是（） A. 形成层细胞 B. 韧皮部细胞 C. 木质部细胞 D. 叶肉细胞 6、植物组织培养过程中的脱分化是指（） A. 植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞 B. 未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程 C. 植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程 D. 取植物的枝芽培育成一株新植物的过程 三、判断题 1、根尖、茎、芽、嫩叶、种子、花粉均是植物组织培养外殖体的来源。( √) 2、一个细胞由分生状态转变为成熟状态的过程，叫脱分化。( ×) 3、所有的植物培养材料都必须高压灭菌锅灭菌121℃、15分钟。( ×) 4、继代培养的最适时间是愈伤组织的生长达到高峰期时。（×） 5、高温处理和低温处理均是控制胚状体同步化的方法（×） 第四章植物离体无性繁殖和脱毒技术 一、选择题（单选） 1. 甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的 A. 有丝分裂 B. 分化 C. 减数分裂 D. 全能性 2、人工种子是指植物离体培养中产生的胚状体，包裹在含有养分和具有保护功能的物质中，并在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体。下列与人工种子形成过程无关的是（） A．细胞的脱分化和再分化B．细胞的全能性C．细胞有丝分裂D．细胞减数分裂 3. 植物组织培养依据的原理，培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是（） ①体细胞全能性②离体植物器官，组织或细胞③根，芽④生长素和细胞分裂素 ⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织⑦再分化⑧脱分化⑨植物体 A. ①、②⑧⑥⑦③⑨、④ B. ①、②⑦⑥⑧③⑨、⑤ C. ①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤ D. ①、②⑨⑧⑥⑦③、④ 4. 有关细胞全能性的叙述中，不正确的是（） A. 受精卵在自然条件下能够使后代细胞形成完整的个体，全能性最高 B. 卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高 C. 生物体内细胞由于分化，全能性不能表达 D. 植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性 5、胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的（） A．愈伤组织B．再分化C．形成完整植株D．取离体组织 二、判断题 1、无病毒苗（脱毒苗）就是植物体已没有病毒感染了（×） 2、茎尖外植体的大小与脱毒效果成正比。（×）

植物细胞工程试题及详细解答

植物细胞工程试题及详细解答 1 植物组织培养的过程可以归纳为：①脱分化②再分化③→④，对 ）D 此叙述有错误的是（A．②→③的再分化过程中，细胞增殖的方式为有丝分裂 B．植物组织培养依据的原理是细胞的全能性 C．③→④过程指植物的营养生长和生殖生长阶段 D．将①经脱分化培养成②时，再植上人造种皮可获得人工种子E．从理论上讲①可以是植物体的每一个细胞 F．①→③的培养过程中，应在培养基中加入水，无机盐，蔗糖，氨基酸，植物激素等 解析：A、愈伤组织再分化形成胚状体，细胞增殖的方式为有丝分裂，A正确； B、植物组织培养依据的原理为植物体细胞的全能性，即已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能，B正确； C、植物的个体发育包括营养生长和生殖生长，C正确； D、只有将离体植物细胞或组织培养成具有生根发芽能力的胚状体结构③，包裹上人造种皮可获得人工种子，D错误．E.从理论上讲正确，但一般选择分化程度低全能性大的细胞。 ）D将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是（2A. 具有完整细胞核的细胞

B. 一定的营养物质和植物激素 12 / 1 C. 离体状态 D. 导入特定基因 解析：植物细胞具有全能性的原因是每个细胞体细胞中都含有本物种体细胞的全套遗传物质。故A真确。在进行组织培养时需要立体的组织或细胞（具有完整的细胞核），若不离体只能选择性表达为不同的组织器官。故C正确。培养时还需要一定的遗传物质和植物激素（细胞分裂素生长素）B正确。而导入特定的基因是基因工程中的。）在下列各育种方式中，与组织培养技术无关的是（B3A．利用花药离体培养得到单倍体植株 B．秋水仙素处理二倍体幼苗，获得四倍体植株 C．通过组织培养培育人工种子 D．通过体细胞杂交培养“番茄一马铃薯”杂种植株 解析：花药离体培养时将花粉培育为新个体。A正确。秋水仙素处理二倍体幼苗，获得四倍体植株是利用染色体变异的原理。B错误。人工种子是将植物细胞经过组织培养形成胚状体再包装成人造种子C 正确。通过体细胞杂交培养“番茄一马铃薯”杂种植株采用了植物组织培养技术。D正确。 ）A4下列有关植物细胞与组织培养的叙述中，错误的是（A. 花药、胚不能作为组织培养的材料 B. 植物细胞具有全能性

