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植物细胞工程技术研究现状及其对社会发展影响.doc 全文

花匠小妙招
2024-11-11 19:43

课程学号姓名成绩摘要：植物细胞工程是一门以植物组织和细胞的离体操作为基础的实验性学科。植物细胞工程是在植物组织培养的基础上发展起来的，因此，植物细胞工程亦是广义概念上的植物组织培养。植物细胞工程是具有广泛应用前景和实用价值的生物技术。目前根据人们的需要已经相继完善和发展了一些具有特色的实用技术, 这些技术的发展和应用, 使植物细胞工程在人类现代生活中的地位更加突出, 并发挥着越来越重要的作用。关键词：植物细胞工程研究现状及应用对社会发展的影响植物细胞工程的概念植物细胞工程是建立在现代生物科学和工程技术基础上的科学技术。它的发展有赖于植物学、植物生理学、遗传学、分子生物学、植物营养学、环境工程学等学科的发展与进步，可为生物科学的基础研究提供重要的技术手段[1]。植物细胞工程是以植物细胞为基本单位在体外条件下进行培养、繁殖和人为操作，改变细胞的某些生物学特性，从而改良品种加速繁育植物个体或获得有用物质的技术。植物体的细胞中，含有该植物所有的遗传信息。在合适的条件下，一个细胞可以独立发育成完整的植物体。利用细胞的这种全能性，生物学家通过组培来繁殖名贵花卉、消灭果树上的病毒，以及通过对细胞核物质的重新组合，进行植物遗传改造等。目前，根据人们的需要已经相继完善和发展了一些具有特色的植物细胞工程实用技术，包括植物细胞组织培养技术、无性快繁技术及单倍体育种技术等。这些技术在脱毒苗生产、经济植物快繁、植物新品种选育及有用次生代谢产物生产等方面已得到了广泛的应用[2]。植物细胞工程具有科学和技术双重特征，经过多年的探索和发展，已成为当代生物科学中一个重要学科和现代生物技术的重要组成部分。植物细胞工程的研究现状及相关应用（一）、研究水平目前植物离体培养研究以细胞水平上的居多, 分子水平上的研究相对较少。近年来随着现代分子生物学技术的发展, 已分离和鉴定出一批与植物花器官、茎、叶和根器官发育有关的基因。植物离体培养中器官分化和胚状体的发育是基因差异表达的结果, 重新确立基因程序化表达是多种因素共同作用的结果。植物离体培养的细胞学和分子生物学方面的证据对揭示植物离体培养的分子机理有重要作用, 但目前获得的证据是不完整的, 还不能够描绘出基因程序化表达的蓝图。植物离体培养分子机理研究的深入,不仅可以丰富植物分子发育生物学的内容, 还可为植物器官发生和体细胞胚发生调控及植物组织培养技术改进提供依据。、分离与精制细胞工程的目的，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，就必须依靠下游加工过程，也就是我们常说的下游工程。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。由于植物细胞的高度易碎性，对剪切力的敏感、细胞有去分化和聚集作用，增殖时间长等独特性，使其大规模培养技术明显比微生物和动物细胞的发展缓慢。但通过不懈的努力，现在已经具备在２万升规模的生物反应器中培养烟草细胞的能力。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。分离和精制过程所需的费用在整个生产过程中的占有很大的比例，一般为60%，有些甚至高达80-90%，而且还有继续加剧的取向。因此该过程的落后也可能阻碍细胞工程的发展。世界各国现在已经都比较重视这个问题，英国早在83年就发起了生物分离计划(BIOSEP)，专门研究分离与精制，我国也曾经召开过专门会议。分离与精制的困难是由于培养液自身的理化特性所决定，这就需要在上游工程时就考虑到这方面的问题，同时不断推出新的分离纯化技术及方法，从而简化过程、降低成本，这在实际生产中是很重要的。、培养技术植物细胞工程涉及诸多理论原理及实际操作技术，最重要的自然是培养技术，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。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。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。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。原生质体的培养则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