细胞工程育种.ppt

二、细胞工程在植物育种上的意义 1、种质资源保护 2、优良品种快速繁殖 3、诱发和离体筛选突变 4、克服远缘杂交困难 5、克服种子发育中的障碍 6、单倍体育种的技术环节 7、生产次生代谢产物（发酵工程、酶工程） 8、基因工程的基础技术 第二节 细胞工程技术 一、植物组织培养 植物组织培养就是在无菌条件下利用人工培养基对植物组织、器官及原生质体等进行培养。 1、选择培养基 不同物种，外植体有差异，组织培养基多种多样。但它们都包含三大类组分：无机成分、有机成分、生物调节物质。不同培养基区别主要是无机盐的含量与种类，变化幅度最大的是生长调节物质，使用时根据培养物的差异，精心选择。 MS培养基适用范围较广 米勒培养基（Miller）适用于大豆愈伤组织培养和花药培养 尼许培养基（Nitsch)适用于花药培养 改良White培养基（怀特）适用于壮苗培养 N6培养基适用于单子叶植物花药培养 B5培养基适用于豆科、十字花科植物 培养基的配制 2、选择外植体 外植体是用来诱发产生无性增殖系的植物器官或组织切段，如芽、节茎等。选择综合考虑以下因素： ①大小适宜 组织块达到5-10mg（2万个细胞以上），才容易成活。 ②适宜部位 同一外植体，不同部位其分化能力、分化条件及分化类型都有相当大的差异。 ③新组织 胚和幼龄器官比老器官、老组织更容易脱分化，产生大量愈伤组织。 ④不同物种相同部位的外植体，其细胞分化能力大不一样。 总之，外植体的选择要以幼嫩的器官或组织为宜。 3、对外植体进行消毒处理 一般程序 外植体 自来水多次漂洗 消毒剂处理 无菌水反复冲洗 无菌滤纸吸干 注意： ①消毒剂种类 不同外植体对试剂的敏感程度不同 ②消毒试剂 幼嫩组织比老组织时间要短些③在超净工作台上进行。 4、诱导脱分化 外植体是已分化成各种器官的植物组织。组织培养首先就是让这些组织细胞脱分化，使细胞重新处于有丝分裂的分生状态，诱导愈伤组织。因此，培养基中一般都添加较高浓度的生长素类激素。具体做法是：外植体消毒后，切成小短插入或平放在培养基上即可。 培养步骤： 1、取成熟度适中的花蕾或幼穗 单核靠边期 2、花药消毒 3、无菌接种 取出花药，平放在培养基上 4、花药培养 诱导阶段、分化阶段 5、培养条件 28℃下光照（12-18h，5000-10000lx)和22℃黑暗的周期性交替的条件下进行。 1996-2007全球转基因农作物种植面积(单位：百万公顷) 利用高速金（钨）微粒穿过植物细胞壁，将附着其上的外源DNA直接带引到植物细胞中，然后通过未知的机制整合到植物基因组中。 ? 在植物柱头上，滴放10ul 质粒DNA(1ug/ul）。该质粒DNA载有欲转化的目标基因。 ? 载有目标基因的质粒DNA沿花粉管进入子房后，可与受精的合子结合，从而产生转基因种子。 ? 待种子收获后，进一步检查是否为转基因种子。 ? 优点：不需要组织培养、易于操作、成本低 作物MAS育种须具备的条件 分子标记与目标基因共分离或紧密连锁，一般要求两者间的遗传距离小于5cM,最好1cM或更小。 具有在大群体中利用分子标记进行筛选的有效手段，主要是应用PCR技术。 筛选技术在不同实验室间重复性好，且具有经济、易操作的特点。 具有实用化程度高并能协助育种家作出抉择的计算机数据处理软件。 供体 受体 RR Rr rr (1-P)2 2P(1-P) P2 M R m r M R m r 目标基因与DNA标记间的遗传距离位p 亲本中DNA标记的带型 F1杂种中DNA标记的带型 在F2分离群体中分子标记类型 即MM,Mm,mm MM类型的分子标记所代表的目标基因型及其频率 利 用 MAS 的 遗 传 基 础 （以 RFLP 为 例） M—抗性标记 R—抗性基因 m—感病标记 r—感病基因 受体亲本 × 供体亲本 (不含优质基因) (含优质基因) F1 × 受体亲本 BC1 目标基因定位 标记辅助选择 中选BC1 × 受体亲本 (含优质基因) BC2 BC3 标记辅助选择 标记辅助选择 中选BC3(含优质基因) 新育成的优质品种 (受体亲本遗传本背景+优质基因) 自 交 目标基因的定位 与标记辅助回交 育种相结合程序图 中选BC1 × 受体亲本 (含优质基因)