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1、第九章第九章 植物体细胞无性系变异植物体细胞无性系变异及种质资源保管及种质资源保管一、概念一、概念一、概念一、概念 LarkinScowcroftLarkinScowcroft19811981提出把由任何方式的提出把由任何方式的提出把由任何方式的提出把由任何方式的细胞培育所产生的植株统称为体细胞无性系细胞培育所产生的植株统称为体细胞无性系细胞培育所产生的植株统称为体细胞无性系细胞培育所产生的植株统称为体细胞无性系somaclonessomaclones。 在培育阶段发生变异，进而导致再生植株亦发在培育阶段发生变异，进而导致再生植株亦发在培育阶段发生变异，进而导致再生植株亦发在培育阶段发生变异，
2、进而导致再生植株亦发生遗传改动的景象，称为体细胞无性系变异生遗传改动的景象，称为体细胞无性系变异生遗传改动的景象，称为体细胞无性系变异生遗传改动的景象，称为体细胞无性系变异somaclonal variationsomaclonal variation。第一节第一节 植物体细胞无性系变异的概念及挑选植物体细胞无性系变异的概念及挑选二、变异主要涉及两个方面：二、变异主要涉及两个方面：二、变异主要涉及两个方面：二、变异主要涉及两个方面：表型变异表型变异 包括形状特征、生长习性、抗性等包括形状特征、生长习性、抗性等染色体变异染色体变异 数目、构造数目、构造三、体细胞变异的优缺陷：三、体细胞变异的优缺
3、陷：优点：优点：适用于各种组培植物；适用于各种组培植物；继续快速提供变异源；继续快速提供变异源；消除优良种类的一个或几个缺陷；消除优良种类的一个或几个缺陷；提供新型变异株系。提供新型变异株系。缺陷：缺陷： 继代多次后，植株再生才干减弱；继代多次后，植株再生才干减弱；变异不稳定，杂交或自交后发生变化；变异不稳定，杂交或自交后发生变化；变异没有可预见性，常产生不适变异。变异没有可预见性，常产生不适变异。四、体细胞无性系变异的诱导与离体挑选四、体细胞无性系变异的诱导与离体挑选四、体细胞无性系变异的诱导与离体挑选四、体细胞无性系变异的诱导与离体挑选体细胞无性系变异的挑选有以下明显的优点：体细胞无性系变
4、异的挑选有以下明显的优点：可以小空间内对大量个体进展选择；可以小空间内对大量个体进展选择；挑选可以在几个细胞周期内完成，且不受季节限制；挑选可以在几个细胞周期内完成，且不受季节限制；诱变和挑选条件可准确控制，实验反复性好；诱变和挑选条件可准确控制，实验反复性好；突变体来源于单细胞，防止了植株出现嵌合体；突变体来源于单细胞，防止了植株出现嵌合体；在细胞培育系统中，诱变剂可较均匀地接触细胞，突在细胞培育系统中，诱变剂可较均匀地接触细胞，突变率高，选择时机多。变率高，选择时机多。步骤：步骤：诱变资料的选择诱变资料的选择突变体挑选突变体挑选细胞诱变细胞诱变自发变异自发变异突变体稳定性鉴定突变体稳定性鉴
5、定一诱导起始资料的选择一诱导起始资料的选择选择选择起始起始资料资料原那么原那么目的性状目的性状的可行性的可行性实验植物实验植物细胞培育细胞培育技术程度技术程度适当的适当的细胞类型细胞类型二自发突变二自发突变普通来讲，长期营养繁衍的植物、培育时间较普通来讲，长期营养繁衍的植物、培育时间较普通来讲，长期营养繁衍的植物、培育时间较普通来讲，长期营养繁衍的植物、培育时间较长或继代次数多等，均容易出现较高的变异率。另长或继代次数多等，均容易出现较高的变异率。另长或继代次数多等，均容易出现较高的变异率。另长或继代次数多等，均容易出现较高的变异率。另外，培育类型中，原生质体、细胞、愈伤组织培育外，培育类型中
