§2-1植物細(xì)胞工程（2）細(xì)胞工程二、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用植物細(xì)胞工程的應(yīng)用應(yīng)用植物繁殖的新途徑快速繁殖作物脫毒作物新品種的培育單倍體育種突變體的利用細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)20世紀(jì)60年代，荷蘭科學(xué)家成功地利用組織培養(yǎng)技術(shù)來培育蘭花。目前，荷蘭的蘭花生產(chǎn)已經(jīng)發(fā)展成為舉世聞名的蘭花產(chǎn)業(yè)，每年為荷蘭創(chuàng)造了巨額的外匯收入。在我國，組織培養(yǎng)技術(shù)也已經(jīng)廣泛應(yīng)用于蘭花種苗的規(guī)?；敝?，這使得名貴蘭花的價(jià)格大幅下降，普通百姓也能購買和觀賞。快速繁殖含義用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，稱為植物的快速繁殖技術(shù)，也叫作微型繁殖技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。保持優(yōu)良品種的遺傳特性?？焖俜敝吵晒恍﹥?yōu)良的觀賞植物、經(jīng)濟(jì)林木、無性繁殖作物和瀕危植物等都實(shí)現(xiàn)了利用快速繁殖技術(shù)來提供苗木。甘蔗、按樹和鐵皮石斛等試管苗的生產(chǎn)，已形成一定規(guī)模。鐵皮石斛的產(chǎn)業(yè)化育苗相關(guān)信息——

鐵皮石斛鐵皮石斛，蘭科石斛屬植物，莖直立、圓柱形，花期3～6月，生于海拔1600m左右的山地半陰濕的巖石上。鐵皮石斛富含某些糖類和生物堿，可以用來提取藥物。作物脫毒產(chǎn)生原因馬鈴薯、草莓和香蕉等通常是用無性繁殖的方式進(jìn)行繁殖的，它們感染的病毒很容易傳給后代。病毒在作物體內(nèi)逐年積累，就會導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差。作物脫毒材料植物頂端分生區(qū)附近（如莖尖）原因病毒極少，甚至無病毒。方法切取一定大小的莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗。作物脫毒成果目前采用莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)脫去病毒，已在馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等許多作物上獲得成功。優(yōu)點(diǎn)人們用組織培養(yǎng)技術(shù)培育出的脫毒馬鈴薯，要比未脫毒的馬鈴薯增產(chǎn)50%以上；脫毒草莓的產(chǎn)量和品質(zhì)也明顯優(yōu)于沒有脫毒的草莓。脫毒的馬鈴薯田和被病毒感染的未脫毒的馬鈴薯葉片(左上)常規(guī)育種的局限常規(guī)選育出一個(gè)可以穩(wěn)定遺傳的作物優(yōu)良品種，一般要經(jīng)過5~6年的連續(xù)篩選。單倍體育種方法通過花藥（或花粉）培養(yǎng)獲得單倍體植株。經(jīng)過誘導(dǎo)染色體加倍，當(dāng)年就能培育出遺傳性狀相對穩(wěn)定的純合二倍體植株?；ㄋ幓ǚ蹎伪扼w純合二倍體優(yōu)良品種離體培養(yǎng)人工誘導(dǎo)染色體加倍玉米單倍體育種流程示意圖選擇單倍體育種優(yōu)點(diǎn)極大地縮短了育種的年限，節(jié)約了大量的人力和物力。意義已成為作物育種的一條有效途徑。由于大多數(shù)單倍體植株的細(xì)胞中只含有一套染色體，染色體加倍后得到的植株的隱性性狀容易顯現(xiàn)，因此它也是進(jìn)行體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。單倍體育種成果在單倍體育種領(lǐng)域，我國科學(xué)家作出了突出貢獻(xiàn)：早在1974年就成功地培育出世界上第一個(gè)單倍體作物新品種——單育1號煙草；后來，把單倍體育種與常規(guī)育種結(jié)合起來，育成了水稻、玉米、油菜、甘藍(lán)和甜椒等作物的新品種。突變體的利用突變體產(chǎn)生的原因在植物的組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此它們?nèi)菀资艿脚囵B(yǎng)條件和誘變因素（如射線、化學(xué)物質(zhì)等）的影響而產(chǎn)生突變。方法從產(chǎn)生突變的個(gè)體中篩選出對人們有用的突變體，培育成新品種。成果20世紀(jì)70年代以來，世界各國的科學(xué)家用這種方法已經(jīng)篩選到抗病、抗鹽、高產(chǎn)以及蛋白質(zhì)含量高的突變體，有些品種已經(jīng)用于生產(chǎn)，如抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等。【相關(guān)信息】初生代謝和次生代謝初生代謝：特點(diǎn)：是生物生長和生存所必需的代謝活動；在整個(gè)生命過程中它一直進(jìn)行著。產(chǎn)物——初生代謝物：糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等。次生代謝：特點(diǎn)：不是生物生長所必需的；一般在特定的組織或器官中；并在一定的環(huán)境和時(shí)間條件下才進(jìn)行。產(chǎn)物——次生代謝物細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)次生代謝物含義：植物代謝產(chǎn)生的一些一般認(rèn)為不是植物基本的生命活動所必需的產(chǎn)物?；瘜W(xué)本質(zhì)：是一類小分子有機(jī)化合物（如酚類、萜類和含氮化合物等）作用：在植物抗病、抗蟲等方面發(fā)揮作用很多藥物、香料和色素等的重要來源。細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)生產(chǎn)方法從植物組織提?。喝秉c(diǎn)：植物細(xì)胞的次生代謝物含量很低，從植物組織提取會大量破壞植物資源；有些產(chǎn)物不能或難以通過化學(xué)合成途徑得到。工廠化生產(chǎn)：含義：利用植物細(xì)胞培養(yǎng)（是指在離體條件下對單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)）來獲得目標(biāo)產(chǎn)物的過程。優(yōu)點(diǎn)：不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等限制，因此對于社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)具有重要意義。一種用于植物細(xì)胞培養(yǎng)的反應(yīng)器細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)舉例紫草寧的生產(chǎn)：本質(zhì)：是從紫草細(xì)胞中提取的一種藥物和色素。作用：具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性。生產(chǎn)：20世紀(jì)80年代，利用植物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)的紫草寧投入市場，成為世界上首例藥用植物細(xì)胞工程產(chǎn)品。紫草細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)舉例紫杉醇的生產(chǎn)：本質(zhì)：存在于紅豆杉屬植物體內(nèi)的一種次生代謝物。作用：具有高抗癌活性，現(xiàn)在已被廣泛用于乳腺癌等癌癥的治療。生產(chǎn)：傳統(tǒng)方法：從紅豆杉的樹皮和樹葉中提取，缺點(diǎn)是野生紅豆杉是瀕危植物，這種方法不利于對它們的保護(hù)。成就：我國科學(xué)家經(jīng)過多年研究，篩選出了高產(chǎn)紫杉醇的細(xì)胞。紅豆杉細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)研究方向