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第1章 绪论1

1.1 植物细胞组织培养概述1

1.1.1 植物细胞组织培养的概念1

1.1.2 植物细胞组织培养的理论依据1

1.1.3 植物细胞组织培养的内容2

1.1.4 植物细胞组织培养的特点2

1.2 植物细胞组织培养发展简史3

1.2.1 萌芽时期3

1.2.2 发展时期4

1.2.3 快速发展和应用时期5

1.3 植物细胞组织培养在农业生产中的应用6

1.3.1 植物离体快速繁殖6

1.3.2 植物脱毒6

1.3.3 植物育种上的应用6

1.3.4 种质保存7

1.3.5 遗传转化8

1.3.6 次生代谢物质的生产8

小结8

思考题9

第2章 植物细胞组织培养实验室的设置和基本操作技术10

2.1 实验室设置及基本技术10

2.1.1 实验室构成10

2.1.2 基本设备13

2.1.3 培养器皿及实验用具18

2.1.4 洗涤技术22

2.1.5 器皿烘干处理26

2.1.6 灭菌技术27

2.1.7 无菌操作技术29

2.2 植物细胞组织培养的环境条件及营养成分31

2.2.1 组织培养的环境条件31

2.2.2 组织培养的营养成分34

2.3 培养基的配制、灭菌与保存42

2.3.1 培养基的成分43

2.3.2 常用培养基的种类、配方及其特点48

2.3.3 培养基的配制50

2.4 外植体的选择与培养53

2.4.1 外植体的选择53

2.4.2 外植体的灭菌54

2.4.3 外植体的接种和培养56

2.4.4 外植体的成苗途径61

2.4.5 外植体培养过程中常见问题及解决方法62

2.5 试管苗驯化与移栽69

2.5.1 试管苗的特点69

2.5.2 试管苗的生长环境69

2.5.3 试管苗的炼苗69

2.5.4 试管苗的移栽70

2.5.5 提高试管苗移栽成活率的方法74

小结75

思考题75

实验1 实验器皿的洗涤76

实验2 MS培养基的配制与灭菌79

第3章 愈伤组织培养84

3.1 愈伤组织的诱导与分化84

3.1.1 愈伤组织的诱导84

3.1.2 愈伤组织细胞的分化87

3.2 愈伤组织的继代培养88

3.2.1 培养基和培养条件88

3.2.2 继代培养物的分化再生能力89

3.2.3 继代培养物的体细胞变异90

3.3 愈伤组织的形态发生90

3.3.1 不定芽和根的发生91

3.3.2 体细胞胚的发生91

3.3.3 人工种子96

3.4 愈伤组织培养的应用100

小结101

思考题102

实验3 胡萝卜肉质根的愈伤组织诱导与培育102

第4章 器官培养105

4.1 植物器官培养的主要程序105

4.1.1 外植体的选择与消毒105

4.1.2 形态发生107

4.1.3 诱导生根与再生植株的移栽108

4.2 根的培养109

4.2.1 离体根的培养方法109

4.2.2 培养基的选择110

4.2.3 植物激素对离体根培养的影响111

4.2.4 根无性繁殖系的建立及植株再生培养111

4.3 茎的培养112

4.3.1 茎段培养的一般过程112

4.3.2 茎段培养的具体方法112

4.3.3 茎段培养举例114

4.4 叶的培养114

4.4.1 离体叶培养方法115

4.4.2 培养基的选择115

4.4.3 影响叶肉组织培养的因素115

4.4.4 叶培养举例116

小结116

思考题116

实验4 人参根的培养117

实验5 草莓微茎尖的培养118

实验6 甜叶菊叶片的培养120

第5章 胚胎培养123

5.1 胚培养123

5.1.1 胚培养的意义123

5.1.2 胚培养类型124

5.1.3 胚培养过程125

5.1.4 胚生长方式和植株再生途径127

5.1.5 影响胚培养的因素129

5.2 胚乳培养132

5.2.1 胚乳培养的意义132

5.2.2 胚乳培养过程133

5.2.3 植株的再生133