6、，原生质体、细胞、愈伤组织培育外，培育类型中，原生质体、细胞、愈伤组织培育外，培育类型中，原生质体、细胞、愈伤组织培育等所出现的变异频率要高于组织或器官培育的变异。等所出现的变异频率要高于组织或器官培育的变异。等所出现的变异频率要高于组织或器官培育的变异。等所出现的变异频率要高于组织或器官培育的变异。三诱变三诱变三诱变三诱变物理诱变物理诱变物理诱变物理诱变化学诱变化学诱变化学诱变化学诱变转座子插入转座子插入转座子插入转座子插入化学诱变化学诱变常用的化学诱变剂：常用的化学诱变剂： - - 烷化剂如烷化剂如DESDES，可改动，可改动DNADNA构造而引起构造而引起突变；突变； - - 碱基类似物
7、，核酸复制时，可掺入到碱基类似物，核酸复制时，可掺入到新新 合成的合成的DNADNA分子中引起错配；分子中引起错配； - - 移码诱变剂，如移码诱变剂，如ICRICR化合物。化合物。转座子插入诱变转座子插入诱变 转座子插入诱变是近年来利用分子生物学转座子插入诱变是近年来利用分子生物学技术开展起来的新的体细胞诱变方法。转座技术开展起来的新的体细胞诱变方法。转座子既可直接将外源基因带入细胞内获得新性子既可直接将外源基因带入细胞内获得新性状，又可以独立插入经过其转座功能诱导变状，又可以独立插入经过其转座功能诱导变异。异。目前，运用较多的转座子体系是玉米的目前，运用较多的转座子体系是玉米的Ac/DsA
8、c/Ds系统。首先采用基因转化的方法将系统。首先采用基因转化的方法将Ac/DsAc/Ds导入受体细胞，再经过体细胞培育或导入受体细胞，再经过体细胞培育或再生植株的自交或测交使再生植株的自交或测交使AcAc因子切除，由于因子切除，由于转座子插入的随机性，即可在切除转座子插入的随机性，即可在切除AcAc的植株的植株中挑选出不同变异。利用这一途径已在苜蓿、中挑选出不同变异。利用这一途径已在苜蓿、马铃薯、番茄、甘蓝等多种植物上获得可利马铃薯、番茄、甘蓝等多种植物上获得可利用的体细胞变异植株。用的体细胞变异植株。四突变体选择四突变体选择直接挑选直接挑选直接挑选直接挑选间接挑选间接挑选间接挑选间接挑选n
9、n直接选择直接选择n n其方法是用一种含有特定物质的选择培其方法是用一种含有特定物质的选择培育基，在此培育基上只需突变细胞可以育基，在此培育基上只需突变细胞可以生长，非突变细胞不能生长，从而直接生长，非突变细胞不能生长，从而直接挑选出突变性。挑选出突变性。n n贾敬芬等以小麦幼胚愈伤组织为资料，贾敬芬等以小麦幼胚愈伤组织为资料，在含有在含有1.4%NaCl的的N6培育基上直接挑培育基上直接挑选出小麦耐盐系。选出小麦耐盐系。n n郑企成等曾将小麦郑企成等曾将小麦“京花京花1号花药经号花药经射线处置后，再经射线处置后，再经0.5NaCl培育基直接培育基直接挑选出耐盐再生株系。挑选出耐盐再生株系。n
10、 n 间接选择间接选择n n间接选择是一种借助于与突变表现有关间接选择是一种借助于与突变表现有关的性状作为选择目的的挑选方法。的性状作为选择目的的挑选方法。n nDorffling等以羟脯氨酸等以羟脯氨酸HYP为选择为选择剂，获得了耐剂，获得了耐HYP的体细胞变异系，其的体细胞变异系，其抗寒性比供体亲本加强，且能稳定遗传。抗寒性比供体亲本加强，且能稳定遗传。n n林定波等将锦橙株心细胞愈伤组织的悬林定波等将锦橙株心细胞愈伤组织的悬浮细胞经浮细胞经射线照射，然后在高浓度脯氨射线照射，然后在高浓度脯氨酸培育基中培育挑选，获得了抗寒体细酸培育基中培育挑选，获得了抗寒体细胞变异愈伤组织，其再生植株抗寒
11、性比胞变异愈伤组织，其再生植株抗寒性比供体植株提高供体植株提高2.4。五突变体稳定性鉴定五突变体稳定性鉴定突变细胞或组织鉴定突变细胞或组织鉴定在正常培育基上继代培育几次进展鉴在正常培育基上继代培育几次进展鉴定。定。突变植株鉴定突变植株鉴定当代鉴定或自交后代鉴定当代鉴定或自交后代鉴定第二节第二节 影响植物体细胞无性系变异的要素影响植物体细胞无性系变异的要素一、供体植物一、供体植物生理形状生理形状以分生组织为外植体的再生植株通常可以以分生组织为外植体的再生植株通常可以以分生组织为外植体的再生植株通常可以以分生组织为外植体的再生植株通常可以维持供体植物的典型性，体细胞变异频率维持供体植物的典型性，体
