植物的組織培養(yǎng)

1、實(shí)驗(yàn)一植物的組織培養(yǎng) 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 植物組織培養(yǎng)是指植物的任何器官、 組織或細(xì) 胞，在人工預(yù)知的控制條件下，放在含有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)等組成的培養(yǎng)基中，使其生長(zhǎng)、分 化并形成完整植株的過(guò)程。其理論依據(jù)是植物細(xì)胞具 有全能性。 組織培養(yǎng)的特點(diǎn)是：組織培養(yǎng)的特點(diǎn)是：取材少，培養(yǎng)材料經(jīng) 濟(jì)；人為控制培養(yǎng)條件，不受自然條件影響；生 長(zhǎng)周期短，繁殖率高；管理方便，利于自動(dòng)化控 制。組織培養(yǎng)不但是進(jìn)行細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)、育種 學(xué)、生物化學(xué)和藥物學(xué)等學(xué)科研究的重要手段； 而且在農(nóng)學(xué)、園藝、林業(yè)和次生代謝產(chǎn)物工程等 生產(chǎn)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 培養(yǎng)基是植物組織培養(yǎng)中的主要部分培養(yǎng)基是植物組織培養(yǎng)中的主

2、要部分， 除了培養(yǎng)材料本身因素外，培養(yǎng)基的種類和 成分等直接影響培養(yǎng)材料的生長(zhǎng)和發(fā)育，應(yīng) 根據(jù)培養(yǎng)材料的種類和培養(yǎng)部位選擇適宜的 培養(yǎng)基。培養(yǎng)基的種類很多，不同的培養(yǎng)基 有其不同的特點(diǎn)。 培養(yǎng)基的主要成分： 水 無(wú)機(jī)成分： 無(wú)機(jī)大量元素 氮： 銨態(tài)氮、硝態(tài)氮混合 磷： 磷酸鹽 鉀： 鉀鹽 鈣、硫、鎂 無(wú)機(jī)微量元素 主要有：鐵、硼、錳、鋅、銅、鉬、鈷、氯 有機(jī)成分： 糖、 維生素、肌醇、氨基酸及有機(jī)附加物。 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)： 生長(zhǎng)素類：NAA、IAA、IBA、2,4-D 細(xì)胞分裂素類：BAP, KT，TDz，ZT 其他類： GA3, ABA， PP333 瓊脂 pH值 配制培養(yǎng)基最方便的方法是

3、預(yù)先配制不同組分 的培養(yǎng)基母液，貯藏在冰箱，待配制培養(yǎng)基時(shí)取出， 按比例稀釋。 配制母液時(shí)為了減少工作量可以把幾種藥品配 在同一母液中，但是應(yīng)該注意各種化合物的組合以 及加入的前后順序，應(yīng)該把鈣離子、錳離子、鋇離 子和硫酸根和磷酸根例子錯(cuò)開(kāi)，以免發(fā)生沉淀。 把每種試劑單獨(dú)溶解后再加入后一種化合物。 混合已溶解的各種礦質(zhì)鹽時(shí)還應(yīng)該注意加樣順序。 鐵鹽單獨(dú)配制，其配法為5.57g 的硫酸亞鐵（Fe SO4.7H2O）和7.45g乙二胺四乙酸二鈉（Na2-EDTA）溶于 1L水中，用時(shí)每配1L培養(yǎng)基，取該溶液5ml。 IAA 、IBA、NAA等可用少量的乙醇溶解，然后在加 水定容。2,4-D可用1