5.2.4 胚乳培养的主要影响因素134

5.3 胚珠和子房培养136

5.3.1 胚珠和子房培养的意义136

5.3.2 胚珠和子房培养过程136

5.3.3 影响胚珠和子房培养的主要因素137

5.4 植物离体受精138

5.4.1 植物离体受精的意义138

5.4.2 离体授粉的类型139

5.4.3 离体受精的方法140

5.4.4 影响离体授粉和受精后结实的因素141

小结143

思考题143

实验7 水稻幼胚的培养143

实验8 玉米成熟胚的培养145

第6章 花粉和花药培养147

6.1 花粉培养技术147

6.1.1 花粉培养的意义147

6.1.2 花粉小孢子发育途径148

6.1.3 花粉分离及培养149

6.1.4 花粉培养植株再生及倍数性鉴定150

6.1.5 影响花粉培养的主要因素152

6.2 花药培养技术154

6.2.1 花药培养的意义154

6.2.2 花药培养过程154

6.2.3 影响花药培养的主要因素155

6.2.4 花药培养中存在的问题158

6.3 花粉和花药培养的应用159

6.3.1 花培在育种中的应用159

6.3.2 我国单倍体育种的成就160

小结161

思考题161

实验9 水稻花药的培养162

第7章 细胞培养164

7.1 植物细胞的特性与培养方法概述164

7.1.1 植物细胞的特性164

7.1.2 植物细胞的培养方法166

7.2 植物细胞悬浮培养166

7.2.1 植物细胞悬浮培养的特点和意义166

7.2.2 细胞悬浮培养的一般程序167

7.2.3 悬浮培养细胞的生长与测定175

7.2.4 悬浮培养细胞的同步化176

7.2.5 影响细胞悬浮培养的因素178

7.3 单细胞培养180

7.3.1 单细胞培养方法181

7.3.2 影响细胞培养的主要因素185

7.4 细胞培养的应用187

7.4.1 筛选突变体187

7.4.2 生产次生代谢产物187

7.4.3 其他应用188

7.5 植物体细胞无性系变异189

7.5.1 体细胞无性系变异的来源与特征189

7.5.2 植物体细胞无性系变异的机理193

7.5.3 细胞突变体诱变194

7.5.4 细胞突变体的筛选196

小结201

思考题201

实验10 植物愈伤组织的细胞悬浮培养201

第8章 植物原生质体培养及体细胞杂交206

8.1 植物原生质体分离208

8.1.1 原生质体分离208

8.1.2 原生质体纯化213

8.1.3 原生质体活力测定214

8.1.4 影响原生质体数量和活力的因素215

8.2 植物原生质体培养219

8.2.1 原生质体培养方法219

8.2.2 影响原生质体培养的因素222

8.2.3 原生质体再生224

8.2.4 原生质体培养的应用226

8.3 植物细胞融合227

8.3.1 植物原生质体融合的意义227

8.3.2 原生质体融合原理及方法228

8.3.3 体细胞杂种选择238

8.3.4 体细胞杂种的遗传243

小结246

思考题246

实验11 植物体细胞杂交247

第9章 植物次生代谢物质生产250

9.1 植物次生代谢的概念及其作用250

9.1.1 植物次生代谢的概念250

9.1.2 植物初生代谢与次生代谢的关系251

9.1.3 植物次生代谢的作用253

9.1.4 利用组织培养技术生产植物次生产物255

9.2 利用细胞培养技术生产植物次生代谢物质257

9.2.1 细胞培养方法258

9.2.2 细胞培养生产次级代谢物的工艺过程及其影响因素261

9.2.3 高产细胞系的筛选269

9.2.4 利用生物反应器进行细胞大量培养270

9.3 细胞生物转化274

9.3.1 生物转化的基本概念及特点274

9.3.2 植物细胞生物转化的主要反应类型275

9.3.3 植物细胞生物转化系统276

9.3.4 植物生物转化的应用278

9.4 生物合成的调节281

9.4.1 前体的调节281