12、细胞变异频率维持供体植物的典型性，体细胞变异频率维持供体植物的典型性，体细胞变异频率很低。很低。很低。很低。以分化组织为外植体的再生植株容易发生以分化组织为外植体的再生植株容易发生以分化组织为外植体的再生植株容易发生以分化组织为外植体的再生植株容易发生体细胞变异，其频率与分化程度有关。体细胞变异，其频率与分化程度有关。体细胞变异，其频率与分化程度有关。体细胞变异，其频率与分化程度有关。一、供体植物一、供体植物遗传背景遗传背景基因型：植物种基因型间变异频率差别较基因型：植物种基因型间变异频率差别较基因型：植物种基因型间变异频率差别较基因型：植物种基因型间变异频率差别较大。大。大。大。倍性程度：多
13、倍体和染色体数目较多的植倍性程度：多倍体和染色体数目较多的植倍性程度：多倍体和染色体数目较多的植倍性程度：多倍体和染色体数目较多的植物其变异频率比二倍体和单倍体高。物其变异频率比二倍体和单倍体高。物其变异频率比二倍体和单倍体高。物其变异频率比二倍体和单倍体高。二、培育基二、培育基激素激素培育基激素浓度和不同激素配比对再生植培育基激素浓度和不同激素配比对再生植培育基激素浓度和不同激素配比对再生植培育基激素浓度和不同激素配比对再生植株的染色体倍性有一定的影响。株的染色体倍性有一定的影响。株的染色体倍性有一定的影响。株的染色体倍性有一定的影响。激素引起的变异大多为倍性添加。激素引起的变异大多为倍性添
14、加。激素引起的变异大多为倍性添加。激素引起的变异大多为倍性添加。少数情况下激素引起类减数分裂而使倍性少数情况下激素引起类减数分裂而使倍性少数情况下激素引起类减数分裂而使倍性少数情况下激素引起类减数分裂而使倍性减少。减少。减少。减少。二、培育基二、培育基物理形状物理形状普通来讲，悬浮培育的细胞较半固体培育普通来讲，悬浮培育的细胞较半固体培育普通来讲，悬浮培育的细胞较半固体培育普通来讲，悬浮培育的细胞较半固体培育的细胞易产生变异。的细胞易产生变异。的细胞易产生变异。的细胞易产生变异。三、培育类型三、培育类型原生质体培育的体细胞变异大于细胞培育，原生质体培育的体细胞变异大于细胞培育，原生质体培育的体
15、细胞变异大于细胞培育，原生质体培育的体细胞变异大于细胞培育，而细胞培育的变异又大于组织器官培育的而细胞培育的变异又大于组织器官培育的而细胞培育的变异又大于组织器官培育的而细胞培育的变异又大于组织器官培育的变异。在细胞培育中，性细胞培育再生植变异。在细胞培育中，性细胞培育再生植变异。在细胞培育中，性细胞培育再生植变异。在细胞培育中，性细胞培育再生植株的变异要大于体细胞培育的植株。株的变异要大于体细胞培育的植株。株的变异要大于体细胞培育的植株。株的变异要大于体细胞培育的植株。四、继代次数四、继代次数 由继代次数引起的体细胞变异普遍存在。普通来由继代次数引起的体细胞变异普遍存在。普通来由继代次数引起
16、的体细胞变异普遍存在。普通来由继代次数引起的体细胞变异普遍存在。普通来说，继代时间越长，继代次数越多，细胞变异的说，继代时间越长，继代次数越多，细胞变异的说，继代时间越长，继代次数越多，细胞变异的说，继代时间越长，继代次数越多，细胞变异的机率就越高。机率就越高。机率就越高。机率就越高。 烟草继代培育年的愈伤组织，其再生植株烟草继代培育年的愈伤组织，其再生植株烟草继代培育年的愈伤组织，其再生植株烟草继代培育年的愈伤组织，其再生植株与供体基与供体基与供体基与供体基因型相比，几乎没有形状正常的植株。因型相比，几乎没有形状正常的植株。因型相比，几乎没有形状正常的植株。因型相比，几乎没有形状正常的植株。
17、染色体分析表染色体分析表染色体分析表染色体分析表明其大多为非整倍体和多倍体。明其大多为非整倍体和多倍体。明其大多为非整倍体和多倍体。明其大多为非整倍体和多倍体。 玉米从刚诱导的愈伤组织中分化的植株，在玉米从刚诱导的愈伤组织中分化的植株，在玉米从刚诱导的愈伤组织中分化的植株，在玉米从刚诱导的愈伤组织中分化的植株，在形状上与形状上与形状上与形状上与供体基因型根本一致，但培育年后愈供体基因型根本一致，但培育年后愈供体基因型根本一致，但培育年后愈供体基因型根本一致，但培育年后愈伤组织的再生伤组织的再生伤组织的再生伤组织的再生才干显著下降，再生植株生长异才干显著下降，再生植株生长异才干显著下降，再生植株
