现代生物技术在植物育种上的应用

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1、生物技术在植物育种中的应用主要内容生物技术的概念和范围细胞工程与育种基因工程与育种分子标记辅助育种生物技术生物技术也称生物工程，是指以现代生命科学为基础，结合先进的工程手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计，发行生物体或加工生物原料，为人类生产出所需的产品或达到某种目的的一门新兴、综合性学科。生物技术是在分子生物学和细胞生物学基础上结合现代工程学的方法和原理而发展起来的一门综合性科学技术应用范围广泛：医药卫生、农林牧渔、轻工、食品、化工和能源等领域。植物方面：产量、品质、抗病虫、抗逆性等，以细胞工程、基因工程、分子标记

2、辅助育种为核心的生物技术在植物育种中已得到广泛应用。主要涉及：组织与细胞培养、体细胞突变体筛选、原生质体培养与体细胞杂交、单倍体细胞培养、体细胞胚胎发生与生物反应器、基因分离和转移和分子标记辅助选择育种等技术生物技术应用于育种的必要性1、人类21世纪面临的三大问题（人口、资源、环境）2、传统育种方法的局限3、生物技术的创造性（1）打破自然生殖隔离，生物可共享一个基因库（2）有目的地进行基因重组，克服不良连锁（3）有效克服环境影响，选择更可靠生物技术在植物育种中应用的重要意义生物技术应用于植物育种，可以解决传统育种的一些特殊困难

3、，扩大育种的基因来源，提高鉴定和摆地摊的可靠性，加快育种进程，加速繁殖，提高育种效率等，对于解决人口与食物问题以及生物能源问题，具有十分重要意义。组织与器官培养的类别组织与器官培养的应用第一节细胞工程与育种第一节细胞工程与育种一、组织与器官培养茎尖和分生组织培养胚培养胚珠和子房培养胚乳培养离体叶的培养相关的专业术语细胞全能性：外植体：愈伤组织胚状体继代培养组织与器官培养过程可分四个阶段无菌培养物的建立营养繁殖体的增殖生根培养植株移栽各阶段在培养基、生长调节剂的配比和浓度、培养方式和环境上都有不同的要求组织和器官培养在育种中的作

4、用加快植物新品种和育种繁殖速度培养无病毒苗木诱发和离体筛选突变体进行种质资源长期保存和远距离运输获得倍性不同的植株克服种子和萌发中的障碍克服远缘杂交困难提供育种中间材料1.加快植物新品种和育种繁殖速度2.培养无病毒苗木3.诱发和离体筛选突变体4.获得倍性不同的植株二倍体（左）多倍体（右）水稻5.克服种子和萌发中的障碍种子萌发全过程6.克服远缘杂交困难7.提供育种中间材料二、花药和花粉培养花药培养：其外植体为植物雄性器官的一部分，就培养方法和技术来讲于器官培养的范畴花粉培养：将处于一定发育阶段的花粉从花药中分离，再加以离体培养，

5、有时花粉培养也称为小孢子培养，从培养方法和技术方面讲，属于细胞培养的范围花药培养的基本程序花粉发育时期四分体小孢子单核花粉双核花粉最适期花粉及小孢子培养1、取材时期的确定花药培养与小孢子培养的目的一样，为获得单倍体。单倍体（haploid):指具有配子体染色体数的孢子体（植物个体）单倍体在育种中的作用：加倍后可迅速获得纯合型材料，缩短育种年限获得育种中间材料与诱变育种相结合可以提高诱变频率，使育种途径更具有实际应用意义，无籽三倍体的获得作为遗传工程受体更为有效用于基础遗传学研究的各个领域获得超雄植株（YY）可获得异源体附加系，

6、代换系和易位系节省田间试验的土地和劳力克服远缘杂交不育性与分离的困难提高选择的正确性和效率芦笋性染色体（XY）超雄植株：有性染色体的纯合体三、原生质体培养原生质体培养：protoplastculture体细胞杂交Somatichybridization原生质体融合Protoplastfusion相关概念原生质体：指除去细胞壁的细胞或是一个被质膜所包围的裸露细胞。亚原生质体：在原生质体分离过程中，有时会引起细胞内含物的断裂而形成一些较小的原生质体。可以具有细胞核或没有细胞核核质体：由原生质膜和薄层细胞质包围细胞核形成的小原生质体

7、，即微小原生技击体胞质体：不含细胞核而仅含有部分细胞质的原生质体原生质体的分离和培养无菌试管苗叶片上胚轴和子叶愈伤组织培养细胞酶解纤维素酶和果胶酶原生质体原生质体培养培养基液体浅层培养固体平板培养固液双层培养琼脂糖珠培养培养方法四、体细胞杂交定义：将两个不同亲本的原生质体，经人工诱导融合并培养成植株的过程，统称为体细胞杂交（A+B）几种不同的表述：体细胞杂交：somatichybridization细胞融合:Cellfusion无性杂交:asexualhybridization原生质体融合：Protoplastfusion超性

8、杂交:Parasexualhybridization超性融合:Parasexualhybridization细胞工程:Cellengineering1960年，Kocking用酶法制备高等植物原生质体首次获得成功1971年，Takebe首次从离体烟草原生质体培养中获得再生完整