植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞課件

1、-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.第第3 3章章 植物植物(zhw)(zhw)組織培養(yǎng)與細(xì)胞培養(yǎng)組織培養(yǎng)與細(xì)胞培養(yǎng)東北大學(xué)生物東北大學(xué)生物(shngw)技術(shù)研究所技術(shù)研究所第一頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.3.3 3.3 植物植物(zhw)(zhw)組織與器官培養(yǎng)組織與器官培養(yǎng)3.3.1 3.3.1 植物組織培養(yǎng)的定義與分類植物組織培養(yǎng)的定義與分類3.3.2 3.3.2 重要概念重要概念3.3.3 3.3.3 細(xì)胞分化細(xì)胞分化(fnhu)(fnhu)和形態(tài)建成和形態(tài)建成3.3.4 3.3.4 植物組織培養(yǎng)的基本步驟植物組織培養(yǎng)的基本步驟3.3.5 3.3.5 植物組織器官培養(yǎng)植物組織器官培養(yǎng)3

2、.3.6 3.3.6 植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用3.3.7 3.3.7 人工種子人工種子3.3.8 3.3.8 植物組織與器官的生物反應(yīng)器培養(yǎng)植物組織與器官的生物反應(yīng)器培養(yǎng)3.3.9 3.3.9 植物組織與器官培養(yǎng)存在的問題植物組織與器官培養(yǎng)存在的問題第二頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.3.3.1 3.3.1 植物組織培養(yǎng)的定義植物組織培養(yǎng)的定義(dngy)(dngy)與分類與分類1.1.定義定義 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)(plant tissue culture)(plant tissue culture)是指在無菌條是指在無菌條件下，將離體的植物器官（如根尖、莖尖、葉、

3、花、未件下，將離體的植物器官（如根尖、莖尖、葉、花、未成熟的果實(shí)、種子等）、組織（如花藥組織、胚乳、皮成熟的果實(shí)、種子等）、組織（如花藥組織、胚乳、皮層等）、胚胎（如成熟和未成熟的胚）、原生質(zhì)體等培層等）、胚胎（如成熟和未成熟的胚）、原生質(zhì)體等培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)條件，誘發(fā)養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)條件，誘發(fā)產(chǎn)生愈傷組織、潛伏芽，或者產(chǎn)生愈傷組織、潛伏芽，或者(huzh)(huzh)長成新的完整植株的長成新的完整植株的一種實(shí)驗(yàn)技術(shù)。一種實(shí)驗(yàn)技術(shù)。其理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性。其理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性。 第三頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.2.2.分類分類根

4、據(jù)根據(jù)外植體種類外植體種類的不同的不同，組織培養(yǎng)可分為：，組織培養(yǎng)可分為：器官培養(yǎng)、組織培器官培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、胚胎培養(yǎng)、細(xì)胞培養(yǎng)以及原生質(zhì)體培養(yǎng)等養(yǎng)、胚胎培養(yǎng)、細(xì)胞培養(yǎng)以及原生質(zhì)體培養(yǎng)等。根據(jù)根據(jù)培養(yǎng)方法培養(yǎng)方法的不同，組織培養(yǎng)可分為：的不同，組織培養(yǎng)可分為：微室培養(yǎng)、平板培養(yǎng)、微室培養(yǎng)、平板培養(yǎng)、懸浮培養(yǎng)、液體培養(yǎng)、固體培養(yǎng)等懸浮培養(yǎng)、液體培養(yǎng)、固體培養(yǎng)等。根據(jù)根據(jù)培養(yǎng)的功能性培養(yǎng)的功能性的不同，組織培養(yǎng)可分為：的不同，組織培養(yǎng)可分為：再生體系再生體系(tx)(tx)、離、離體受精、突變體選擇、體細(xì)胞雜交等。體受精、突變體選擇、體細(xì)胞雜交等。第四頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.3.