18、生长异才干显著下降，再生植株生长异常。细胞学分析显示常。细胞学分析显示常。细胞学分析显示常。细胞学分析显示染色体断裂和带型变异。染色体断裂和带型变异。染色体断裂和带型变异。染色体断裂和带型变异。第三节第三节 植物体细胞无性系变异的机理植物体细胞无性系变异的机理 预先存在的变异表达预先存在的变异表达预先存在的变异表达预先存在的变异表达 染色体数目变化染色体数目变化染色体数目变化染色体数目变化 点突变点突变点突变点突变 体细胞染色体变换及姐妹染色单体交换体细胞染色体变换及姐妹染色单体交换体细胞染色体变换及姐妹染色单体交换体细胞染色体变换及姐妹染色单体交换 复制和缺失复制和缺失复制和缺失复制和缺失
19、转座因子的活化转座因子的活化转座因子的活化转座因子的活化 甲基化甲基化甲基化甲基化第四节第四节 植物体细胞无性系变异的运用植物体细胞无性系变异的运用改良作物种类改良作物种类改良作物种类改良作物种类拓宽种质资源拓宽种质资源拓宽种质资源拓宽种质资源遗传学研讨遗传学研讨遗传学研讨遗传学研讨发育生物学研讨发育生物学研讨发育生物学研讨发育生物学研讨代谢研讨代谢研讨代谢研讨代谢研讨加强外源基因向加强外源基因向加强外源基因向加强外源基因向栽培种的渐渗栽培种的渐渗栽培种的渐渗栽培种的渐渗一、改良作物种类、拓宽种质资源一、改良作物种类、拓宽种质资源据统计，诱导突变已被用来改良诸如小麦、据统计，诱导突变已被用来改
20、良诸如小麦、据统计，诱导突变已被用来改良诸如小麦、据统计，诱导突变已被用来改良诸如小麦、水稻、大麦、棉花、花生和菜豆这些种子繁水稻、大麦、棉花、花生和菜豆这些种子繁水稻、大麦、棉花、花生和菜豆这些种子繁水稻、大麦、棉花、花生和菜豆这些种子繁衍的重要作物。衍的重要作物。衍的重要作物。衍的重要作物。在全世界在全世界在全世界在全世界5050多个国家中已发放了多个国家中已发放了多个国家中已发放了多个国家中已发放了10001000多个多个多个多个由直接突变获得的或由这些突变相互杂交而由直接突变获得的或由这些突变相互杂交而由直接突变获得的或由这些突变相互杂交而由直接突变获得的或由这些突变相互杂交而衍生的种
21、类。衍生的种类。衍生的种类。衍生的种类。在各国现有经过体细胞诱变选育的谷类作物种在各国现有经过体细胞诱变选育的谷类作物种在各国现有经过体细胞诱变选育的谷类作物种在各国现有经过体细胞诱变选育的谷类作物种类中，质量得到不同程度改良的占类中，质量得到不同程度改良的占类中，质量得到不同程度改良的占类中，质量得到不同程度改良的占34.3%34.3%。在水稻方面，国外至少育成了在水稻方面，国外至少育成了在水稻方面，国外至少育成了在水稻方面，国外至少育成了1212个米质优良个米质优良个米质优良个米质优良的种类。如法国选育的的种类。如法国选育的的种类。如法国选育的的种类。如法国选育的DeltaDelta，以其
22、良好的，以其良好的，以其良好的，以其良好的籽粒质量占该国水稻总面积的籽粒质量占该国水稻总面积的籽粒质量占该国水稻总面积的籽粒质量占该国水稻总面积的20%20%。此外，还有丹麦无花青素原大麦此外，还有丹麦无花青素原大麦此外，还有丹麦无花青素原大麦此外，还有丹麦无花青素原大麦GalantGalant。据不完全统计，诱变种类中大约有据不完全统计，诱变种类中大约有据不完全统计，诱变种类中大约有据不完全统计，诱变种类中大约有1/41/4是抗是抗是抗是抗病种类，其中病种类，其中病种类，其中病种类，其中80%80%左右为抗真菌种类。左右为抗真菌种类。左右为抗真菌种类。左右为抗真菌种类。耐盐、抗旱、抗寒变异也