4、N的Na OH 溶解然后再定容； KT和 6-BA應(yīng)先定容于少量的1 mol/L 的HCl中，再加水定容。 玉米素應(yīng)該溶于95% 的乙醇中再定容。 pH值對(duì)培養(yǎng)基的凝固情況和植物材料的生長(zhǎng)有很大的 影響，因此，等培養(yǎng)基配好后，應(yīng)該立即調(diào)整培養(yǎng)基的 pH ,最好用酸度計(jì)，既快又準(zhǔn)。培養(yǎng)基配好后應(yīng)該立即分 裝，體積一般為容器的 1/4 或者1/3為好。 器材和藥品器材和藥品 高壓蒸汽滅菌鍋、潔凈工作臺(tái)、循環(huán)水式真高壓蒸汽滅菌鍋、潔凈工作臺(tái)、循環(huán)水式真 空泵、電子天平、酸度測(cè)定儀、光照培養(yǎng)箱空泵、電子天平、酸度測(cè)定儀、光照培養(yǎng)箱,搪搪 瓷杯、搪瓷盤(pán)、瓷杯、搪瓷盤(pán)、100 ml三角燒瓶（三角燒瓶（12

5、個(gè)個(gè)/組）、組）、 250 ml三角瓶（三角瓶（2個(gè)個(gè)/組）、試劑瓶、解剖刀柄與組）、試劑瓶、解剖刀柄與 刀片、單面刀片、剪刀、長(zhǎng)鑷子、培養(yǎng)皿、移刀片、單面刀片、剪刀、長(zhǎng)鑷子、培養(yǎng)皿、移 液管、漏斗、量筒、燒杯（液管、漏斗、量筒、燒杯（50、100、500、 1000 m1），酒精燈、火柴、玻璃棒、吸耳球、），酒精燈、火柴、玻璃棒、吸耳球、 封口薄膜、牛皮紙、線繩、牛皮筋、脫脂棉、封口薄膜、牛皮紙、線繩、牛皮筋、脫脂棉、 濾紙、濾紙、pH試紙（試紙（5.4-7.0）、標(biāo)簽紙、稱量紙、）、標(biāo)簽紙、稱量紙、 藥勺等。藥勺等。 次氯酸鈉消毒液次氯酸鈉消毒液, 75%的酒精的酒精 ,0.2的升汞溶液的

6、升汞溶液. 1 N 鹽酸鹽酸,1 N NaOH,0.8%的瓊脂的瓊脂,3%的蔗糖的蔗糖. 0.1 mg/ml的的2,4-D溶液溶液：取25 mg的 2,4-D，加入 少量95%的酒精和1 N的NaOH溶解，再加蒸餾水 定容至250 ml。 0.1 mg/ml 的的6-BA溶液溶液：取25 mg的6-BA，用少 量1 N的鹽酸溶解，再加蒸餾水定容至250 ml。 表.1 MS培養(yǎng)基儲(chǔ)備液的配制培養(yǎng)基儲(chǔ)備液的配制 實(shí)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 P培養(yǎng)基的配制培養(yǎng)基的配制 11母液配制：母液配制： 按照表 1分別配制，并在4 冰箱中保存。 22. 植物激素配制植物激素配制：稱取10 mg NAA,加入少量酒精

7、，并加水定 容50 ml (濃度為0.2 mg/ml), 用同樣的方法配制2，4-D母液。 稱取 50 mg 6-BA, 加少量的1 mol/L HCl，使其充分溶解，然后加水至 50 ml (濃度為1 mg/ml) 。 4 3MS基本培養(yǎng)基的配制基本培養(yǎng)基的配制：分別吸取MS貯備液30.0 ml（ 大量元素）、3.0 ml微量元素、 3.0 ml鐵鹽、 3.0 ml有機(jī), 加入1 L的搪瓷缸中，然后稱取蔗糖18.0g, 加入瓊脂4.8g ，加蒸餾水約550 ml，在電爐上加熱，煮沸，融化瓊脂 ，然后加水至560ml。 4. 不同激素濃度培養(yǎng)基的配制不同激素濃度培養(yǎng)基的配制：取200ml燒杯3