5、3.2 3.3.2 重要重要(zhngyo)(zhngyo)概念概念n 全能細(xì)胞（全能細(xì)胞（totipotent cell)totipotent cell)n 愈傷組織愈傷組織(zzh)(zzh) (callus) (callus)n 外植體外植體 (explantation)(explantation)n 繼代培養(yǎng)繼代培養(yǎng) (secondary culture)(secondary culture)n 胚胎培養(yǎng)胚胎培養(yǎng) (embryo culture)(embryo culture)n 脫分化（脫分化（dedifferentiation dedifferentiation ）n 再分化（再分

6、化（redifferentiation)redifferentiation)n 莖尖培養(yǎng)莖尖培養(yǎng)n 無性繁殖系無性繁殖系 (clone)(clone)n 器官發(fā)生（器官發(fā)生（organogenesis)organogenesis)n 胚狀體（胚狀體（embryoid)embryoid)第五頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞. 全能細(xì)胞（全能細(xì)胞（totipotent cell)totipotent cell)：能夠表達(dá)生物體基因組的任何一種能夠表達(dá)生物體基因組的任何一種基因，并能分化出該生物體內(nèi)任何一種類型的細(xì)胞，進(jìn)而發(fā)育為一個完全相基因，并能分化出該生物體內(nèi)任何一種類型的細(xì)胞，進(jìn)而發(fā)育

7、為一個完全相同生物體。同生物體。 愈傷組織愈傷組織(callus)(callus)：在離體培養(yǎng)在離體培養(yǎng)(piyng)(piyng)過程中由外植體組織增生的細(xì)過程中由外植體組織增生的細(xì)胞產(chǎn)生的具有分生能力的一團(tuán)不規(guī)則的疏散排列的薄壁細(xì)胞。胞產(chǎn)生的具有分生能力的一團(tuán)不規(guī)則的疏散排列的薄壁細(xì)胞。 外植體外植體(explant)(explant)：從植物體上分離下來的用于離體培養(yǎng)的材料，從植物體上分離下來的用于離體培養(yǎng)的材料，可以是器官、組織和原生質(zhì)體等?？梢允瞧鞴?、組織和原生質(zhì)體等。 繼代培養(yǎng)繼代培養(yǎng)(secondary culture)(secondary culture)：更換新鮮培養(yǎng)基來繁殖

8、同種類型更換新鮮培養(yǎng)基來繁殖同種類型的材料（愈傷組織的材料（愈傷組織. .芽等）。芽等）。第六頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞. 胚胎培養(yǎng)胚胎培養(yǎng)(embryo culture):(embryo culture):包括原胚和成熟胚培養(yǎng)、胚乳培養(yǎng)、胚珠包括原胚和成熟胚培養(yǎng)、胚乳培養(yǎng)、胚珠和子房和子房( (未授粉或已授粉的未授粉或已授粉的) )培養(yǎng)，可用于研究胚胎發(fā)生以及影響胚生長的因素；培養(yǎng)，可用于研究胚胎發(fā)生以及影響胚生長的因素；用試管受精或幼胚培養(yǎng)可獲得種間或?qū)匍g遠(yuǎn)緣雜種，因此它也是研究生殖生理的用試管受精或幼胚培養(yǎng)可獲得種間或?qū)匍g遠(yuǎn)緣雜種，因此它也是研究生殖生理的有用方法；胚乳培養(yǎng)

9、是研究胚乳的功能、胚乳與胚的關(guān)系，以及獲得三倍體植株有用方法；胚乳培養(yǎng)是研究胚乳的功能、胚乳與胚的關(guān)系，以及獲得三倍體植株的一個手段。的一個手段。 脫分化（脫分化（dedifferentiation dedifferentiation ）: :已分化好的細(xì)胞在人工誘導(dǎo)條件下，已分化好的細(xì)胞在人工誘導(dǎo)條件下，恢復(fù)分生能力，回復(fù)到分化組織狀態(tài)的過程?；謴?fù)分生能力，回復(fù)到分化組織狀態(tài)的過程。 再分化（再分化（redifferentiation):redifferentiation):脫分化后具有分生能力的細(xì)胞再經(jīng)過脫分化后具有分生能力的細(xì)胞再經(jīng)過與原來相同的分化過程，重新形成與原來相同的分化過程，重

