植物組織的培養(yǎng)

1、5 植物組織培養(yǎng)5.1 植物分生組織培養(yǎng)5.2 植物愈傷組織培養(yǎng)5.3其他組織培養(yǎng)5.1 植物分生組織培養(yǎng)w5.1 植物分生組織培養(yǎng)的概念 包括莖尖分生組織、居間分生組織、側(cè)生分生組織。研究最多的是莖尖分生組織。5.1.2 分生組織培養(yǎng)的方法w莖尖培養(yǎng)的概念：是切取莖尖部分或莖尖分生組織部分，進(jìn)行培養(yǎng)的過程。 w莖尖培養(yǎng)可分為微莖尖培養(yǎng)和普通莖尖培養(yǎng)。w1)微莖尖：指帶有1-2個(gè)葉原基的生長錐，其長度不超過0.5mm。w2)普通莖尖：指取幾mm到幾十mm長的頂芽尖及側(cè)芽尖。w普通莖尖培養(yǎng)：w1取材： w2消毒 w3接種 ： 注意：一要防褐化。接種時(shí)，不用銹刀，動(dòng)作敏捷， 隨切隨接，用15%VC

2、液浸泡處理。 二要防干燥w4培養(yǎng)（1）培養(yǎng)基： 采用MS培養(yǎng)基或略加修改，或補(bǔ)加其它物質(zhì)。也可用其它培養(yǎng)基如White，H等。w培養(yǎng)基中生長素是必須的，如2，4-D，IAA， NAA等，但是濃度不能太高，一般用0.1mg/L左右，若高易產(chǎn)生畸形芽或形成愈傷組織。w2）培養(yǎng)問題處理： 生長太慢、 生長太快等情況。wI 生長太慢：接種后莖尖不增大，只是莖尖逐漸變綠，出現(xiàn)綠色小點(diǎn)，細(xì)胞逐漸老化而進(jìn)入休眠狀態(tài)， 或者逐漸變褐死亡。w原因：生長素濃度太低，或是溫度過低或 過高；wII 生長太快型：是接種后莖尖迅速增大，在莖尖基部產(chǎn)生愈傷組織， 并迅速增殖，而莖尖不伸長，久之莖尖也形成愈傷組織。w引起原因

3、：一是生長素濃度過高，引起細(xì)胞瘋狂分裂而導(dǎo)致愈傷組織的形成。 二是光照太弱或溫度太高。w脫毒基本原理：病毒在植物體內(nèi)的分布具有不均勻性w莖尖脫毒是控制植物病毒的有效途徑。w優(yōu)點(diǎn): 莖尖培養(yǎng)脫毒莖尖培養(yǎng)脫毒 5.1.3 影響分生組織培養(yǎng)的因素w1.培養(yǎng)基w2.外植體的大小 外植體越大，成活率越大，越小，脫毒效果越好。 葉原基的存在與否影響分生組織的分化能力（能提供生長素和細(xì)胞分裂素）。5.1.3 影響分生組織培養(yǎng)的因素3. 培養(yǎng)條件w光培養(yǎng)暗培養(yǎng)4.外植體的生理狀態(tài) 選擇活躍生長的芽， 在香石竹和菊花中，培養(yǎng)頂芽莖尖比培養(yǎng)腋芽莖尖效果好。但在草莓中，二者沒什么差別。 取芽的時(shí)間也很重要（一般選作

4、萌動(dòng)期）。5.2 5.2 愈傷組織的培養(yǎng)愈傷組織的培養(yǎng)愈傷組織的概念 植物各種器官的外植體在離體的條件下，經(jīng)細(xì)胞脫分化等一系列過程改變了它們?cè)械奶匦远纬傻囊环N能迅速增殖的無特定結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞團(tuán)，稱為愈傷組織。 一般植物組織均有誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織的潛在可能性。愈傷組織培養(yǎng)的概念w愈傷組織培養(yǎng)（callus culture）是指將母體植株上的各個(gè)部分切下，形成外植體（explant）,接種到無菌的培養(yǎng)基上進(jìn)行愈傷組織誘導(dǎo)、生長和發(fā)育的一門技術(shù)。5.2.15.2.1愈傷組織的誘導(dǎo)和分化愈傷組織的誘導(dǎo)和分化 一、愈傷組織的誘導(dǎo)一、愈傷組織的誘導(dǎo)細(xì)胞是生物結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的基本單位，能夠分裂、繁殖和分

5、化出不同功能的組織和器官，且具有細(xì)胞全能性（提問）。但是一個(gè)已分化的細(xì)胞若要表現(xiàn)其全能性，首先要經(jīng)歷脫分化過程，然后再經(jīng)歷再分化過程。什么叫脫分化？ 脫分化（dedifferentiation） 是指一個(gè)已停止分裂的成熟細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚鸂顟B(tài)，并形成未分化的愈傷組織的現(xiàn)象。 一般認(rèn)為誘導(dǎo)愈傷組織成敗的關(guān)鍵不在于植物材料的來源，而在于培養(yǎng)的條件。 植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)是誘導(dǎo)愈傷組織極為重要的因素。植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)有哪兩大類呢？ w常用的生長素是2,4D、IAA和NAA，濃度為0.0110mgL-1，如誘導(dǎo)玉米胚愈傷組織發(fā)生的培養(yǎng)基為MS+2,4D8+NAA，很多情況下單獨(dú)用2,4D就可；w常用的細(xì)胞分裂