8、個(gè)，分別 吸取所需要的2,4-D溶液(0.5mg/L, 1mg/L, 2mg/L 所需要的 體積為：1.0，2.0, 4.0ml)，然后加入MS基本培養(yǎng)190ml， 攪拌均勻后，用10%的NaOH調(diào)節(jié)pH至5.8。 加水定容至 200ml。 5. 將配制好的培養(yǎng)基分裝于50ml三角瓶中，蓋上封口膜， 并用牛皮紙包扎。 操培養(yǎng)基滅菌 11. 打開(kāi)滅菌鍋蓋，向鍋內(nèi)加水。 22.加水后，將待滅菌的物品放入鍋內(nèi)，不要放的太多， 以免影響滅菌效果。物品不要近靠鍋壁，以免冷凝水順 壁流入物品中。 33. 加蓋旋緊螺旋。 44. 打開(kāi)放汽閥，加熱，自開(kāi)始產(chǎn)生蒸汽后5分鐘，再關(guān) 緊放汽閥，此時(shí)鍋內(nèi)的冷空氣已由

9、排氣孔排盡，讓溫度 隨蒸汽壓力的增高而上升。 5 5. 待壓力逐漸上升到所需壓力時(shí)（待壓力逐漸上升到所需壓力時(shí)（一般為一般為15磅磅/時(shí)，時(shí)， 1.03410 5Pa）, 滅菌滅菌20分鐘。分鐘。 6 滅菌后，滅菌后，待壓力降至待壓力降至0時(shí)，時(shí)，開(kāi)蓋，取出滅菌物品。開(kāi)蓋，取出滅菌物品。 （在壓力未完全下降前，切勿打開(kāi)鍋蓋）。（在壓力未完全下降前，切勿打開(kāi)鍋蓋）。 胡蘿卜組織培養(yǎng)胡蘿卜組織培養(yǎng) 1. 取兩個(gè)50ml的小燒杯,分別倒入25ml的70%的酒精和 0.2%的升汞。 2. 取胡蘿卜貯藏根，洗凈，然后將胡蘿卜根于70酒 精中浸泡數(shù)秒鐘。 3. 浸于0.2氯化汞（升汞）液中消毒滅菌10 m

10、in后,再 用無(wú)菌水沖洗34次。 4. 將滅菌材料放在滅菌的濾紙上,吸干水分。 5. 用解剖刀將胡蘿卜切去表皮和中柱，取皮層，切成 0.5cm見(jiàn)方的小塊，接種于MS附加 2.0mg/L 2，4-D 培養(yǎng)基內(nèi),于 25，黑暗或漫射光下培養(yǎng),1421 天 后繼代一次。 水稻成熟胚組織培養(yǎng)水稻成熟胚組織培養(yǎng) 1. 取成熟種子，用 70乙醇浸l min，轉(zhuǎn)至l.5次氯酸鈉溶 液（ 含有0.01%吐溫20）浸泡l.52 h后，用無(wú)菌水沖洗4 5次，置無(wú)菌濾紙上吸干多余水分。 2. 將成熟胚置于含 2 mgL 2，4D的 MS固體培養(yǎng)基上， 27 暗培養(yǎng)誘導(dǎo)愈傷組織 10天后（成熟胚）繼代一次。 注意事項(xiàng)

11、：注意事項(xiàng)： 配制培養(yǎng)基時(shí)，一定要注意調(diào)節(jié)配制培養(yǎng)基時(shí)，一定要注意調(diào)節(jié)pH。 2.外植體不能太小，否則會(huì)影響愈傷組織的形成。外植體不能太小，否則會(huì)影響愈傷組織的形成。 結(jié)果結(jié)果 外植體經(jīng)過(guò)外植體經(jīng)過(guò)20天的培養(yǎng)后，長(zhǎng)出淡黃色的愈傷天的培養(yǎng)后，長(zhǎng)出淡黃色的愈傷 組織。組織。 花卉組培苗產(chǎn)業(yè)花卉組培苗產(chǎn)業(yè) 化現(xiàn)狀與前景化現(xiàn)狀與前景 緒論 當(dāng)今，植物生物技術(shù)已發(fā)展成為新技術(shù)革命 的重要組成部分，在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園林等領(lǐng)域運(yùn) 用生物技術(shù)收到了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益， 其中組織培養(yǎng)工廠化育苗是運(yùn)用最廣、效果最好 的一項(xiàng)。組織培養(yǎng)快速繁殖種苗，具有無(wú)性繁殖 的特點(diǎn)，能較好地保持原種的優(yōu)良經(jīng)濟(jì)性狀，繁 殖系