9.4.2 刺激剂的调节282

9.4.3 基因的调节282

9.4.4 酶活性的调节283

9.4.5 细胞透过性的调节284

9.5 利用组织培养技术生产次生代谢物质举例284

9.5.1 利用红豆杉愈伤组织与细胞培养生产紫杉醇284

9.5.2 人参细胞悬浮培养与工厂化生产287

9.5.3 玫瑰茄细胞培养生产花青素290

小结291

思考题291

实验12 紫草细胞悬浮培养与次生代谢物产物检测291

第10章 植物脱毒技术294

10.1 病毒对植物的危害和培养无病毒苗的意义294

10.1.1 病毒对植物的危害294

10.1.2 无病毒苗培育的意义295

10.2 植物脱毒的方法295

10.2.1 茎尖培养脱毒295

10.2.2 其他组织培养脱毒299

10.2.3 理化方法脱毒301

10.3 脱毒苗鉴定304

10.3.1 直接检测法304

10.3.2 指示植物法305

10.3.3 抗血清鉴定法305

10.3.4 分子生物学鉴定法307

10.3.5 电镜检测法309

10.4 无病毒苗的保存和繁殖310

10.4.1 无病毒苗的保存310

10.4.2 无病毒苗的繁殖313

小结315

思考题315

实验13 马铃薯茎尖培养和脱毒316

实验14 兰花的脱毒与快繁317

第11章 种质保存319

11.1 种质资源保存的一般概念319

11.1.1 种质资源的概念及其重要性319

11.1.2 保存种质资源迫在眉睫321

11.1.3 种质资源保存的主要方法322

11.2 缓慢生长离体保存325

11.2.1 缓慢生长离体保存的基本概念325

11.2.2 影响缓慢生长保存的主要因素325

11.2.3 缓慢生长保存种质资源的遗传稳定性检测327

11.3 超低温保存328

11.3.1 超低温保存的概念及其特点328

11.3.2 超低温保存的基本程序329

11.3.3 超低温保存的主要方法332

11.3.4 影响超低温保存的因素334

11.3.5 超低温保存应用展望335

小结336

思考题336

实验15 植物茎尖超低温保存337

第12章 植物遗传转化339

12.1 植物遗传转化载体339

12.1.1 根癌农杆菌Ti质粒遗传转化载体339

12.1.2 发根农杆菌Ri质粒遗传转化载体342

12.2 植物遗传转化受体系统343

12.2.1 植物遗传转化受体系统的条件343

12.2.2 常用的植物受体系统344

12.3 植物遗传转化方法345

12.3.1 载体转化系统345

12.3.2 直接转化系统349

12.3.3 种质系统介导转化353

12.4 植物遗传转化植株的鉴定354

12.4.1 利用选择标记基因和报告基因鉴定354

12.4.2 利用重组DNA分子特征鉴定357

12.4.3 利用外源基因转录鉴定359

12.4.4 利用外源基因表达蛋白览定360

12.4.5 利用生物学性状鉴定361

12.4.6 转基因植物检测的其他方法361

12.5 植物遗传转化的遗传稳定性362

12.5.1 外源基因在转化植株中的遗传规律362

12.5.2 转化方法对转基因植物遗传稳定性的影响363

12.5.3 转基因沉默对转基因植物遗传稳定性的影响363

12.5.4 外界环境因素对转基因植物遗传稳定性的影响364

12.6 转基因植物安全性评价与管理365

12.6.1 转基因植物环境安全性评价365

12.6.2 转基因植物对人类健康的安全性评价367

12.6.3 转基因植物生物安全管理369

小结372

思考题372

实验16 番茄叶盘与根癌农杆菌共培养转化373

附录375

附录一 植物细胞组织培养综合性大实验375

实验17 红豆杉细胞培养及紫杉醇含量检测375

实验18 西洋芹愈伤组织的诱导及新植株形成378

附录二 学习植物组织培养主要网站379

附录三 主要植物组织培养基配方380

附录四 植物细胞组织培养常用英文缩写名词中文对照384

参考文献386