转基因培养基的作用(转基因植物的培养)
转基因植物的培养
1856年奥地利科学家孟德尔揭示了遗传因子控制生物性状的规律，1910年美国科学家摩尔根建立了基因学说，1953年美国科学家沃森和英国科学家克里克提出DNA双螺旋结构模型，1973年基因克隆技术诞生，1982年利用转基因技术重组了世界上第一个转基因大肠杆菌，用于生产胰岛素，同年诞生了全球首例转基因烟草，从1996年起转基因作物开始大规模商业化种植。
转基因植物的培养需要愈伤组织
1诱变育种
(1)原理：基因突变
(2)方法：用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等)或化学因素(如亚硝酸、碱基类似物、硫酸二乙酯、秋水仙素等各种化学药剂)或空间诱变育种(用宇宙强辐射、微重力等条件)来处理生物。
(3)发生时期：有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期
(4)优点：能提高变异频率，加速育种进程，可大幅度改良某些性状，创造人类需要的变异类型，从中选择培育出优良的生物品种;变异范围广。
(5)缺点：有利变异少，须大量处理材料;诱变的方向和性质不能控制，具有盲目性。
(6)举例：青霉素高产菌株、太空椒、高产小麦、“彩色小麦”等
2杂交育种
(1)原理：基因重组
(2)方法：连续自交，不断选种。(不同个体间杂交产生后代，然后连续自交，筛选所需纯合子)
(3)发生时期：有性生殖的减数分裂第一次分裂后期或四分体时期
(4)优点：使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体，具有预见性。
(5)缺点：育种年限长，需连续自交才能选育出需要的优良性状。
(6)举例：矮茎抗锈病小麦等
3多倍体育种
(1)原理：染色体变异
(2)方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。
(3)优点：可培育出自然界中没有的新品种，且培育出的植物器官大，产量高，营养丰富。
(4)缺点：结实率低，发育延迟，只适用于植物。
(5)举例：三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦
4单倍体育种
(1)原理：染色体变异
(2)方法：花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍。
(3)优点：自交后代不发生性状分离，能明显缩短育种年限，加速育种进程。
(4)缺点：技术相当复杂，需与杂交育种结合，其中的花药离体培养过程需要组织培养技术手段的支持，多限于植物。
(5)举例：“京花一号”小麦
5基因工程育种(转基因育种)
(1)原理：基因重组
(2)方法：基因操作(目的基因的获取→基因表达载体的构建→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定)
(3)优点：目的性强，可以按照人们的意愿定向改造生物；不受物种的限制；育种周期短。
(4)缺点：可能会引起生态危机、必须考虑转基因生物的安全性、技术难度大。（有可能产生一些负面如生物安全受威胁）
(5)举例：抗病转基因植物、抗逆转基因植物、转基因延熟番茄、转基因动物(转基因鲤鱼)等
6细胞工程育种
（1）方式：植物组织培养、植物体细胞杂交、细胞核移植。
（2）原理：植物细胞的全能性、植物细胞的全能性，植物细胞膜的流动性、动物细胞核的全能性。
（3）方法：离体的植物器官、组织或细胞→愈伤组织→根、芽→植物体去掉细胞壁→诱导原生质体融合→组织培养核移植→胚胎移植。
（4）优点：快速繁殖、培育无病毒植株等克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出作物新品种繁殖优良品种，用于保存濒危物种，有选择地繁殖某性别的动物。
（5）缺点：技术要求高、培养条件严格技术复杂，难度大;需植物组织培养等技术导致生物品系减少，个体生存能力下降。
（6）举例：试管苗的培育、培养转基因植物培育“番茄马铃薯”杂种植株“多利”羊等克隆动物的培育。
7植物激素育种
(1)原理：适宜浓度的生长素可以促进果实的发育
(2)方法：在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液，子房就可以发育成无子果实。
(3)优点：由于生长素所起的作用是促进果实的发育，并不能导致植物的基因型的改变，所以该种变异类型是不遗传的。
(4)缺点：该种方法只适用于植物（只适用于食用果皮的植物，对食用种子的植物不能应用）。
(5)举例：无子番茄的培育
转基因植物需要植物组织培养吗
遗传转化的方法按其是否需要通过组织培养、再生植株通常可分成两大类，第一类需要通过组织培养再生植株，常用的方法有农杆菌介导转化法、基因枪法；另一类方法不需要通过组织培养，比较成熟的主要有花粉管通道法，花粉管通道法是中国科学家提出的。
农杆菌介导转化
农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌，它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位，并诱导产生冠瘿瘤或发状根。根癌农杆菌和发根农杆菌中细胞中分别含有Ti质粒和Ri质粒，其上有一段T-DNA，农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后，可将T-DNA插入到植物基因组中。