2.1.1植物细胞工程的基本技术导学案

2.1.1植物细胞工程的基本技术 【学习目标】1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。 2、尝试进行植物组织培养。 【学习重点】1、植物组织培养的原理和过程 2、植物体细胞杂交的原则 【学习难点】植物组织培养的实验 课 前 案 读课本，独立完成下列问题 （要求：能准确写出关键词与句，以课本为准） 一、细胞工程 1．概念：应用 和 的原理和方法，通过 或 上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的 或获得 的一门综合科学技术。 2．分类：根据操作对象不同，可分为 、 。 二、植物细胞的全能性 1、植物细胞的基本结构包括 、 、 、 。 2、植物细胞主要的增殖方式是 ，细胞分化是指 ，_____________________________________________________________________________原因是 。 3、全能性是指 ，表现为全能性的原因是 。 4．在理论上，生物的任何一个细胞都具有 ，但在生物的生长发育过程中，细胞并不表现 ，而是分化成各种 。 5．特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有 地表达出各种 ，分化形成 不同的细胞，从而构成生物体的不同 。 三、植物组织培养技术 1．原理：植物细胞具有 ，具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成 的潜能。 2．过程: 离体植物的 ??→ ?脱分化 _ 组织??→ ?再分化幼根和芽或 胚状体 ??→ ?发育 完整植株。 3．细胞脱分化：已 的细胞经过诱导后，失去其特有的 而转变成未分化 细胞的过程。 4．植物组织培养：在 和 的条件下，将 的植物器官、组织、细 胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生 、丛芽，最终形 成完整植株。 四、胡萝卜的组织培养实验 1、实验原理 生物体细胞一般都是由受精卵经过有丝分裂形成的，因而都含有该生物的全套的遗传信息，都 具有发育成完整个体的潜能。因此，植物体的根、茎、叶细胞都具有 ，在一定的营养和激素条件下，可以脱分化形成 。将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上，就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽，进而发育成 。 2、实验步骤 ①．将 用自来水充分洗净，削去外皮，并切成段。用酒精棉球擦手 。 ②．在超净工作台(或接种箱)上将胡萝卜段用酒精溶液消毒30s 后，立即用 清洗2～3次，再用 处理30min 后，立即用无菌水清洗2～3次。 ③．用 的滤纸吸去胡萝卜段表面的水分。然后，在 瓷砖上，用无菌的解剖刀将胡萝卜段切成1 cm 厚的横切片，再选取有 的部位，切取1 cm 。左右的小块。 ④．将 接种到培养基上，用锡箔纸封盖瓶口，并用橡皮筋扎紧。然后，在培养瓶上贴上标签，写明材料名称、接种日期和小组号。 ⑤．将接种后的胡萝卜组织块，放在 恒温避光条件下培养。4d 后，检查培养材料的污染情况；14d 后，观察愈伤组织的生长状况。然后，在恒温箱中继续避光培养。在培养过程中，注意定期观察和记录愈伤组织的生长情况。 ⑥．培养一段时间后，将生长良好的 转接到分化培养基上，培养一段时间后，胡萝卜的愈伤组织就可以诱导出 。然后将试管苗移栽到大田，培养成 。 五、植物体细胞杂交技术 1．概念：不同种植物的 ，在一定条件下融合成 ，并把杂种细胞培育成新的 的技术。 2．过程 离体的细胞果胶酶纤维素酶???→ ?不同细胞原生质体--------→原生质体融合 →杂种细胞→杂种植株。 【预习自测】 1、下列细胞的全能性最高的是 ( ) A 、植物的卵细胞 B 、植物的花粉 C 、被子植物的受精卵 D 、被子植物的叶肉细胞 2．下列属于组织培养的是 ( ) A ．花粉培育成单倍体植株 B ．芽发育成枝条 C ．根尖分生区发育成成熟区 D ．未受精的卵细胞发育成个体 3．组织培养的理论根据是 ( ) A ．培养基中营养物质全面 B ．细胞的全能性 C ．细胞的分裂 D ．细胞的分化 4．愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时，其中一种化合物具有放射性(氚标记)。当这些细胞被固定后镜检．利用放射自显影技术发现放射性物质集中于细胞核、线粒体和叶绿体。可以肯定标记的化合物是 （ ） A 一种氨基酸 B ．尿嘧啶核苷酸 C ．胸腺嘧啶脱氧核苷酸 D ．葡萄糖