23、已挑选出众多中间耐盐、抗旱、抗寒变异也已挑选出众多中间耐盐、抗旱、抗寒变异也已挑选出众多中间耐盐、抗旱、抗寒变异也已挑选出众多中间资料，有的已进入区域实验，有的已用于消资料，有的已进入区域实验，有的已用于消资料，有的已进入区域实验，有的已用于消资料，有的已进入区域实验，有的已用于消费。费。费。费。二、加强外源基因向栽培种的渐渗二、加强外源基因向栽培种的渐渗对远缘杂交的体细胞杂种、单体异附加系和对远缘杂交的体细胞杂种、单体异附加系和对远缘杂交的体细胞杂种、单体异附加系和对远缘杂交的体细胞杂种、单体异附加系和异代换系等资料进展组织培育，能使它们发异代换系等资料进展组织培育，能使它们发异代换系等资料
24、进展组织培育，能使它们发异代换系等资料进展组织培育，能使它们发生遗传交换，提高外源基因向栽培种渐渗。生遗传交换，提高外源基因向栽培种渐渗。生遗传交换，提高外源基因向栽培种渐渗。生遗传交换，提高外源基因向栽培种渐渗。三、遗传学研讨三、遗传学研讨突变体直接用于基因功能鉴定突变体直接用于基因功能鉴定突变体直接用于基因功能鉴定突变体直接用于基因功能鉴定突变突变突变突变DNADNA序列用作分子标志进展遗传研讨序列用作分子标志进展遗传研讨序列用作分子标志进展遗传研讨序列用作分子标志进展遗传研讨利用突变体战略已分别出一些功能基因和抗利用突变体战略已分别出一些功能基因和抗利用突变体战略已分别出一些功能基因和抗
25、利用突变体战略已分别出一些功能基因和抗病基因，如玉米乙醇脱氢酶基因病基因，如玉米乙醇脱氢酶基因病基因，如玉米乙醇脱氢酶基因病基因，如玉米乙醇脱氢酶基因ADHADH，赤霉，赤霉，赤霉，赤霉素合成相关基因、生长素敏感性基因等。素合成相关基因、生长素敏感性基因等。素合成相关基因、生长素敏感性基因等。素合成相关基因、生长素敏感性基因等。四、发育生物学研讨四、发育生物学研讨利用体细胞突变战略对植物发育的基因调控利用体细胞突变战略对植物发育的基因调控利用体细胞突变战略对植物发育的基因调控利用体细胞突变战略对植物发育的基因调控研讨已在方式植物拟南芥和金鱼草等植物中研讨已在方式植物拟南芥和金鱼草等植物中研讨已
26、在方式植物拟南芥和金鱼草等植物中研讨已在方式植物拟南芥和金鱼草等植物中广泛开展，并分别出一大批不同发育阶段和广泛开展，并分别出一大批不同发育阶段和广泛开展，并分别出一大批不同发育阶段和广泛开展，并分别出一大批不同发育阶段和组织类型的突变体。组织类型的突变体。组织类型的突变体。组织类型的突变体。 以突变体为工具，还从组织学和细胞学角度分析鉴以突变体为工具，还从组织学和细胞学角度分析鉴以突变体为工具，还从组织学和细胞学角度分析鉴以突变体为工具，还从组织学和细胞学角度分析鉴定了一些基因的表达与植物发育的关系。定了一些基因的表达与植物发育的关系。定了一些基因的表达与植物发育的关系。定了一些基因的表达与
27、植物发育的关系。 在烟草、玉米中均经过质体突变体分别鉴定了与植在烟草、玉米中均经过质体突变体分别鉴定了与植在烟草、玉米中均经过质体突变体分别鉴定了与植在烟草、玉米中均经过质体突变体分别鉴定了与植物叶绿体发育有关的核基因。玉米黄化突变体物叶绿体发育有关的核基因。玉米黄化突变体物叶绿体发育有关的核基因。玉米黄化突变体物叶绿体发育有关的核基因。玉米黄化突变体punpun是一个在光照下不可逆转的突变体，分析显示，该是一个在光照下不可逆转的突变体，分析显示，该是一个在光照下不可逆转的突变体，分析显示，该是一个在光照下不可逆转的突变体，分析显示，该突变体为一核单基因隐性突变，该基因的突变扰乱突变体为一核单
28、基因隐性突变，该基因的突变扰乱突变体为一核单基因隐性突变，该基因的突变扰乱突变体为一核单基因隐性突变，该基因的突变扰乱了叶绿体基因编码的蛋白质积累，进而使叶绿体膜了叶绿体基因编码的蛋白质积累，进而使叶绿体膜了叶绿体基因编码的蛋白质积累，进而使叶绿体膜了叶绿体基因编码的蛋白质积累，进而使叶绿体膜系统发育缺乏，类囊体相关蛋白不能积累。系统发育缺乏，类囊体相关蛋白不能积累。系统发育缺乏，类囊体相关蛋白不能积累。系统发育缺乏，类囊体相关蛋白不能积累。五、代谢途径研讨五、代谢途径研讨 突变体作为代谢活动调控研讨的工具，具有非常突变体作为代谢活动调控研讨的工具，具有非常突变体作为代谢活动调控研讨的工具，具