因此，农杆菌是一种天然的植物遗传转化体系。人们将目的基因插入到经过改造的T-DNA区，借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合，然后通过细胞和组织培养技术，再生出转基因植株。
农杆菌介导法起初只被用于双子叶植物中，自从技术瓶颈被打破之后，农杆菌介导转化在单子叶植物中也得到了广泛应用，其中水稻已经被当作模式植物进行研究。
花粉管通道法
在授粉后向子房注射含目的基因的DNA溶液，利用植物在开花、受精过程中形成的花粉管通道，将外源DNA导入受精卵细胞，并进一步地被整合到受体细胞的基因组中，随着受精卵的发育而成为带转基因的新个体。该方法于80年代初期由中国学者周光宇提出，中国目前推广面积最大的转基因抗虫棉就是用花粉管通道法培育出来的。该法的最大优点是不依赖组织培养人工再生植株，技术简单，不需要装备精良的实验室，常规育种工作者易于掌握。
培育转基因植物
人工转基因:
将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中,由于导入基因的表达,引起生物体的性状的可遗传的修饰,这一技术称之为转基因技术。
自然转基因:
不是人为导向的,自然界里动物、植物或微生物自主形成的转基因现象,例如慢病毒载体里的乙型肝炎病毒DNA整合到人精子细胞染色体上、噬菌体将自己DNA的插入到溶源细胞DNA上,农杆菌和花椰菜花叶病毒(CMV)等。
植物转基因:
植物转基因是基因组中含有外源基因的植物。它可通过原生质体融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程技术获得,有可能改变植物的某些遗传特性,培育高产、优质、抗病毒、抗虫、抗寒、抗旱、抗涝、抗盐碱、抗除草剂等的作物新品种。
动物转基因:
动物转基因就是基因组中含有外源基因的动物。它是按照预先的设计,通过细胞融合、细胞重组、遗传物质转移、染色体工程和基因工程技术将外源基因导入精子、卵细胞或受精卵,再以生殖工程技术,有可能育成转基因动物。
微生物重组
在所有转基因技术中,以微生物基因重组技术应用最为宽泛和常见。
植物组织培养和转基因
因为基因的转移是以细胞为单位的，并不是整株都能获得外来基因。所以利用组织培养的细胞增殖可以获得不含非转基因细胞的植株，否则只能获得嵌合体
转基因植物的培养流程图
转基因技术的原理是将人工分离和修饰过的优质基因，导入到生物体基因组中，从而达到改造生物的目的。
转基因技术的理论基础来自进化论的分子生物学。 基因片段可以源自特定生物的基因组中所需的靶基因或来自特定序列人工合成的DNA片段。
将DNA片段转移到特定生物体中，与它们自己的基因组重组，然后从重组体中人工选择代数，以获得具有特定遗传性状稳定表现的个体。 该技术可以使重组生物增加所需的新特性并培育新品种。
扩展资料
常用的植物转基因方法：
1、农杆菌介导转化法
2、基因枪介导转化法
3、花粉管通道法
常用的动物转基因技术：
1、核显微注射法
2、精子介导的基因转移
3、核移植转基因法
转基因技术与传统技术的关系
过去的几千年里农作物改良的方式主要是对自然突变产生的优良基因和重组体的选择和利用，通过随机和自然的方式来积累优良基因。
转基因技术与传统技术是一脉相承的，其本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。但在基因转移的范围和效率上，转基因技术与传统育种技术有两点重要区别。
第一，传统技术一般只能在生物种内个体间实现基因转移，而转基因技术所转移的基因则不受生物体间亲缘关系的限制。
第二，传统的杂交和选择技术一般是在生物个体水平上进行，操作对象是整个基因组，所转移的是大量的基因，不可能准确地对某个基因进行操作和选择，对后代的表现预见性较差。
而转基因技术所操作和转移的一般是经过明确定义的基因，功能清楚，后代表现可准确预期。因此，转基因技术是对传统技术的发展和补充。将两者紧密结合，可相得益彰，大大地提高动植物品种改良的效率。
转基因植物的培养过程
转基因技术需要植物组织培养，因为需要植物组织嵌入。
转基因植物的培养方法
水果是被子植物的果实，种子包藏在果实之中，在交配的季节，花朵中雄蕊的花粉会借助风力和昆虫落到雌蕊的柱头上。然后萌发出花粉管，将精子输送到胚珠内部完成受精。
随后花朵凋谢，子房发育成果实，子房壁发育成果皮，胚株发育成种子，一颗充满野性的油籽水果就出现了。培育无籽水果有两种思路，第一种是在正常授粉的情况下，抑制种子的形成，也就是种子败育
转基因植物的培养条件
1、转基因粮食作物的特点包含：抗寒、抗旱、抗虫（抗除莠剂的特性，抗植物病毒的特性，抗某种害虫的特性……）等能力。
2、转基因作物，是利用基因工程将原有作物的基因加入其它生物的遗传物质，并将不良基因移除，从而造成品质更好的作物。利用转基因技术可以改变动植物性状，培育新品种。也可以利用其它生物体培育出人类所需要的生物制品，用于医药、食品等方面。转基因大豆，转基因棉花（抗虫棉）这两种是种植最广泛的转基因作物。