12、數(shù)高，便于工廠化生產(chǎn)和集約化經(jīng)營(yíng)，以組 織培養(yǎng)快速繁殖技術(shù)為手段建立某種或某類植物 商業(yè)性地生產(chǎn)體系，被譽(yù)為最具有開(kāi)發(fā)前景地種 苗產(chǎn)業(yè)。 一、國(guó)內(nèi)外花卉組培苗產(chǎn)業(yè)化發(fā)、國(guó)內(nèi)外花卉組培苗產(chǎn)業(yè)化發(fā) 展動(dòng)態(tài)展動(dòng)態(tài) 1.1國(guó)外花卉組培苗產(chǎn)業(yè)化概況 1960年法國(guó)的莫瑞爾（Morel）建立的蘭花 組培苗工廠，標(biāo)志著世界上第一家花卉組 培苗實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn). 進(jìn)入80年代以后，花卉組培苗產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn) 得到了較快的發(fā)展。據(jù)歐洲及地中海植物 保護(hù)組織（EPPO）1991年公報(bào)，僅西歐 國(guó)家目前共擁有248家植物繁殖公司，其中 從事花卉組培苗生產(chǎn)的占有較大的比重。 1.2國(guó)內(nèi)花卉組培苗產(chǎn)業(yè)化概況國(guó)內(nèi)花卉組培苗產(chǎn)業(yè)化

13、概況 在我國(guó)農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園林等領(lǐng)域里，國(guó)家級(jí)、 省級(jí)、甚至市級(jí)、縣級(jí)的科研單位、大專院 校等幾乎都擁有植物組培的實(shí)驗(yàn)室或繁殖中 心或育苗工廠或育苗公司 廣州花卉研究中心工廠化生產(chǎn)蔭生觀葉植物 組培苗年產(chǎn)量達(dá)千萬(wàn)株以上 浙江亞林所已大量培養(yǎng)唐菖蒲脫毒苗 上海多個(gè)科研院所或生產(chǎn)單位培育的香石竹、 勿忘我、扶郎花等組培苗已大批量地推上市 場(chǎng)，有的還外銷，年產(chǎn)量達(dá)100萬(wàn)株以上 上海交大昂立天然藥物工程技術(shù)有限公司 目前已開(kāi)展了鐵皮石斛新采集野生蒴果的 組織培養(yǎng)工作。組培苗長(zhǎng)勢(shì)良好，預(yù)計(jì)年 底可生產(chǎn)100萬(wàn)株苗，并完成10 畝大田的 移栽工作。明年即可得到人工栽培的瀕危 珍稀藥材鐵皮楓斗。 鐵皮石斛組

14、培苗 鐵皮石斛組培苗 二、我國(guó)花卉組培苗產(chǎn)業(yè)化現(xiàn) 狀 我國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)工作者對(duì)3000多種植物 進(jìn)行了組培最佳培養(yǎng)基的篩選工作,但真正 應(yīng)用于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的組培植物主要是果樹(shù) 類作物及一些經(jīng)濟(jì)作物,全國(guó)已建成葡萄、 蘋(píng)果、香蕉、馬鈴薯、甘蔗等快繁生產(chǎn)線11 條,供應(yīng)試管苗達(dá)幾千萬(wàn)株,生產(chǎn)的香蕉已進(jìn) 入國(guó)際市場(chǎng)。 目前花卉組培苗產(chǎn)業(yè)化發(fā)展較快的主要有香 石竹、百合、大花惠蘭、馬蹄蓮的組培苗也 在向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展,但規(guī)模較小。 三、我國(guó)花卉組培苗產(chǎn)業(yè)化存在存在 問(wèn)題問(wèn)題 1、培養(yǎng)程序過(guò)于繁瑣、培養(yǎng)程序過(guò)于繁瑣,成本高成本高,科研成果不科研成果不 易向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展易向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展 唐菖蒲用花蕾外

