第十三章 生物技术在园艺植物 育种中的应用
第一节 细胞和组织培养在植物 育种中的应用 第二节 植物原生质体培养与体细胞 杂交的意义 第三节 基因工程在植物育种 中的应用 第四节 分子标记的特点
* 生物技术(biotechnology)又
称 生 物 工 程 ( bioengineering ) , 是 以 生 命 科学为基础,利用生物体的特性 和功能,设计,构建具有预期性 状的新物种,新品种,新品系, 以及与工程原理相结合,进行加 工生产,为社会提供商品和服务 的综合技术体系.
通常所说的 细胞工程,基因
工程,酶工程,发酵工程, 生化工程和蛋白质工程等均属
此范畴. 本章主要介绍细胞和组织培养 在园艺植物育种中的应用. 并简介原生质体培养与体细胞 杂交,基因工程和分子标记在育 种中的意义.
第一节 细胞和组织培养在植物 育种中的应用
广义的植物组织细胞培养 (plant tissue or cell culture)是指 将植物体的各种结构(如细胞,原 生质体,组织,器官以及幼小植 株)放在离体的,无菌的人工环境 中让其生长发育的方法.因此组织 培 养 也 叫 离 体 培 养 ( culture in vitro).
一,离体培养技术的应用
1.花粉,花药,胚珠 和子房培养 花粉,花药胚珠和子 房在离体条件下无菌 培养,让其进一步发 育以至形成幼苗的过 程.
 根据胚珠和子房受精与 否分为两类: 1, 受精子房和胚珠的 培养主要是打破种子的 休眠和挽救胚的发育, 如核果类的桃杏育种中 通过胚抢救进行早熟品 种的选育; 2, 未受精子房,胚珠 及花粉,花药的培养主 要为了获得单倍体.
2.离体受精
离体受精(in vitro fertilization),也称为植物体外 受精,是在人工条件下使卵细胞 受精形成合子,再将形成的合子 离体培养使之发育成植株的过 程.离体受精主要解决远缘杂交 不亲和,不孕和不结实.
这项技术分为:
(1)花粉和子房(或胚珠) 的收集
子房的收集,通常是把开花前一 天的花蕾取下,经表面消毒,剥去 花被和雄蕊,保留子房及花萼,花 萼的存在有助于提高种子的结实 率.也可以剥出胚珠培养.
(2)离体授粉和受精 有两种方法用 于花粉与卵细胞的体外受精. A,共培养法,先将花粉撒于一个适 宜于花粉萌发的培养基上,再将胚 珠置于撒播的花粉中间. B,二是人工受精法,将花粉撒在 离体的子房或胚珠上,让其受精. 受精后的子房或胚珠继续培养可发 育成成熟的种子.
3,离体胚的培养
植物的胚培养主要有两种培养方 式: 一种是以幼胚为外植体诱 导愈伤组织细胞,通过器官发生 或胚胎发生产生再生植株; 另一种是使发育完全的胚直接萌 发,获得完整的植株.离体胚培 养在植物育种中的应用主要包括 以下三个方面:
(1)克服远缘杂交不育 (2)促进核果类植物胚的形成
核果类早熟品种与晚熟品种的 区别是胚发育不健全,生活力不 强,而以早熟品种为母本与晚熟 品种杂交,很难得到杂交后代. 如果用幼胚离体培养就能得到杂 交后代.
(3).打破种子的休眠期
许多植物的种子存在明显的 休眠期,有些植物的休眠期很 长.由于种子结构而存在的休眠 可以用常规方法消除,而由于胚 乳抑制物质所引起的休眠只能通 过胚的离体培养才能获得理想的 效果.
4,组织和器官培养
(1)外植体:根尖,茎尖,叶原基,花原 基,微管形成层,储藏薄壁组织,胚乳等. (2)意义: 1)优良单系的快速繁殖. 2)自交不亲和系,雄性不育系的无性繁殖. 3)无性繁殖园艺植物的脱毒与快繁. 4)突变体的诱导与分离.
 (3)组织和器官培养的生物 学基础 细胞的全能性和植物的再生能 力. (4)组织和器官培养的基本 过程 外植体-------脱分化----------再 分化.
二,培养条件
(一)培养基成分 1,无机成分 (1)大量元素:N,P,K,C, H,O,Ca,S,Mg. (2)微量元素:Cu,B,Mn, Zn,Mo,Fe.
2,有机成分: (1)糖类:蔗糖,葡萄糖. (2)维生素:VB1,VB6,肌醇. (3)氨基酸 (4)碱基 (5)生长调节剂 (6)植物提取物 (7)琼脂
(二)环境条件 1,光 (1)光强:1000----10000Lx (2)光照时数:9---16小时. (3)光质:日光灯. 2,温度:一般25°C

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