园艺植物生物技术期末复习 

第一章 绪论

1.什么是生物技术（biotechnology）？P1

答：生物技术（biotechnology）是以现代生命科学为基础，结合其他基础学科的科学原理，利用生物（或生物组织、细胞、器官、染色体、基因、核酸片段等）的特性和功能，设计、构建具有预期性能的新物质或新品系，加工生产产品或提供服务的综合性技术。

生物技术包括传统生物技术与现代生物技术。传统生物技术是指通过微生物的初级发酵来生产产品，如酱油、醋、酒、面包、奶酪、酸奶等食品的制作技术。现代生物技术是指以现代生物学理论为基础，以基因工程为核心的一系列技术的总称。

生物技术已广泛应用于农林牧渔、医药食品、轻工业、化学工业和能源等领域，与人民生活息息相关。 2. 什么是园艺植物生物技术（biotechnology in horticultural plants）？P1

答：园艺植物生物技术（biotechnology in horticultural plants）以园艺植物为材料，利用生物技术，创造或改良种质或生物制品的一门技术,它是园艺学和生物技术的交叉技术学科，是在植物组织培养、植物细胞工程、植物染色体工程、植物基因工程、植物分子标记和生物信息学等现代生物技术手段基础上产生和发展起来的。这些先进的现代生物技术在园艺科学上的应用构成了园艺植物生物技术的主要内容。 3. 园艺植物生物技术的主要内容有哪些？P1——5 答：①园艺植物组织培养（也称园艺植物离体培养）

指无菌和人工控制的环境条件下，利用人工培育基，对园艺植物的胚胎（成熟和未成熟的胚、胚乳、胚珠、子房等）、器官、（根、茎、叶、花、果实、种子等）、组织（分生组织、形成层、韧皮部、表皮、表层、薄壁组织、髓部等）、细胞（体细胞、生殖细胞等）、原生质体等进行离体培养，使其再生发育成完整植株的过程。植物细胞全能性是植物组织培养的理论基础。 ②园艺植物细胞工程

指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程手段，以植物细胞为基本单位，在离体条件下进行培养、增殖，或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而达到改良品种和创造新品种，加速植物繁殖或获得某种有用物质的过程。 ③园艺植物染色体工程

培养获得单倍体，通过染色体加倍，迅速获得纯系；诱导多倍体，通过选育直接获 得多倍体品 种；通过染色体交换、附加或易位，获得染色体代换系、附加系或易位系。 ④ 园艺植物基因工程

是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因（或 DNA分子），按预先设计的蓝图 ，在体外构建杂交DNA分子，然后导入园艺植物细胞，以改良园艺植物原有的遗传特性，获得新种质或新品种。 ⑤ 园艺植物分子标记

广义分子标记是指可遗传的并可检测的DNA序列或蛋白质。狭义的分子标记是指能反映园艺植物个体或种群间基因组中某种差异特征的DNA片段。

4. 你认为园艺植物生物技术发展趋势有哪些？P11——13

答：①产业化步伐加快，②由转移抗性性状向优质、高产等多种优良性状发展，③常规育种与生物技术紧密结合的实用化进程加速（分子标记技术、胚挽救技术和细胞融合技术、单倍体培养技术、体细胞无性系变异与筛选技术），④基因表达与功能研究更加深入 植物组织培养部分（第2—6章） 一．主要名词概念

1.植物细胞全能性：植物体的每一个细胞都含有一套完整的基因组，并具有发育成完整植株的潜能。 2.脱分化：离体培养下，已经分化的细胞，组织或器官茎细胞分裂或不分裂，失去原有的结构和功能而恢复分生状态，形成无组织结构的细胞团或愈伤组织。

3.再分化:脱分化的细胞或细胞团在适宜条件下可重新分化，形成另一种或几种细胞，组织，器官，甚至完

整的植株。

4.器官发生途径:培养条件下的组织或细胞团分化形成不定根，不定芽等器官的过程。 5体细胞胚胎发生途径:外植体中体细胞诱发并形成胚胎的过程。

6.外植体:用于培养的园艺植物的细胞，组织，器官，胚胎，原生质体通常称为外植体。 7.褐化现象:植物体内酚类物质在外植体被切割后氧化形成醌类物质，使培养基变褐。

8.看护培养:在培养皿中先加入一定体积的固体培养基，在其上放一块几毫米大小的愈伤组织，再在其上放一张无菌滤纸，最后把外植体放在滤纸上。培养基通过愈伤组织和滤纸为外植体供给营养。