15、植體建立脫毒苗后,需分別繼 代于分化培養(yǎng)基和生根培養(yǎng)基,分化培養(yǎng)基中 必須附加NAA、6-BA和腺嘌呤,生根培養(yǎng)基中 須附加IBA,培養(yǎng)周期為65天左右。 脫毒微型薯在基本MS培養(yǎng)基中既能生長(zhǎng)莖葉 又能生根,不需要外加激素,培養(yǎng)周期為20天左 右,生產(chǎn)工藝程序簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低。 這就是脫毒微型薯組培容易形成產(chǎn)業(yè)化,而蘭 花、唐菖蒲等花卉不易形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的原因 之一。 2、同一種花卉不同屬、不同品種所、同一種花卉不同屬、不同品種所 用培養(yǎng)基不相同用培養(yǎng)基不相同,重現(xiàn)性差重現(xiàn)性差 國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)卡特利亞蘭組培苗的研究： 美國(guó)學(xué)者認(rèn)為卡特利亞蘭莖尖或只帶一對(duì)葉原 基的莖尖分生組織在Knudsonc附

16、加100mgL- 1椰奶液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)效果最佳。 中國(guó)學(xué)者認(rèn)為MS附加6-BA5mgL- 1,NAA0.1mgL-1固 體培養(yǎng)基中培養(yǎng)增殖效果最佳。 其他學(xué)者也做過(guò)這方面研究,結(jié)果不盡相同 。 歸結(jié)原因主要是不同品種的外植體培養(yǎng)方法不 同,重現(xiàn)性差 。 3、組培苗移栽成活率差、開(kāi)花難、組培苗移栽成活率差、開(kāi)花難 天津綠化研究所成功地研究出大花惠蘭組 培苗培養(yǎng)基配方和小苗的移栽方法,但對(duì)大 花惠蘭的開(kāi)花生理沒(méi)有完全了解,栽培方法 掌握不好,成苗后不能開(kāi)花,他們與南韓合作, 所生產(chǎn)的組培盆栽成活后,由韓國(guó)栽培開(kāi)花。 4、花卉市場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)不良是阻礙花卉組、花卉市場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)不良是阻礙花卉組 培產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的主

17、要原因培產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的主要原因 不僅農(nóng)業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展受到市場(chǎng) 的限制,其它高科技發(fā)展和推廣同樣受到市 場(chǎng)的挑戰(zhàn)。這給我們科技工作者提出了怎 樣以市場(chǎng)為導(dǎo)向,努力探索加快我國(guó)現(xiàn)有生 物技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,并使產(chǎn)業(yè)形成一 定規(guī)模的新途徑。 四、我國(guó)花卉組培苗產(chǎn)業(yè)化發(fā)展四、我國(guó)花卉組培苗產(chǎn)業(yè)化發(fā)展 前景及建議前景及建議 1、簡(jiǎn)化培養(yǎng)程序,降低生產(chǎn)成本,形成 產(chǎn)業(yè)化配套體系 盡可能探索一次性成苗的最佳培養(yǎng)基配方, 減少移苗次數(shù),縮短培養(yǎng)周期 盡量減少生長(zhǎng)調(diào)節(jié)素的種類和用量,簡(jiǎn)化操 作程序 掌握從準(zhǔn)備制備培養(yǎng)基分裝滅菌 接種培養(yǎng)移栽的一整套簡(jiǎn)化程序的工 藝流程 盡量增加每瓶接苗數(shù),降低生產(chǎn)成本 2、增加收入,有計(jì)劃地采用先進(jìn)設(shè)備 和技術(shù) 荷蘭在短短幾十年內(nèi)成為馳名世界的“花 卉王國(guó)”的經(jīng)驗(yàn)之一就是他們重視選育良 種,采用技術(shù)先進(jìn)、系列配套的設(shè)施以及普 遍推廣高新技術(shù) 目前我國(guó)花卉組培種苗的培育規(guī)模比較小, 為了促進(jìn)花卉業(yè)的發(fā)展,應(yīng)適當(dāng)增加投入,引