植物細胞工程

1、答：植物細胞工程所涉及的范圍和內(nèi)容相當廣泛，目前主要包括有植物組織或細胞培養(yǎng)、細胞融合、體細胞無性系變異及突變體的利用，遺傳轉化，植物種質(zhì)的冰凍保存和植物次生物質(zhì)的生產(chǎn)與工業(yè)化等方面。 首次成功嘗試及具有重要意義的第一次工作：植物組織或細胞培養(yǎng)：1902年，德國植物學家哈伯蘭特(Haberlandt)在細胞學說的基礎上，大膽地在試管中嘗試人工培育植物，首次發(fā)表了植物離體細胞培養(yǎng)實驗的報告，提出了植物細胞“全能性”問題的設想。1904年Eanning(漢寧)，首次對一些十字花科植物（蘿卜、辣根菜等）進行胚培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)離體胚可以充分發(fā)育，并且提前萌發(fā)成小苗，這是世界上胚胎培養(yǎng)最早獲得成功的一例。19

2、22年Haberlandt的學生Kotte和美國的Robbins在根尖培養(yǎng)中獲得了組織培養(yǎng)的成功。首次成功地用纖維素酶分離出植物原生質(zhì)體，開創(chuàng)了原生質(zhì)體分離培養(yǎng)技術。1925年Laibach將亞麻種間雜交不能成活的胚取出培養(yǎng)，至雜種胚成熟，繼而萌發(fā)。 1934年Gautherer所做的山毛柳、黑楊等植物的形成層培養(yǎng)實驗也獲得了初步的成功，并提出了B族維生素和生長素對組織培養(yǎng)的重要意義，并于1939年連續(xù)培養(yǎng)胡蘿卜根形成層獲得首次成功。White于1934年以番茄根為外植體建立了第一個活躍生長的無性系，使根的離體培養(yǎng)實驗首次獲得成功。1939年，Gautheret、Nobecourt和White

3、等成功地對愈傷組織進行繼代培養(yǎng)。1952年Morel和Martin通過莖尖分生組織的離體培養(yǎng)，從已受病毒侵染的大麗花中首次獲得無病毒植株。）在美國將胡蘿卜髓細胞培養(yǎng)成一個完整的植株。這是人類第一次實現(xiàn)了人工體細胞胚。這個實驗的結果在生物學界引起了很大的震動，是植物組織培養(yǎng)第一個突破，它對植物組織和細胞培養(yǎng)產(chǎn)生了深遠的影響。植物細胞融合：1973年Carlson等通過兩個煙草物種之間原生質(zhì)體融合，獲得了第一個體細胞雜種。3為誘導劑，首次使兩種煙草花粉粒培養(yǎng)出單倍體植株。植物體細胞無性系變異及突變體的利用：1934年美國植物生理學家White人工培養(yǎng)番茄根，建立了第一個活躍生長的無性繁殖系，并反復

4、轉移到新鮮培養(yǎng)基中繼代培養(yǎng)，使根的離體培養(yǎng)實驗獲得了真正的成功，并在以后28年間培養(yǎng)了1600代。1971年Takebe等在煙草上首次由原生質(zhì)體獲得了再生植株，這不僅在理論上證明了無壁的原生質(zhì)體同樣具有全能性，而且在實踐上為外源基因的導入提供了理想的受體材料。1981年，西多羅夫等從經(jīng)誘變處理的煙草細胞無性系中篩選出營養(yǎng)缺陷型，開創(chuàng)“突變體篩選”先列。植物遺傳轉化1935-1945年Muir把單細胞放在一張鋪在愈傷組織上面的濾紙上培養(yǎng)，使細胞發(fā)生了分裂，即實施了看護接種技術，使單細胞培養(yǎng)獲得初步成功。1964年，印度學者Guha和Maheshwari等人在對毛葉曼陀羅花藥培養(yǎng)時，成功地將毛葉曼

5、陀羅花粉誘導得到單倍體植株，從而促進了花藥和花粉培養(yǎng)的研究，促進了植物花藥單倍體育種技術的發(fā)展，花藥培養(yǎng)中成功獲得單倍體植株。1979年，L.Marton等為進行遺傳轉化建立了植物原生質(zhì)體和根癌農(nóng)桿菌共同培養(yǎng)的方法。1985年，Horsch等將葉子圓片用根癌農(nóng)桿菌侵染轉化并再生轉化植株。1989年，基奧朱克等利用胞質(zhì)雜種的供體受體實驗體系，成功地轉移水稻細胞質(zhì)雄性不育性狀。1994年，Hiei等首先建立了農(nóng)桿菌轉化水稻的技術以粳稻品種Tsukinohikari的盾片愈傷組織為轉基因受體，獲得了28.6%的高轉化率。植物種質(zhì)的冰凍保存1959年，應用二甲基亞砜 (DMSO)作為冷凍保護劑初次獲得

6、成功。1973年Nag和Street首次成功地用液氮超低溫保存了胡蘿卜懸浮細胞。1979年，Sala等報道了水稻懸浮細胞的超低溫保存，他們觀察到冷凍保存化凍后細胞可恢復生長。殷曉輝等1994年對疣粒野生稻幼穗離體培養(yǎng)所產(chǎn)生的愈傷組織進行超低溫研究，成功地獲得了凍后再生植株，這為野生稻優(yōu)質(zhì)資源的保存提供了有效途徑。1983年，鄭光植等最早將藥用植物三分三(Anisodus acutangulus)愈傷組織及其懸浮培養(yǎng)細胞進行冰凍貯藏，即超低溫保存植物種質(zhì)。植物次生物質(zhì)的生產(chǎn)與工業(yè)化Miller等人于1955（1956）年發(fā)現(xiàn)了激動素。不久即知道激動素可以代替腺嘌呤促進發(fā)芽，并且其效果比腺嘌呤高3萬倍。結果上述控制器官分化的激素模式變?yōu)榧铀嘏c生長素的比例關系。這方面的成功發(fā)現(xiàn)，有力地推動了植物組織培養(yǎng)的發(fā)展。1960年，莫里爾創(chuàng)立一個離體無性繁殖蘭花的方法，“蘭花工業(yè)”迅速興起。1960年，坎特對虞美人進行試管受精首次獲成功，建立了“試管受精”技術。1980年