29、有非常突变体作为代谢活动调控研讨的工具，具有非常便利和高效的优势。可根据需求建立某一代谢途便利和高效的优势。可根据需求建立某一代谢途便利和高效的优势。可根据需求建立某一代谢途便利和高效的优势。可根据需求建立某一代谢途径中每一个调理点的突变体，也可以与基因工程径中每一个调理点的突变体，也可以与基因工程径中每一个调理点的突变体，也可以与基因工程径中每一个调理点的突变体，也可以与基因工程相结合，对一些关键调控过程进展修饰和改造，相结合，对一些关键调控过程进展修饰和改造，相结合，对一些关键调控过程进展修饰和改造，相结合，对一些关键调控过程进展修饰和改造，使代谢过程按照人类需求进展。因此而开展起来使代谢
30、过程按照人类需求进展。因此而开展起来使代谢过程按照人类需求进展。因此而开展起来使代谢过程按照人类需求进展。因此而开展起来的新型学科领域称之为代谢工程。的新型学科领域称之为代谢工程。的新型学科领域称之为代谢工程。的新型学科领域称之为代谢工程。 近年来，经过体细胞突变研讨激素、次生代谢产近年来，经过体细胞突变研讨激素、次生代谢产近年来，经过体细胞突变研讨激素、次生代谢产近年来，经过体细胞突变研讨激素、次生代谢产物等代谢途径的研讨已有许多报道。如番茄推迟物等代谢途径的研讨已有许多报道。如番茄推迟物等代谢途径的研讨已有许多报道。如番茄推迟物等代谢途径的研讨已有许多报道。如番茄推迟成熟的突变体成熟的突变
31、体成熟的突变体成熟的突变体NrNr，与乙烯应对基因突变有关；，与乙烯应对基因突变有关；，与乙烯应对基因突变有关；，与乙烯应对基因突变有关；玉米胚乳伸展型突变玉米胚乳伸展型突变玉米胚乳伸展型突变玉米胚乳伸展型突变shsh能够涉及蔗糖代谢的相能够涉及蔗糖代谢的相能够涉及蔗糖代谢的相能够涉及蔗糖代谢的相关酶基因的突变。关酶基因的突变。关酶基因的突变。关酶基因的突变。小小结结 细胞工程技术对培育细胞具有遗传稳定性和变异性细胞工程技术对培育细胞具有遗传稳定性和变异性细胞工程技术对培育细胞具有遗传稳定性和变异性细胞工程技术对培育细胞具有遗传稳定性和变异性的双重影响的双重影响的双重影响的双重影响 体细胞变异
32、在培育类型中具有普遍性，在变异性状体细胞变异在培育类型中具有普遍性，在变异性状体细胞变异在培育类型中具有普遍性，在变异性状体细胞变异在培育类型中具有普遍性，在变异性状上具有局限性上具有局限性上具有局限性上具有局限性 体细胞变异可自发产生也可经过理化因子诱导产生体细胞变异可自发产生也可经过理化因子诱导产生体细胞变异可自发产生也可经过理化因子诱导产生体细胞变异可自发产生也可经过理化因子诱导产生 体细胞变异包括染色体数量和构造变异，但大多数体细胞变异包括染色体数量和构造变异，但大多数体细胞变异包括染色体数量和构造变异，但大多数体细胞变异包括染色体数量和构造变异，但大多数可利用变异多为基因突变可利用变
33、异多为基因突变可利用变异多为基因突变可利用变异多为基因突变 利用体细胞变异可以直接培育种类也可作为生物学利用体细胞变异可以直接培育种类也可作为生物学利用体细胞变异可以直接培育种类也可作为生物学利用体细胞变异可以直接培育种类也可作为生物学相关研讨的根底资料相关研讨的根底资料相关研讨的根底资料相关研讨的根底资料第五节第五节 植物种质资源离体保管植物种质资源离体保管概念：概念：n n种质资源的离体保管：是指对离体培育的种质资源的离体保管：是指对离体培育的种质资源的离体保管：是指对离体培育的种质资源的离体保管：是指对离体培育的小植株、器官、组织、细胞或原生质等资小植株、器官、组织、细胞或原生质等资小植
34、株、器官、组织、细胞或原生质等资小植株、器官、组织、细胞或原生质等资料，采用限制、延缓或停顿其生长的处置料，采用限制、延缓或停顿其生长的处置料，采用限制、延缓或停顿其生长的处置料，采用限制、延缓或停顿其生长的处置使之保管，在需求时可重新恢复其生长，使之保管，在需求时可重新恢复其生长，使之保管，在需求时可重新恢复其生长，使之保管，在需求时可重新恢复其生长，并再生植株的方法。并再生植株的方法。并再生植株的方法。并再生植株的方法。意义：意义：n n所占空间少，节省大量的人力、物力和土地；所占空间少，节省大量的人力、物力和土地；所占空间少，节省大量的人力、物力和土地；所占空间少，节省大量的人力、物力和
