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1　绪论1

1.1　植物细胞组织培养的一般概念1

1.2　植物细胞组织培养的发展简史2

1.2.1　探索阶段2

1.2.2　奠基阶段3

1.2.3　迅速发展阶段3

1.3　植物细胞组织培养在农业中的应用5

1.3.1　在植物育种上的应用5

1.3.2　在植物脱毒和离体快繁上的应用5

1.3.3　在次生代谢产物生产上的应用6

1.3.4　在植物种质资源保存和交换上的应用6

1.3.5　在遗传、生理、生化、病理等研究上的应用6

复习题6

2　植物细胞组织培养的基本技术7

2.1 基本设备7

2.1.1　准备室7

2.1.2　无菌操作室（区）7

2.1.3　培养室8

2.1.4　用具9

2.1.5　小型器具13

2.1.6　仪器15

2.2　培养基17

2.2.1　培养基的主要成分26

2.2.2　培养基的制备28

2.3　外植体31

2.3.1　外植体的种类31

2.3.2　外植体的消毒33

2.3.3　外植体的培养34

2.4　培养条件37

2.4.1 温度37

2.4.2　光照37

2.4.3　通气38

2.4.4　湿度38

2.5　继代培养38

2.5.1 继代培养38

2.5.2　体细胞无性系变异39

2.5.3　玻璃化39

复习题40

3　植物组织器官培养41

3.1 器官形成41

3.1.1　概念41

3.1.2　愈伤组织诱导41

3.1.3　器官分化43

3.1.4　外植体的器官发生途径45

3.1.5　影响器官分化的因素46

3.1.6　试管苗的驯化48

3.2　体细胞胚胎发生48

3.2.1　概念与特点48

3.2.2　体细胞胚胎发生的途径及类型51

3.2.3　体细胞胚胎发生的机制53

3.2.4　影响体细胞胚胎发生的因素53

3.3　胚培养55

3.3.1　胚培养的意义56

3.3.2　离体胚培养的发育方式57

3.3.3　胚培养方法58

3.4　胚乳培养59

3.4.1　胚乳培养的意义59

3.4.2　胚乳培养的方法61

3.4.3　胚乳培养材料的倍性差异62

3.5　离体授粉62

3.5.1　离体授粉的概念62

3.5.2　离体授粉的方法63

3.5.3　影响离体授粉的因素63

3.6　人工种子65

3.6.1　人工种子的概念65

3.6.2　人工种子的意义65

3.6.3　人工种子的制作程序66

3.6.4　人工种子的应用前景68

复习题69

4　茎尖分生组织培养70

4.1　茎尖分生组织培养的目的和应用70

4.1.1　形态建成研究70

4.1.2　无病株的生产70

4.1.3　营养繁殖71

4.1.4　育种中的应用71

4.2　茎尖分生组织培养的方法71

4.2.1　材料的准备71

4.2.2　材料的消毒72

4.2.3　组织片的分离72

4.2.4　培养基73

4.2.5　培养条件73

4.3　脱毒苗的培育和病毒检测74

4.3.1　脱毒苗的培育74

4.3.2　病毒检测78

4.4　几种主要植物的脱毒苗生产技术81

4.4.1 马铃薯81

4.4.2　甘薯84

4.4.3 甘蔗85

4.4.4　苹果87

4.4.5　草莓89

4.4.6　柑橘91

4.4.7　香蕉94

复习题96

5　单倍体细胞培养97

5.1　单倍体的起源和遗传行为98

5.1.1　单倍体的起源98

5.1.2　单倍体的减数分裂行为99

5.2　单倍体的应用价值99

5.2.1 在植物育种中使后代迅速纯合99

5.2.2　提高选择效率100

5.2.3　排除杂种优势对后代选择的干扰100

5.2.4　遗传研究的良好实验材料体系100

5.2.5　突变体的筛选101

5.2.6　消除致死基因101

5.2.7　选育新型自交系101

5.2.8　遗传转化的受体材料101

5.2.9　基因表达研究的良好材料101

5.3　离体培养条件下的小孢子发育101

5.3.1　小孢子的正常发育101

5.3.2　离体培养条件下的小孢子发育102

5.4　花药培养103

5.4.1　花药培养操作技术103

5.4.2　影响花药培养的因素105

5.4.3　逆境处理对小孢子胚胎发生的诱导作用112

5.4.4　单倍体植株再生113

5.4.5　单倍体植株的加倍处理113

5.4.6　孤雄生殖诱导的分子机制114

5.5　花粉（小孢子）培养115

5.5.1　花粉培养与花药培养的比较115

5.5.2　分离花粉的方法116

5.5.3　花粉（小孢子）培养方法117

5.5.4　影响花粉（小孢子）培养的因素118

5.6　禾本科植物花药培养中的白化苗现象119

5.7　从雌配子体诱导单倍体植株120

5.8　单倍体细胞培养与植物育种120

复习题122

6　细胞培养123

6.1　单细胞的分离123

