植物組織培養(yǎng)技術(shù) 12園藝1班 張成琦 )

1、植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù) 12園藝1班 張成琦 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)概述概述 1.組織培養(yǎng)定義組織培養(yǎng)定義 組織培養(yǎng)是指 用無(wú)菌方法使 植物體的離體 器官、組織和 細(xì)胞在人為提 供的條件下生 長(zhǎng)和發(fā)育的所 有培養(yǎng)技術(shù)的 總稱(chēng)，也稱(chēng)之 為離體培養(yǎng)。離體培養(yǎng)。 2.組織培養(yǎng)的發(fā)展組織培養(yǎng)的發(fā)展 植物組織培養(yǎng)是二十世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。 它的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段： （一）萌芽階段（一）萌芽階段（從20世紀(jì)初到30年代中）： 1902年德國(guó)植物生理學(xué)家Haberlandt提出細(xì)胞全能 性概念，并首次進(jìn)行離體細(xì)胞培養(yǎng)，但沒(méi)有成功。 1904年，Hanning 最先成功地培養(yǎng)了蘿卜和辣根菜的

2、 胚。1922年，Knudson 采用胚培養(yǎng)法獲得大量蘭花幼苗。 （二）奠基階段（從20世 紀(jì)30年代末到50年代中）： 1934年，White 用番茄 根尖建立起第一個(gè)活躍生長(zhǎng) 的無(wú)性繁殖系，從而使非胚 器官的培養(yǎng)首先獲得成功。 1939年，Gautherete培 養(yǎng)胡蘿卜根小外植體成功。 1943年，White提出了 植物細(xì)胞“全能性”學(xué)說(shuō)， 標(biāo)志組織培養(yǎng)成為一門(mén)新興 學(xué)科。 1952-1953年：美國(guó)科學(xué)家Steward F.C. 用胡蘿卜根的細(xì)胞懸浮培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)單個(gè) 細(xì)胞能象受精卵發(fā)育成胚一樣的途徑， 發(fā)育成完整植抹。證實(shí)了植物細(xì)胞“全 能性”學(xué)說(shuō)。 （三）快速發(fā)展和應(yīng)用階段（三）快速發(fā)

3、展和應(yīng)用階段（從20世紀(jì)50年代末到現(xiàn)在） 1960年以來(lái)組織培養(yǎng)理論、 實(shí)踐、技術(shù)和方法不斷完善和發(fā)展， 并廣泛應(yīng)用于生物學(xué)的許多分支學(xué) 科。 1960年，Cocking酶解法分離 原生質(zhì)體獲得成功，使植物細(xì)胞可 以象動(dòng)物細(xì)胞一樣進(jìn)行細(xì)胞融合。 1960年，Morel等人 通過(guò)對(duì)蘭花莖尖進(jìn)行 培養(yǎng)，獲得了快速繁 殖的脫毒蘭花，隨后 在國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了“蘭 花試管苗產(chǎn)業(yè)化”。 1964年，印度學(xué)者Guha和 Maheshwari成功地培養(yǎng)曼陀羅 花藥獲得單倍體再生植株，從而 促進(jìn)了植物花藥培養(yǎng)單倍體育種 技術(shù)的發(fā)展。 3.植物組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)理論植物組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)理論 植物細(xì)胞的全能性植物細(xì)胞的全能

4、性 定義定義：植物細(xì)胞具有該植物體全部遺傳的可能 性，在一定條件下具有發(fā)育成完整植物體的潛 在能力。 原理原理：生物體的每一個(gè)細(xì)胞都包含有該物種所 特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個(gè)體 所必需的全部基因，從理論上講，生物體的每 一個(gè)活細(xì)胞都應(yīng)該具有全能性。 差異差異：（1） 受精卵的全能性最高； （2） 受精卵分化后的細(xì)胞中，體細(xì)胞 的全能性比生殖細(xì)胞的低。 植物全能性植物全能性 的表達(dá)的表達(dá) 離體的植物器官、離體的植物器官、 組織、細(xì)胞組織、細(xì)胞 游離單細(xì)胞游離單細(xì)胞 或原生質(zhì)體或原生質(zhì)體 胚狀體胚狀體 根、芽根、芽 愈傷組織愈傷組織 人工種子人工種子 再生植株再生植株 脫脫 分分 化化

5、 培養(yǎng)條件：培養(yǎng)條件： 基本培養(yǎng)基 和適宜的植 物生長(zhǎng)調(diào)節(jié) 物質(zhì)，適宜 的溫度、空 氣、無(wú)菌環(huán) 境、適合的 PH、適時(shí)光 照等。 脫分化：將分化組織的已停止分裂的細(xì)胞從植 物體部分的抑制性影響下解脫出來(lái)，恢復(fù)細(xì)胞的 分裂活性。 再分化：經(jīng)脫分化的組織或細(xì)胞在一定的培養(yǎng) 條件下可有轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N不同細(xì)胞類(lèi)型的能力。 4.植物組織培養(yǎng)分類(lèi) 愈傷組織培養(yǎng)愈傷組織培養(yǎng) 細(xì)細(xì) 胞胞 培培 養(yǎng)養(yǎng) 器器 官官 培培 養(yǎng)養(yǎng) 原生質(zhì)體培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng) 最為常見(jiàn)的組織培養(yǎng)最為常見(jiàn)的組織培養(yǎng) 懸浮細(xì)胞培養(yǎng)懸浮細(xì)胞培養(yǎng) 單細(xì)胞培養(yǎng)單細(xì)胞培養(yǎng) 胚、胚乳、珠心、子房、根、莖、胚、胚乳、珠心、子房、根、莖、 葉、花和幼果的部分