6、素是激動(dòng)素和6-BA，使用的濃度范圍在0.110mgL-1。w兩者結(jié)合應(yīng)用時(shí)，能更強(qiáng)烈地刺激愈傷組織的形成。愈傷組織的形成包括啟動(dòng)期、分裂期和分化期三個(gè)時(shí)期不同植物的愈傷組織，在質(zhì)地和物理性狀上均有明顯的差異。淡黃色、白色、綠色或紅色都有。如中華獼猴桃的莖段經(jīng)離體培養(yǎng)后的愈傷組織為淡綠色，致密而呈瘤狀，但在2,4D的作用下，則為黃白色，發(fā)脆且易于分散。愈傷組織質(zhì)地和物理性狀一般說，來源于相同組織的愈傷組織，其色素大致相同，但通過反復(fù)繼代培養(yǎng)會(huì)失去色素。二、愈傷組織細(xì)胞的分化w在某些實(shí)驗(yàn)條件下，愈傷組織可以再分化成苗或根的分生組織甚至是胚狀體。在分化過程中，植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的作用是極為明顯的，合

7、適的植物激素配比在器官分化中有著重要的作用。當(dāng)生長素與細(xì)胞分裂素的比例高時(shí)，僅形成根，生長素與細(xì)胞分裂素的比例低時(shí)則產(chǎn)生苗。 第二節(jié) 愈傷組織培養(yǎng)中的形態(tài)發(fā)生w愈傷組織培養(yǎng)物在某些條件下，可以再分化產(chǎn)生不定芽或不定根的分生組織甚至是胚狀體，繼而發(fā)育成苗或完整小植株。愈傷組織再生成植株有三種方式愈傷組織先長芽后長根先長根后長芽分別長根與芽一、不定芽和根的形成w在許多木本植物愈傷組織形成再生苗的培養(yǎng)過程中，常常是將誘導(dǎo)不定芽與誘導(dǎo)不定根分兩步完成。即利用分化培養(yǎng)基，愈傷組織形成不定芽。當(dāng)不定芽長大出現(xiàn)葉片后，再將伸長的苗切去基部，轉(zhuǎn)入含生長素（IBA、NAA）的生根培養(yǎng)基上生成不定根。這是一種較為

8、常見的器官發(fā)生方式。 w許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在栽培或插條中容易再生的植物，其器官或組織在離體培養(yǎng)下也容易再生。w通常在培養(yǎng)中先形成不定芽者，其基部多易生根；但有些植株完成再生苗后，生根仍較困難。 二、體細(xì)胞胚胎發(fā)生 w體細(xì)胞胚將離體或活體條件下，體細(xì)胞經(jīng)原胚期、球形胚期、心形胚期、魚雷胚期和子葉期等階段形成的胚叫胚狀體。w生長素是體細(xì)胞胚胎發(fā)生起重要作用的培養(yǎng)基成分。以離體條件下胡蘿卜體細(xì)胞胚發(fā)育為例，愈傷組織的建立和增殖需要含2,4D的培養(yǎng)基，其濃度范圍為0.51mgL-1，在這種培養(yǎng)基上，愈傷組織分化形成分生細(xì)胞團(tuán)（稱胚性細(xì)胞團(tuán)）；將之轉(zhuǎn)移到生長素含量很低（0.010.1mgL-1）或完全沒

9、有生長素的培養(yǎng)基上，它們就能發(fā)育為成熟的胚。因此，要形成體細(xì)胞胚，其關(guān)鍵是除去或降低培養(yǎng)基中的生長素成分（如2,4D）。 w在南瓜中，NAA和IBA能促進(jìn)胚胎發(fā)生。其他植物生長物質(zhì)也能影響體細(xì)胞的形成。在葡萄珠心培養(yǎng)中，當(dāng)培養(yǎng)基里存在萘氧乙酸和BAP時(shí)，能形成體細(xì)胞胚。BAP的作用是對(duì)非胚體細(xì)胞的增殖發(fā)生選擇性促進(jìn)作用。有些研究者發(fā)現(xiàn)0.1gL-1 的玉米素促進(jìn)胡蘿卜體細(xì)胞胚發(fā)生。 w2,4D對(duì)胚胎成熟過程的抑制作用可能是通過內(nèi)源乙烯引起的。培養(yǎng)在含2,4D培養(yǎng)基上的胡蘿卜愈傷組織產(chǎn)生的乙烯比培養(yǎng)在不含2,4D培養(yǎng)基上的含量多。組織乙烯含量的增加將導(dǎo)致纖維素酶或（和）果膠酶活性的增強(qiáng)，在原胚發(fā)

10、生極性分化之前破壞胚性細(xì)胞團(tuán)，使原胚不能發(fā)生組織分化。w培養(yǎng)基中的氨源形態(tài)也會(huì)顯著影響離體條件下的胚胎發(fā)生。在野生胡蘿卜葉柄節(jié)段的培養(yǎng)物中，只有在含一定數(shù)量還原態(tài)氮的培養(yǎng)基時(shí)，才能有胚胎發(fā)生，用NH4+ 和水解酪蛋白優(yōu)于NO4 或谷氨酰胺。w體細(xì)胞胚常常能在原來的培養(yǎng)基上成熟和萌發(fā)。對(duì)沒有經(jīng)過冷處理的種子，幼齡或成熟的胚必須先經(jīng)歷一段低溫處理之后，才能正常地長成小植株。在柑橘屬植物體細(xì)胞胚萌發(fā)期間，需要GA3促進(jìn)根和莖的發(fā)育。w現(xiàn)在通過人工種皮包被體細(xì)胞胚，可以制造人工種子（亦稱合成種子），用于繁殖自交不親合植物、稀有的和珍貴的物種或遠(yuǎn)緣雜種，以及通過工人授粉而得到的雜種等。w在制造單胚人工種子的