6.1.1 由植物器官分离单细胞123

6.1.2　由愈伤组织分离单细胞124

6.2　单细胞培养125

6.2.1　单细胞培养方法125

6.2.2　影响单细胞培养的因素128

6.3　细胞悬浮培养130

6.3.1 培养方法130

6.3.2　培养基132

6.3.3　培养基的振荡132

6.3.4　悬浮培养细胞的同步化132

6.3.5　细胞增殖的测定134

6.3.6　悬浮培养细胞的植株再生134

6.3.7　影响细胞悬浮培养的因素136

6.4　细胞培养的应用139

6.4.1　筛选突变体139

6.4.2　生产次生代谢产物140

6.4.3　其他应用140

复习题141

7　植物原生质体的分离和培养142

7.1　原生质体培养的意义及研究进展142

7.1.1　原生质体的概念142

7.1.2　原生质体的性质142

7.1.3　原生质体培养的意义144

7.1.4　原生质体培养的研究进展145

7.2　植物原生质体分离148

7.2.1　原生质体分离的一般程序148

7.2.2　原生质体供体的选择149

7.2.3　原生质体分离的基本方法150

7.2.4　原生质体的纯化152

7.2.5　原生质体活力的测定153

7.2.6　影响原生质体分离及活力的因素154

7.3　植物原生质体培养158

7.3.1 培养方法158

7.3.2　培养基160

7.3.3　植板密度161

7.4　原生质体植株再生162

7.4.1　细胞壁形成162

7.4.2　细胞分裂和愈伤组织的形成163

7.4.3　植株再生163

7.4.4　原生质体再生植株的遗传变异及其利用165

7.5　原生质体培养实例165

7.5.1　水稻原生质体培养165

7.5.2　小麦原生质体培养166

7.5.3　玉米原生质体培养167

7.5.4　棉花原生质体培养168

7.5.5　大豆原生质体培养169

7.5.6　油菜原生质体培养170

7.5.7　马铃薯原生质体培养171

7.5.8　苹果原生质体培养171

7.5.9　菊花原生质体培养173

7.5.10　药用植物原生质体培养174

复习题175

8　体细胞杂交176

8.1　原生质体融合176

8.1.1　自发融合176

8.1.2　诱发融合177

8.2　杂种细胞的选择181

8.2.1　细胞系互补的选择方法181

8.2.2　利用物理特性差异的选择方法182

8.2.3　依据生长特性差异的选择方法183

8.3 杂种细胞培养和杂种植株再生183

8.4　体细胞杂种的鉴定184

8.4.1　形态学鉴定方法184

8.4.2　细胞学鉴定方法185

8.4.3　同工酶鉴定方法185

8.4.4　分子生物学鉴定方法186

8.5　原生质体融合类型188

8.5.1 对称融合188

8.5.2　非对称融合189

8.5.3　配子-体细胞融合190

8.5.4　亚原生质体-原生质体融合190

8.6　体细胞杂种的核型190

8.7　细胞质杂种191

8.8　植物体细胞杂交技术的应用192

8.8.1　用体细胞杂交合成植物新类型193

8.8.2　用体细胞杂交创制植物育种新材料193

8.8.3　用体细胞杂交培育植物雄性不育系和恢复系194

8.9　通过原生质体摄入细胞器、微生物及外源DNA195

8.9.1　叶绿体移植195

8.9.2　核移植195

8.9.3　微生物移植195

8.9.4　外源DNA的摄入196

复习题196

9　体细胞无性系变异197

9.1　体细胞无性系变异的来源及遗传基础197

9.1.1　染色体数目变异198

9.1.2　染色体结构变异200

9.1.3　基因突变200

9.1.4　DNA扩增200

9.1.5　转座子激活200

9.1.6　DNA甲基化201

9.1.7　细胞质基因组的改变201

9.2　影响体细胞无性系变异的因素201

9.2.1　基因型201

9.2.2　外植体201

9.2.3　培养基201

9.2.4　继代培养时间202

9.2.5　温度202

9.2.6　组织原有的倍数性202

9.3　花粉植株中的倍数性变异202

9.4　嵌合性203

9.5　植株再生的遗传调控203

9.6　后生变异204

9.7　体细胞无性系变异的应用204

9.7.1　为体细胞杂交提供选择标记204

9.7.2　遗传代谢研究205

9.7.3　作物遗传改良205

9.8　体细胞突变体的筛选方法207

9.8.1　直接选择法207

9.8.2　间接选择法207

9.8.3　选择程序208

9.8.4　体细胞突变体筛选的特点208

复习题208

10　植物离体繁殖技术209

10.1　果树离体繁殖技术209

10.1.1　苹果离体繁殖技术209

10.1.2　香蕉离体繁殖技术211

10.1.3　枣离体繁殖技术214

