【知识点详解】
1. 细胞全能性:细胞全能性是指一个细胞具有发育成为完整个体的潜在能力。在本课程中,通过菊花花瓣细胞培育出菊花新植株的例子,展示了植物细胞全能性的概念。菊花花瓣细胞经过组织培养,能够发育为一个新的植株,证明了即使是植物体的一部分,也蕴含了发育成完整个体的能力。
2. 植物体细胞杂交技术:这是一种通过去除植物细胞壁,使不同种或同种不同品种的植物细胞融合,进而形成杂种植株的技术。该技术突破了远缘杂交不亲和的限制,如通过天竺葵和香茅草的原生质体融合培育驱蚊草,展示了杂交的可能性。在杂交过程中,涉及的步骤包括原生质体融合、愈伤组织形成和再生植株。
3. 去细胞壁与细胞融合:在进行植物体细胞杂交前,需要去除细胞壁,通常是通过酶解法,使用纤维素酶和果胶酶来分解细胞壁中的纤维素和果胶,使得细胞能够融合。融合过程中可能使用物理方法(如离心、振动、电激)或化学方法(如聚乙二醇,PEG)来诱导细胞膜的融合。
4. 脱分化与再分化:在植物组织培养中,叶肉细胞首先经历脱分化,即失去原有的组织结构,转变为未分化状态的薄壁细胞,形成愈伤组织。然后在适宜的激素和营养条件下,愈伤组织可以再分化,生成新的器官或完整植株,表现出细胞的全能性。
5. 单倍体育种:花粉培养成单倍体植株是利用植物组织培养技术,它属于单倍体育种的一种,可以快速获得遗传上均一的植株群体,通常具有更高的变异频率,有利于遗传改良。
6. 无性繁殖与遗传稳定性:通过植物组织培养得到的植株,由于没有经过有性生殖过程,它们的遗传性状与母本极为相似,因为它们是由同一个细胞(如韧皮部细胞)分化而来,所以它们是无性繁殖的产物。
7. 光照与基因表达:在试管苗的培养过程中,B阶段需要光照,因为叶绿素的合成需要光的参与,光照条件有助于叶肉细胞中叶绿素的形成,从而进行光合作用。细胞的分化是由基因选择性表达控制的,不同部位的细胞表达不同的基因,导致形态各异的器官。
8. 原生质体融合过程:①过程是植物细胞的去壁,常用物理或化学方法诱导融合。酶解过程中,通常使用纤维素酶和果胶酶来去除细胞壁。②过程是融合诱导,通过物理手段和化学诱导剂(如聚乙二醇,PEG)促使细胞膜融合。关键在于打破细胞间的排斥反应,促使细胞膜相互融合形成杂种细胞。
总结,本课程主要涵盖了细胞全能性、植物体细胞杂交技术、脱分化与再分化、单倍体育种以及细胞融合诱导等多个核心知识点,这些都是现代生物技术在植物育种和生物工程中的重要应用。