育种技术的研究

摘要食用菌育种技术近年有了很大进展。本文是对野生食用菌驯化、诱变育种、杂交育种、原生质体融合技术育种及食用菌“种”的鉴定方法方面研究进展的综合论述。 关键词食用菌育种技术鉴定方法研究进展 食用菌育种技术的研究，近年发展相当迅速。无论在野生食用菌驯化方面，还是在遗传育种研究方面均有重要进展。 1．野生食用菌驯化 野生食用菌的驯化栽培，是食用菌育种的重要内容，是人类获得栽培菇种的重要途径。从根本上讲，现代人类社会栽培的许多食用菌最初都是从野生种驯化而来。中国食用菌资源特别丰富，据报道已有858种，隶属于48科，136属。其中人工栽培或已试验栽培的86种，占食用菌总数的10%。其余90％左右食用菌处于野生状态。其中可以进行人工驯化，并具有很好食用、药用价值的食用菌种类很多，如口蘑、松口蘑、羊肚菌、巴西蘑菇、大肥菇、鲍鱼菇、美味牛肝菌、大杯伞、鸡腿菇、杨树菇等等。利用和驯化这些具有开发价值的菇种是食用菌品种选育的重要课题，这方面已有不少报道。田绍义（1992）在观察和研究蒙古口蘑生态基础上，通过驯化栽培，选育出87-B-2优良菌株，用马粪、麦秸等配制的发酵料进行床式栽培，已初步驯化成功。河北省迁西县栗蘑研究课题组（1994）从野生种选育出抗杂能力强、高产的优良菌株——迁西大株灰树花，利用棉籽皮、栗木屑等培养料栽培出灰树花子实体，生物学效率达128．5％。福建省三明真菌研究所，山西省生物研究所等（1987）对鸡腿蘑进行调查、采集、分离和栽培，获得较好效果。罗星野等（1991）研究了鸡腿蘑“昆研C-901”菌株特征，提出了一套行之有效的栽培操作工艺。陈文良（1988）从京郊野生猴头菌菌株中通过驯化栽培，择优选育技术，选育出优质、高产的“北京猴头菌1号”新菌株，具有转潮快、朵大、肉实等优点。 2．诱变育种的研究 诱变育种的基本原理是人为利用某些理化因子强制食用菌遗传基因发生突变的方法。所运用的理化因子称为诱变剂。由于食用菌诱变育种能有效地提高突变的频率，在食用菌新品种选育上应用甚广。 其中一种重要的诱变剂是紫外线。紫外线辐射是一种非电离辐射诱变剂，使用简便，效果显著，是诱变产生突变种的重要途径。陆师义等（1987）用紫外线诱变技术，筛选出品质好、产量高、无孢子的紫孢侧耳新品种，生物学效率达90％～100%，菇朵具有很好的商业价值。陈文良（1986）用紫外线诱变育种方法，培育出高产、优质的北京大木耳新品种，鲜耳生物学效率达到66．23％～82．08%。耳片也有增大、增厚等变化。陈文良、耿小丽（1993）用紫外线诱变方法，选育出金针菇F9309和F9321两个新品种，拮抗实验和酯酶同工酶实验完全证明它们是各自独立的新品种，它门具有柄长、色淡、高产等特点。 其它物理诱变剂研究也有重要进展。周宗俊等（1993）用金针菇菌丝原生质体再生及γ-射线诱变育种技术，育成F8815、F8817等金针菇新品种。王振福等（1997）用返地式卫星搭载诱变育种研究表明，5个株菌丝体中脱氢酶部发生了变异，说明卫星搭载是诱变育种较好途。

细胞工程技术在作物育种上的研究与应用新进展

细胞工程技术在作物育种上的研究与应用新进展 （云南农业大学农学与生物技术学院，昆明650201） 摘要 根据文献研究结果, 系统地综述了染色体工程技术、原生质体培养、花药培养、细胞培养与无性系筛选、组织培养与体细胞杂交等细胞工程技术, 在国内外农作物育种开发应用后所取得的新进展、新成果, 以及这些新成果的产业化, 对促进中国农业生产的发展所起的作用。预测并展望了细胞工程技术在未来农作物育种中的开发应用前景。 关键词：细胞工程; 作物育种; 染色体工程技术; 原生质体培养; 杂交 Progress of Studies on Molecular Mech anisms of Regulation in Seed Germination （Agronomy and Biotechnology Institute of Yunnan Agricultural University，Kunming 650201） ABSTRACT According to literature findings, systematically reviewed Chromosome Engineering, protoplast culture, anther culture, cell culture and clonal screening, tissue culture and somatic cell hybrid cell engineering technology, in the development and application of domestic and international crop breeding newprogress and new achievements, and these new achievements in industry, the role to promote the development of China's agricultural production. Forecast and prospects of the development and application prospects of cell engineering technology in the future crop breeding. Key words:Cell Engineering; crop breeding; chromosome engineering technology; protoplast culture; hybrid