10.1.4　柿离体繁殖技术216

10.1.5　葡萄离体繁殖技术217

10.2　蔬菜离体繁殖技术219

10.2.1　大白菜离体繁殖技术219

10.2.2　石刁柏离体繁殖技术221

10.2.3　无籽西瓜离体繁殖技术222

10.2.4　大蒜离体繁殖技术223

10.2.5　甘蓝离体繁殖技术226

10.3　观赏植物离体繁殖技术227

10.3.1　月季离体繁殖技术227

10.3.2　兰花离体繁殖技术230

10.3.3　杜鹃离体繁殖技术233

10.3.4　康乃馨离体繁殖技术234

10.3.5　唐菖蒲离体繁殖技术236

10.4　林木离体繁殖技术237

10.4.1 毛白杨离体繁殖技术237

10.4.2　雪松离体繁殖技术238

10.4.3　泡桐离体繁殖技术239

10.4.4　杉木离体繁殖技术240

10.4.5　翅荚木离体繁殖技术241

10.5　药用植物离体繁殖技术242

10.5.1　芦荟离体繁殖技术242

10.5.2　水母雪莲离体繁殖技术243

10.5.3　苦丁茶离体繁殖技术244

10.5.4　宁夏枸杞离体繁殖技术245

10.5.5　党参离体繁殖技术246

复习题247

11　种质离体保存248

11.1　超低温保存248

11.1.1　植物超低温保存的概念及意义248

11.1.2　超低温保存的原理249

11.1.3　超低温保存主要设备和基本操作程序250

11.1.4　超低温保存材料的类型250

11.1.5　超低温保存的方法与技术252

11.1.6　冻后细胞活力、存活率及遗传性检测258

11.1.7　提高冷冻后细胞或组织存活率的方法261

11.2　低温保存267

11.2.1　低温保存概况267

11.2.2　低温保存方法与技术267

11.2.3　低温保存的主要影响因素271

11.2.4　存活率及遗传稳定性的鉴定272

11.2.5　低温保存与超低温保存的比较272

复习题273

12　植物遗传转化274

12.1　农杆菌介导法274

12.1.1　转化原理275

12.1.2　遗传转化的基本程序278

12.1.3　转化方法279

12.1.4　优缺点分析281

12.2　基因枪法281

12.2.1　原理282

12.2.2　基本程序282

12.2.3　转化方法282

12.2.4　优缺点分析283

12.3　植株原位真空渗入法284

12.3.1　原理284

12.3.2　基本程序284

12.3.3　转化方法285

12.3.4　优缺点分析287

12.4　其他较常用的转化方法287

12.4.1 电击法287

12.4.2　聚乙二醇法288

12.4.3　花粉管通道法289

12.4.4　显微注射法290

12.4.5　激光微束穿孔转化法291

12.4.6　脂质体介导转化法292

12.4.7　生殖细胞浸泡转化法293

12.5　转基因植物鉴定293

12.5.1 分子检测293

12.5.2　生物学性状鉴定297

12.6　转基因植物的安全性评价297

12.6.1 对转基因技术进行安全性评价的必要性298

12.6.2　转基因植物的环境安全性评价298

12.6.3　对人类健康的安全性评价301

复习题304

13　植物次生代谢产物生产305

13.1　植物次生代谢产物的主要类型305

13.1.1　酚类化合物305

13.1.2 萜类化合物306

13.1.3　含氮化合物306

13.1.4　其他306

13.2　植物次生代谢产物的生物合成途径306

13.2.1 次生代谢产物生物合成的基本途径307

13.2.2　生物碱的生物合成307

13.2.3　香豆素的生物合成308

13.2.4　黄酮类的生物合成308

13.2.5　蒽醌类的生物合成308

13.3　细胞系的筛选308

13.3.1　高产培养系的筛选策略309

13.3.2　高产细胞系培养310

13.3.3　高产细胞系的筛选方法311

13.3.4　诱变处理在高产细胞系筛选上的应用314

13.3.5 高产细胞系的稳定性及保存315

13.4　植物次生代谢产物的提取与分离纯化315

13.4.1　细胞破碎316

13.4.2　提取316

13.4.3　沉淀分离316

13.4.4　层析分离317

13.4.5　萃取分离317

13.4.6　结晶317

13.4.7　浓缩与干燥317

13.5　植物生物反应器318

13.5.1　机械搅拌式反应器318

13.5.2　气升式反应器318

13.5.3　鼓泡式反应器319

13.5.4　填充床式反应器319

13.5.5　流化床式反应器319

13.5.6　膜反应器320

复习题321

附表322

附表1　植物细胞组织培养常用缩写词322

附表2　植物细胞组织培养基常用化合物分子质量323

附表3　主要元素原子质量325

参考文献326