9.分批培养:把细胞分散到一定容积的培养基中培养，当培养物增值到一定量时，转接继代，建立起单细胞培养物。

10.连续培养:在培养过程中不断注入新鲜培养基，同时排放相同体积的旧培养基，保持反应器内培养液的体积不变，是营养物质连续得到补充，细胞的生长和增值得以连续进行。 11.体细胞杂交:将不同的植株的原生质体，在一定条件下融合成杂种细胞。

12.雄核发育：适宜的离体培养条件下，花粉的发育可偏离活体时的正常发育而转向孢子体发育，经胚状体途径或器官发生途径形成完整植株。

13.雌核发育：胚胎的发育仅在母体遗传的控制下进行的一种发育方式。

14.非整倍体：核染色体数不是染色体基数的整数倍，而是发生个别染色体数目增减的生物体。 15.代换系：生物体的染色体被异源种属染色体所代换的品系叫代换系。

16.异位系：某染色体的一个区段移接到非同源的另一染色体上，染色体相互发生片段交换的植株叫相互异位系，染色体片段只从一方移接到另一方染色体上的植株叫简单异位系。

17.附加系：非同种或异种染色体导入受体中，这种染色体在受体中增加的技术叫染色体附加，具有附加染色体的品系叫附加系。

18.限制生长保存：改变培养物生长的外界环境条件，限制离体保存材料的生长速度，使细胞生长降至最小限度，但不死亡，从而达到延长继代培养时间的目的。

19.超低温保存：指在—80度至—195度甚至更低温度下保存生物材料。

20.体细胞无性系变异:植物外植体在组织培养过程中，由于受到非生物因子的诱导发生变异，进而导致再生植株发生遗传变异的现象称为植物体细胞无性系变异。 二．各章需掌握的主要内容

1.植物组织培养的类型有哪些？植株再生途径主要有哪些？（P15~17）

答：植物组织培养的类型：㈠按照外植体的不同可分为：①胚胎培养，②器官培养，③组织培养，④细胞培养，⑤原生质体培养。㈡按照培养及性质不同可分为：①固体培养，②液体培养，③半液半固体培养。㈢按照培养方法不同可分为：①静置培养，②振荡培养，③看护培养，④饲喂培养，⑤微室培养。 植株再生途径：器官发生途径、体细胞胚胎发生途径、原球茎发生途径。

2、完整的植物组织培养实验室包括哪些部分？每一部分具有哪些功能？需要配备哪些仪器设备？自己能独立设计一个组织培养实验室。(此题答案为老师课件上的，相关内容在课本p19)

答：一、完整的植物组织培养室通常包括洗涤室、化学实验室、缓冲室、接种室、培养室、细胞学实验室等部分。可以根据实际需要和条件进行设计。 二、 组培室各部分功能和所需仪器设备：

（1） A. B. C. D. E.

灭菌设备：

高压灭菌锅：主要灭菌设备，用于培养基、蒸馏水、器械用具的湿热灭菌。（121℃ 25min） 干燥箱：金属工具镊子、剪刀、解剖刀、玻璃器皿干热灭菌（>150℃ 1-3h）。

过滤灭菌装置：酶制品、激素GA3/ZT/IAA/ABA、及某些维生素灭菌。（遇热易分解，不能高温，孔径为0.45μm或更小的滤膜过滤灭菌）。

喷雾消毒器：接种空间、器材、外植体、操作人员灭菌。 紫外灯

无菌接种设备：超净工作台（侧流式/垂直式、外流式/水平式）过滤>0.3μm颗粒。 可控人工培养设备：培养架、空调机、调湿机、培养箱、转床或摇床。 其他仪器设备：看课本

（2） （3） （4） 3.

外植体组培流程：

母液配制-培养基消毒-外植体消毒 （外植体取材-自来水冲洗-蒸馏水或去离子水冲洗-2%次氯酸钠5-30min-冲洗）-接种-不定芽或胚状体诱导-继代培养-生根培养-练苗移栽

4. 培养基的组成成分包括哪些？常用的植物激素和生长调节剂有哪些？需掌握化学名称和缩写符号。（p21）

一、通常植物组织培养所用培养基包括以下六大类成分，即无机营养、有机营养、植物生长调节物质、活性炭、水和琼脂等。

（1）

铝。 （2）

无机营养：必须16种（9种大量所需浓度大于0.5mmol/L其他微量）；其他有利元素碘钴镍钛铍有机营养：糖类（碳源、维持渗透压）（常用蔗糖3%浓度）；维生素类（以辅酶形式参与多种酶

促反应）；肌醇（促进植物快速生长，胚状体、芽形成 促进作用）；氨基酸（外植体芽、根、胚状体生长分化促进作用）；有机附加物（天然提取物） （3） （4） （5）

琼脂（海藻类多糖，凝固剂支持物，一般0.7%） 水95%，环境70%-80%

活性炭（吸附能力，减少有害物质影响；培养基变黑，有利于某些生根；形态发生器官形成有

良好效应）

二、常用的植物激素及生长调节物涉及五大类植物激素： （1） （2） （3） （4） （5） 5.