35、土地；n n便于种质资源的交流利用；便于种质资源的交流利用；便于种质资源的交流利用；便于种质资源的交流利用；n n需求时，可以用离体培育方法很快大量繁衍；需求时，可以用离体培育方法很快大量繁衍；需求时，可以用离体培育方法很快大量繁衍；需求时，可以用离体培育方法很快大量繁衍；n n防止自然灾祸引起的种质丧失。防止自然灾祸引起的种质丧失。防止自然灾祸引起的种质丧失。防止自然灾祸引起的种质丧失。缺陷：缺陷：n n对于限制或延缓生长的处置，需定期转移，延续对于限制或延缓生长的处置，需定期转移，延续对于限制或延缓生长的处置，需定期转移，延续对于限制或延缓生长的处置，需定期转移，延续继代培育；继代培育；继
36、代培育；继代培育；n n易受微生物污染或发生人为过失；易受微生物污染或发生人为过失；易受微生物污染或发生人为过失；易受微生物污染或发生人为过失；n n多次继代培育有能够呵斥遗传性变异及资料和分多次继代培育有能够呵斥遗传性变异及资料和分多次继代培育有能够呵斥遗传性变异及资料和分多次继代培育有能够呵斥遗传性变异及资料和分化和再生才干的降低。化和再生才干的降低。化和再生才干的降低。化和再生才干的降低。n n超低温保管可在一定程度上防止这些问题。超低温保管可在一定程度上防止这些问题。超低温保管可在一定程度上防止这些问题。超低温保管可在一定程度上防止这些问题。n n两种保管方法：两种保管方法：n n限制
37、生长保管限制生长保管n n超低温保管种质超低温保管种质限制生长保管限制生长保管n n一、低温保管法一、低温保管法一、低温保管法一、低温保管法n n是限制生长保管中运用最广的方法。培育温度是限制生长保管中运用最广的方法。培育温度是限制生长保管中运用最广的方法。培育温度是限制生长保管中运用最广的方法。培育温度普通为普通为普通为普通为1-91-91-91-9热带、亚热带植物那么普通为热带、亚热带植物那么普通为热带、亚热带植物那么普通为热带、亚热带植物那么普通为10-20 10-20 10-20 10-20 ，同时提高培育基的浸透压，培，同时提高培育基的浸透压，培，同时提高培育基的浸透压，培，同时提高
38、培育基的浸透压，培育物的生长遭到抑制，继代时间可延伸间隔数育物的生长遭到抑制，继代时间可延伸间隔数育物的生长遭到抑制，继代时间可延伸间隔数育物的生长遭到抑制，继代时间可延伸间隔数月到月到月到月到1 1 1 1年以上。年以上。年以上。年以上。n n二、高浸透压保管法二、高浸透压保管法二、高浸透压保管法二、高浸透压保管法n n三、生长抑制或延缓剂保管法三、生长抑制或延缓剂保管法三、生长抑制或延缓剂保管法三、生长抑制或延缓剂保管法n n如参与如参与如参与如参与ABAABAABAABA、矮壮至少、多效唑等、矮壮至少、多效唑等、矮壮至少、多效唑等、矮壮至少、多效唑等n n四、降低氧分压保管法四、降低氧分
39、压保管法四、降低氧分压保管法四、降低氧分压保管法n n五、枯燥保管法五、枯燥保管法五、枯燥保管法五、枯燥保管法n n对培育物台愈伤或体细胞胚进展脱水处置，然对培育物台愈伤或体细胞胚进展脱水处置，然对培育物台愈伤或体细胞胚进展脱水处置，然对培育物台愈伤或体细胞胚进展脱水处置，然后置于特定的培育基条件下保管。后置于特定的培育基条件下保管。后置于特定的培育基条件下保管。后置于特定的培育基条件下保管。超低温保管种质超低温保管种质n n植物超低温种质保管是指将植物的离体资料包植物超低温种质保管是指将植物的离体资料包植物超低温种质保管是指将植物的离体资料包植物超低温种质保管是指将植物的离体资料包括茎尖芽、