6、組織的培養(yǎng)葉、花和幼果的部分組織的培養(yǎng) 按材料的類(lèi)別分按材料的類(lèi)別分 愈傷組織培養(yǎng)愈傷組織培養(yǎng) 將外植體接種在人工培養(yǎng)基上，由于植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié) 劑的存在，而其細(xì)胞脫分化形成愈傷組織，然后通過(guò) 再分化形成再生植株。它是最為常見(jiàn)的。 器官培養(yǎng)： 將植物的器官如 胚、胚乳、珠心、 子房、根、莖、 葉、花和幼果的 部分組織接種在 無(wú)菌培養(yǎng)基上進(jìn) 行培養(yǎng)。 細(xì)胞和原生質(zhì)體 培養(yǎng)： 細(xì)胞培養(yǎng)是將植 物的單個(gè)細(xì)胞分離出 來(lái)，并進(jìn)行培養(yǎng)，而 原生質(zhì)體培養(yǎng)是指將 植物細(xì)胞的細(xì)胞壁通 過(guò)機(jī)械、物理或化學(xué) 的方法去除，然后再 進(jìn)行培養(yǎng)。 原球莖原球莖-主要是蘭科植物在誘導(dǎo)時(shí)，分化出的原初植物形態(tài)，具 有完整植株的器官

7、雛形，成苗容易。 胚狀體胚狀體-由愈傷組織或表面形成的許多類(lèi)似胚的突起，是初步 分化的幼小生命體，芽根有共同的維管束，是雙極性結(jié)構(gòu)，起源 于單細(xì)胞，無(wú)嵌合現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)完整，可直接形成小植株，成苗率 高，去分化難，再分化也很難。 胚狀體與不定芽的區(qū)別胚狀體與不定芽的區(qū)別 胚狀體在組織學(xué)上具備以下和不定芽不同 的三個(gè)特征： 最根本的特征是具有兩極性。 胚狀體的維管組織與外植體的維管組織 無(wú)解剖結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系，而不定芽或不定根 往往總是與愈傷組織的維管組織相聯(lián)系。 胚狀體的維管組織的分布是獨(dú)立的“v” 字形，而不定芽的維管組織無(wú)此現(xiàn)象。 按培養(yǎng)方法分為按培養(yǎng)方法分為 固體培養(yǎng)固體培養(yǎng) 液體培養(yǎng)液體培養(yǎng)

8、看護(hù)培養(yǎng)看護(hù)培養(yǎng) 微室培養(yǎng)微室培養(yǎng) 初代培養(yǎng)初代培養(yǎng)繼代培養(yǎng)繼代培養(yǎng) 按培養(yǎng)過(guò)程分為按培養(yǎng)過(guò)程分為 初代培養(yǎng)初代培養(yǎng) 繼代培養(yǎng)繼代培養(yǎng) 5.植物組織培養(yǎng)應(yīng)用植物組織培養(yǎng)應(yīng)用 快速繁殖：快速繁殖： 運(yùn)用組織培養(yǎng)的途徑，一個(gè)單株一年可以繁殖 幾萬(wàn)到幾百萬(wàn)個(gè)植株，而且均來(lái)自一單一的個(gè)體， 遺傳性狀一致。例如一株葡萄一年繁殖到3萬(wàn)多株， 一株蘭花一年繁殖到400萬(wàn)株。 （2）遠(yuǎn)緣雜交： 利用組織培養(yǎng) 可以使難度很 大的遠(yuǎn)緣雜交 取得成功，從 而育成一些罕 見(jiàn)的新物種。 （3）種苗脫毒種苗脫毒：由 于病毒的感染嚴(yán)重影響 作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，而 利用組織培養(yǎng)技術(shù)可以 有效地除去植物體內(nèi)的 病毒，得到大量的無(wú)

9、病 毒種苗。主要的方法是 培養(yǎng)植物莖尖分生組織， 也可以采用熱處理或加 入化學(xué)試劑的方法達(dá)到 脫毒的效果。已經(jīng)取得 成功的有馬鈴薯、草莓、 香蕉、葡萄等等。 V i rus el i m i nat i on w hy does the m eri st em have l ow / no vi rus t i t re? vi rus spreads pri m ari l y t hrough vascul ar syst em -t hi s i s not devel oped i n t he m eri st em m i t osi s and chrom osom e repl i cat i on com pet e w i t h vi rus repl i cat i on hi gh auxi n i n m eri st em i nhi bi t s vi rus repl i cat i on a vi rus “ i nact i vat i ng” syst em has great est act i vi t y i n m eri st em Tobacco m eri stem vi rus-f ree t i ssue vi rus part i cl es f ound here 突變育種：采用組織培