生长素类：IAA、IBA、NAA、2，4-D

细胞分裂类：6-BA、KT（Kin）、ZT、2ip、TDZ 赤霉素类：GA3、GA4、GA7 脱落酸：ABA 乙烯：ETH

培养基母液配制：5类（大量元素母液、微量元素母液、铁盐母液、有机化合物母液、植培养基配制：4步（称量蔗糖和琼脂，加水定容至最终容积的3/4，加热溶解；依次逐个加

培养基配制方法（p23） （1） （2）

物生长调节物质）

入混合母液，包括其他附加成分，加水定容至最终容积；充分混合后，用pH计或试纸测定pH，用0.1~1mol/L的NaOH或HCl调整至5.6~6.0（一般5.8）；将配制好的培养基分装于培养容器内，然后用棉塞或封口材料封好瓶口，高压灭菌后备用）。 （3）

灭菌：湿热灭菌、过滤灭菌。

6. 7.

影响培养基凝固的因素琼脂浓度；灭菌时间及温度；培养基pH值。 环境灭菌方法： （1） （2）

接种室——定期用甲醛和高猛酸钾熏蒸，并用70%乙醇喷雾使空气的灰尘沉降； 超净工作台——紫外灯照射20~30min（培养皿、酒精灯及其他工具），对操作台面用乙醇

消毒； （3） （4） 8. （1） （2） （3） （4） 9.

操作人员——洗手，穿戴经消毒的衣帽，70%乙醇擦拭双手； 接种器械(镊子、解剖刀、解剖针等)——火焰灭菌法。

诱导生根的方法：

转移到生根培养基；

用较高浓度生长素处理组培苗茎基部，再转移到无生长素的生根培养基中； 将组培苗用生长素出来后转移到蛭石等介质中生根，也称试管外生根； 组培苗嫁接绕开生根问题(试管内/试管外)。

外植体种类：植物基因型、外植体来源、取材季节、外植体的生理状态和发育年龄、外植培养基成分及激素配比：成分、ph、配比。 组织培养环境条件：光温水气。

影响组培的因素： （1） （2） （3）

体大小。

10. 组织培养玻璃化原因、褐化原因

11. 污染发生的原因主要有哪些？如何控制污染的发生？

污染发生的原因：

（1）培养基和接种用具灭菌不彻底；（2）外植体灭菌不彻底；（3）操作时人为带入；（4）接种室环境不洁净；（5）超净工作区域不洁净。 控制污染的措施：

（1）灭菌时充分排净锅内冷空气；（2）接种器具充分灼烧；（3）污染外植体及时挑出，灭菌后倒掉。外植体材料少可二次处理；（4）接种时用75%乙醇擦拭双手和培养容器，操作区不放置过多的培养容器；(5) 接种室定期熏蒸或消毒液处理；并采用紫外灯进行空气杀菌；（6）超净工作台定期清洗过滤网。

12. 园艺植物脱毒意义：品种复壮、增强作物适应能力、抗逆能力、提高产量和品质。（p37） 13. 脱毒方法：（p38）

（1） （2） （3） （4）

毒）

14. 茎尖分生组织培养脱毒的原理是什么？影响脱毒效果的主要因素有哪些？

（1）

脱毒原理：（p38）病毒在植物体内的分布不均匀，越靠近顶端区域，带毒越少，顶端分生组织（0.2-0.5 mm）不带病毒或含病毒量极低。因此，分离分生组织细胞进行培养，可以获得无病毒种苗。 （2）

影响脱毒效果的主要因素:脱毒效果与茎尖大小的关系

脱毒效果和茎尖分生组织大小直接相关，茎尖分生组织越小，脱毒率越高，但生长速度慢。如草莓茎尖切取0.2-0.3mm时，脱毒率达到100%，而切取1.0mm时，脱毒率为50%。因此，脱毒培养时，需要兼顾脱毒率、成活率及茎尖发育成完整植株的能力。既要脱除病毒，也要使茎尖分生组织迅速生长发育。一般茎尖分生组织大小以0.2-0.5mm为适宜。