40、分生组织、胚胎、花粉、愈伤括茎尖芽、分生组织、胚胎、花粉、愈伤括茎尖芽、分生组织、胚胎、花粉、愈伤括茎尖芽、分生组织、胚胎、花粉、愈伤组织、悬浮细胞、原生质体等，经过一定的方组织、悬浮细胞、原生质体等，经过一定的方组织、悬浮细胞、原生质体等，经过一定的方组织、悬浮细胞、原生质体等，经过一定的方法处置后在超低温法处置后在超低温法处置后在超低温法处置后在超低温-196-196-196-196液氮条件下进展液氮条件下进展液氮条件下进展液氮条件下进展保管的方法。保管的方法。保管的方法。保管的方法。n n一、超低温保管的根本原理一、超低温保管的根本原理一、超低温保管的根本原理一、超低温保管的根本原理n
41、n离体种质在液氮中几乎一切的细胞代谢活动、离体种质在液氮中几乎一切的细胞代谢活动、离体种质在液氮中几乎一切的细胞代谢活动、离体种质在液氮中几乎一切的细胞代谢活动、生长都停顿，因此排除了遗传性状的变异，同生长都停顿，因此排除了遗传性状的变异，同生长都停顿，因此排除了遗传性状的变异，同生长都停顿，因此排除了遗传性状的变异，同时保管了细胞的活力和形状发生潜能。时保管了细胞的活力和形状发生潜能。时保管了细胞的活力和形状发生潜能。时保管了细胞的活力和形状发生潜能。n n低温冰冻过程中，细胞内水分结冰会直接破坏低温冰冻过程中，细胞内水分结冰会直接破坏低温冰冻过程中，细胞内水分结冰会直接破坏低温冰冻过程中，
42、细胞内水分结冰会直接破坏细胞构造。因此在冰冻过程中，经过防止或尽细胞构造。因此在冰冻过程中，经过防止或尽细胞构造。因此在冰冻过程中，经过防止或尽细胞构造。因此在冰冻过程中，经过防止或尽量减少其细胞内水分结冰而到达冰冻保管的目量减少其细胞内水分结冰而到达冰冻保管的目量减少其细胞内水分结冰而到达冰冻保管的目量减少其细胞内水分结冰而到达冰冻保管的目的。的。的。的。n n二、超低温保管的根本程序二、超低温保管的根本程序n n植物资料培育物的选取植物资料培育物的选取n n资料的预处置资料的预处置n n冷冻处置：分慢冻法、快冻法、预冻法、冷冻处置：分慢冻法、快冻法、预冻法、干冻法干冻法n n冷冻储存冷冻储
43、存n n解冻：分快速解冻、慢速解冻解冻：分快速解冻、慢速解冻n n再培育再培育离体保管种质的遗传完好性离体保管种质的遗传完好性n n影响离体保管种质遗传完好性的主要要素影响离体保管种质遗传完好性的主要要素影响离体保管种质遗传完好性的主要要素影响离体保管种质遗传完好性的主要要素n n外植体类型外植体类型外植体类型外植体类型n n培育基成分培育基成分培育基成分培育基成分n n保管方法保管方法保管方法保管方法n n保管时间保管时间保管时间保管时间思索题：n n1 1 1 1、简述体细无性系变异的概念及优缺陷。、简述体细无性系变异的概念及优缺陷。、简述体细无性系变异的概念及优缺陷。、简述体细无性系变异
44、的概念及优缺陷。n n2 2 2 2、利用植物体细胞无性系变异景象，设计获、利用植物体细胞无性系变异景象，设计获、利用植物体细胞无性系变异景象，设计获、利用植物体细胞无性系变异景象，设计获得耐盐或耐旱、抗病等优良番茄株系的根得耐盐或耐旱、抗病等优良番茄株系的根得耐盐或耐旱、抗病等优良番茄株系的根得耐盐或耐旱、抗病等优良番茄株系的根本程序。本程序。本程序。本程序。n n3 3 3 3、植物种质资源离体保管有何意义？、植物种质资源离体保管有何意义？、植物种质资源离体保管有何意义？、植物种质资源离体保管有何意义？n n4 4 4 4、超低温保管的原理是什么？它的根本操作、超低温保管的原理是什么？它的根本操作、超低温保管的原理是什么？它的根本操作、超低温保管的原理是什么？它的根本操作程序有哪些？程序有哪些？程序有哪些？程序有哪些？n n5 5 5 5、影响种质离体保管遗传稳定性的要素有哪、影响种质离体保管遗传稳定性的要素有哪、影响种质离体保管遗传稳定性的要素有哪、影响种质离体保管遗传稳定性的要素有哪些？如何减少种质离体保管过程中的变异？些？如何减少种质离体保管过程中的变异？些？如何减少种质离体保管过程中的变异？些？如何减少种质离体保管过程中的变异？
