植物细胞工程的概念、范围及其应用

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教材研究:教材中出现植物细胞工程的概念和应用,这是一个大概念,需要阅读相关的资料如《细胞工程学》进行拓展和补充。以下就植物细胞工程进行知识整理解读教材中的这两段文字。
一、植物细胞工程概念
所谓细胞工程,是指以细胞为基本单位进行培养、增殖或按照人们的意愿改造细胞的某些生物学特性,从而创造新的生物和物种,以获得具有经济价值的生物产品。顾名思义,植物细胞工程,当然就是针对植物细胞的细胞工程了,它是细胞工程的一个重要组成部分。
二、植物细胞工程的发展
自1904年Hanning成功培养离体胚以来,伴随着相关理论与技术的飞速发展,植物细胞工程也取得了巨大的成就。
现在,我们已经可以利用细胞融合及DNA重组等现代生物技术从细胞和分子水平改良现有品种甚至于组建新品种。
植物细胞工程涉及诸多理论原理及实际操作技术,首当其冲的自然是培养技术,也就是将植物的器官、组织、细胞甚至细胞器进行离体地、无菌的培养。它是对细胞进行遗传操作及细胞保藏的基础。此类技术发展起步较早,相对而言已比较成熟,各种培养基制备及很多操作方法已经基本规范化。
细胞工程的目的,是得到人们所需要的生物产品。要使已经改造好的细胞产生大量具有经济价值的产物,就必须依靠加工过程。它的作用就是大量培养细胞,并从培养液中分离、精制出有关的生物化工产品。
三、植物细胞工程的范围
针对植物的培养主要有植物组织培养、植物细胞培养、花药及花粉培养、离体胚培养以及原生质体培养这几个大类,每一种都还可可以继续细分为更具体的小类。
1.植物组织培养
首先将外植体分离出来,然后在无菌及适当条件下培养以诱导出愈伤组织,另外在愈伤组织随外植体生长一段时间后还需要进行继代培养,以避免代谢产物积累及水分散失等因素的影响。
2.植物细胞培养
可分为悬浮细胞培养、平板培养、饲养层培养和双层滤纸植板几类,它们都是将选定的植物细胞于适当的条件下进行培养,以得到大量基本同步化的细胞,为遗传操作提供材料。
3.花粉及花药培养
主要是使花粉改变正常发育途径而转向形成胚状体和愈伤组织,从而产生单倍体植株。离体胚培养有幼胚与成熟胚培养两类,通过使用相应的培养基使离体胚正常的萌发生殖,以供研究和操作使用。
4.原生质体的培养
是一切利用原生质体进行遗传操作的基础,它是将取得的植物细胞去除细胞壁形成原生质体后进行培养,具体方法与细胞培养有一定的相似之处。作为后继操作的基础,培养技术的选择是非常重要的。采用适当的培养方法可以更好地进行遗传操作和保存细胞,而错误的选择是有可能影响结果甚至导致试验和生产失败,造成时间和金钱的浪费。
相信随着理论以技术的不断完善,植物细胞的大规模的培养将会很快的成为一种常规的生产手段。培养后的培养物经过处理后被分离、提纯。