植物细胞培养瑶瑶.doc

植物细胞培养第一节理论基础植物细胞培养(plantcellculture)是指在离体条件下对植物单个细胞或小的细胞团进行培养使其增殖的技术。根据培养规模分为:小规模培养和大批量培养;根据培养方式分为:悬浮培养、单细胞培养等;根据要求产物分为:用于诱变的细胞培养和生产次生产物的细胞培养。一、植物细胞培养的理论基础1、植物细胞的全能性植物细胞全能性是指植物体的每一个活细胞具有发育成完整个体的潜在能力。即植物体的每个细胞都具有该植物的全部遗传信息,在适当的内、外条件下,一个细胞有可能形成一完整的新个体。在植物的生长发育中,从一个受精卵可产生具有完整形态和结构机能的植株,这是全能性,是该受精卵具有该物种全部遗传信息的表现。同样,植物的体细胞,是从合子有丝分裂产生的,也应具有像合子一样的全能性。但在完整植株上,某部分的体细胞只表现特定的形态和局部的功能,这是由于它们受到具体器官或组织所在环境的束缚,但细胞内固有的遗传信息并没有丧失。因此,在植物组织培养中,被培养的细胞、组织或器官,由于离开了整体,再加上切伤的作用以及培养基中激素等的影响,就可能表现全能性,生长发育成完整植株。2、植物细胞的脱分化和再分化脱分化:是指已分化的细胞在一定因素作用下,失去它原由的机构和功能,重新恢复分裂机能。细胞脱分化的机构通常形成愈伤组织。再分化:通过脱分化形成的愈伤组织,在一定的培养条件下,可经器官发生或胚状体发生进而发育成完整的植株。由于这是由原来分化状态的细胞脱分化培养后,再次分化,所以称为再分化。二、。典型的培养基有Murashige-Skoog(MS),Linsmaier-Skoog(LS),white和B5等四种。(1)无机盐类:在无机盐中,磷酸根及氮源(NH4+或N03-)的含量对细胞的生长与物质生产有明显的影响。一些金属离子如Ca2+、Mg2+等的含量往往也有重要影响。(2)碳源:通常使用2—3%的蔗糖作碳源,也有时使用葡萄糖或果糖。使用单糖的优点是方便分析测定,且有助于细胞生长动力学分析。(3)植物生长调节物质:植物生长调节物质对植物细胞的生长和代谢物质生产的影响十分大。分为两大类:植物生长素类有2,4—D(二氯苯氧基乙酸)、IAA(吲哚基醋酸)、NAA(萘乙酸),细胞激动素类有BA(苄基腺凛吟)、动力精和玉米素。(4)其他因素:植物细胞培养的影响因素还有培养系统内气相组成(CO2和乙烯含量)、前体物质、氨基酸、维生素及诱导剂等。(1)温度:培养温度对植物细胞生长及二次代谢产物生成有重要影响。通常采用25℃。(2)搅拌:在摇瓶实验中,通常摇床的转速取90—120r/min。(3)pH值:通过细胞膜进行的H+离子传递对细胞的生育环境、生理活性来说是重要的。在培养过程中,通常pH作为一个重要参数被控制在一定范围内。植物细胞培养的适宜pH值一般为5—6。(4)通气:通气是细胞液体深层培养重要的物理化学因子。好气培养系统的通气与混合及搅拌是相互关联的。从溶氧速率考虑,以棉花塞最好,微孔硅橡胶塞次之,铝箔塞最差。(5)光:光对植物有着特殊的作用。光照射条件不仅通过光照周期、光的种类、波长而且通过光强度的调节来影响植物细胞的生理特性和培养特性。研究表明,光调节着细胞中的关键酶的活性,有时光能大