15. 脱毒苗鉴定（p41）

（1）

脱毒效果检测：

茎尖培养脱毒（茎尖培养又称分生组织培养，把茎尖的分生组织或包括有此分生组织的茎微体嫁接脱毒（微体嫁接是在无菌条件下，将极小（<0.2mm）的茎尖嫁接到试管内的无热处理脱毒（通过热处理（heat treatment）或称温热疗法（thermotherapy）可由受侵染其他（花器官等培养脱毒、珠心胚培养脱毒、合并使用热处理、茎尖培养、微茎尖嫁接脱尖分离进行无菌培养的方法）。

菌实生苗砧木上，经培养，待接口愈合发育为完整植株而达到脱毒的效果。） 的个体得到无病毒植株。）

a. b.

形态检测法（根据植株茎叶是否表现某种病毒特有的可见症状来确定脱毒效果。） 指示植物法（利用病毒在其他植物上产生的枯斑和某些病理症状，作为鉴定病毒及病毒种类的标准，也叫枯斑或空斑鉴定法）（摩擦损伤汁液传播鉴定法、嫁接检测法）

指示植物（indicator plant）:又称鉴别寄主，接种某种病毒后能够快速表现特有症状的植物。

c. d. e. f. （2）

血清学检测法（免疫电镜IEM、酶联免疫吸附ELISA、组织免疫印迹TP-ELISA技术。） 分子生物学检测法（核酸杂交技术、聚合酶链反应、双链核糖核酸分析） 电子显微镜法

其他：花器官培养脱毒，珠心胚培养脱毒，化学脱毒，超低温处理脱毒，合并热处理、茎尖培养或微嫁接脱毒。 脱毒苗农艺性状鉴定

16. 无毒苗的保存、繁殖（p44） 17. 园艺植物的离体快速繁殖

（1）

法。 （2）

a. b. c. （1）

方法：

无菌培养体系建立（母株和外植体获取、无菌培养物获得、外植体的启动生长） 茎芽增殖的途径

影响茎芽增殖因素（种类、外植体生理状态、消毒时受损害程度、培养及配方及激素配比） 人工种子(artificial seed)，又称合成种子(synthetic seed)，

离体快速繁殖（rapid propagation in vitro）：通过无菌操作，将外植体接种于培养基上，在人工控制的营养和环境条件下进行培养，使其在较短时间内快速地再生出大量的完整植株的方

18. 园艺植物人工种子（p50）

狭义的人工种子：植物离体培养中产生的胚状体，包裹在含有养分和具有保护功能的物质中，并在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体

广义的人工种子：胚状体或一块组织、一个器官之外加上必要的营养成分后，用具有一定通透性而无毒的材料将其包裹起来，形成的与天然种子相似的颗粒体。

任何一种繁殖体，无论是胶膜包裹还是裸露干燥的，只要能发育成完整植株，均可称为人工种子。 （2） （3） （4） （1） （2）

a.

组成：体细胞胚、人工种皮（防止机械损伤、保护水分免于丧失）、人工胚乳（一般由含有类型（裸露或休眠的繁殖体；种皮包裹的繁殖体；水凝胶包裹的胚状体、不定芽等；液胶制备（胚状体的同步化：促使所有培养的细胞或发育中的细胞团块进入同一个分裂时期。） 种质保存（germplasm conservation）:利用天然或人工创造的适宜环境保存种质资源，使个方法：传统（种子低温储藏保存、种植保存），常用（限制生长保存、超低温保存）。 限制生长保存(restricting conservation)：改变培养物外界环境条件限制离体保存材料的生长速度，使细胞生长降低最小限度但不死亡，从而达到延长培养时间的目的。（低温常温（20±5℃）、常低温（0~15℃ ）、低温（-80~0℃）、干燥、生长抑制、高渗透压） b.

超低温保存：在-80℃（干冰温度）至-196℃（液氮温度）甚至更低温度下保存生物材料。 原理：以生物细胞冻害和抗冻机理为基础。 （a）

生物细胞冻害：植物细胞中含有大量水分，在超低温保存过程中经历的剧烈降温和升温变化对细胞可能造成3个方面的损伤： ①由于细胞内冰晶的形成和生长对细胞造成机械损伤； ②温度的变化对细胞膜系统的结构和功能的损伤； 供应胚状体养分的胶囊组成） 包埋系统）

19. 园艺植物种质资源的离体保存（p58）

体中所含遗传物质保持其遗传的完整性和较高的活力，并且能通过繁殖将其遗传特性传递下去。