10、新形成(xngchng)(xngchng)各類組織和器官的過程。各類組織和器官的過程。第七頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞. 莖尖培養(yǎng)莖尖培養(yǎng): :較小的僅帶幾個葉原基或少量幼葉的莖端部分較小的僅帶幾個葉原基或少量幼葉的莖端部分(b fen)(b fen)的培養(yǎng)。通的培養(yǎng)。通常用常用1 110mm10mm大小的外植體來加速植物的無性系繁殖。大小的外植體來加速植物的無性系繁殖。 無性繁殖系無性繁殖系(clone)(clone)：由同一個外植體反復(fù)進(jìn)行繼代培養(yǎng)后所得一系列由同一個外植體反復(fù)進(jìn)行繼代培養(yǎng)后所得一系列的無性繁殖后代。的無性繁殖后代。 器官發(fā)生（器官發(fā)生（organogenesi

11、s)organogenesis)：在組織培養(yǎng)中或懸浮培養(yǎng)中，由培養(yǎng)物在組織培養(yǎng)中或懸浮培養(yǎng)中，由培養(yǎng)物到顯示有自然的器官形成，如形成芽或根的現(xiàn)象。到顯示有自然的器官形成，如形成芽或根的現(xiàn)象。 胚狀體（胚狀體（embryoid)embryoid)：在離體培養(yǎng)過程中產(chǎn)生一種形似胚（具有明顯的根端在離體培養(yǎng)過程中產(chǎn)生一種形似胚（具有明顯的根端和芽端），功能與胚相同的結(jié)構(gòu)。和芽端），功能與胚相同的結(jié)構(gòu)。第八頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.3.3.3 3.3.3 植物細(xì)胞分化植物細(xì)胞分化(fnhu)(fnhu)和形態(tài)建成和形態(tài)建成n一般植物通過細(xì)胞或組織培養(yǎng)達(dá)到再生一般植物通過細(xì)胞或組織培養(yǎng)達(dá)

12、到再生(zishng)(zishng)目的要經(jīng)過目的要經(jīng)過兩個步驟：兩個步驟： (1) (1) 培養(yǎng)的植物細(xì)胞或組織的脫分化，形成愈傷組織；培養(yǎng)的植物細(xì)胞或組織的脫分化，形成愈傷組織； (2) (2) 有新形成的愈傷組織形成一些分生細(xì)胞團(tuán)，隨后又由其有新形成的愈傷組織形成一些分生細(xì)胞團(tuán)，隨后又由其分化成不同的器官原基（如根原基、葉原基等）。分化成不同的器官原基（如根原基、葉原基等）。第九頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞. 脫分化后的細(xì)胞進(jìn)行再分化的過程有兩種不同脫分化后的細(xì)胞進(jìn)行再分化的過程有兩種不同(b tn)(b tn)的方式：的方式： （1 1）器官發(fā)生方式：其中芽和根在愈傷組織

13、的不同部位分別獨(dú)立形成，具有單極性）器官發(fā)生方式：其中芽和根在愈傷組織的不同部位分別獨(dú)立形成，具有單極性結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 （2 2）胚胎發(fā)生方式：在愈傷組織表面或內(nèi)部形成很多）胚胎發(fā)生方式：在愈傷組織表面或內(nèi)部形成很多胚狀體胚狀體，它們類似于合子胚，它們類似于合子胚，具有雙極性結(jié)構(gòu)。具有雙極性結(jié)構(gòu)。魔芋魔芋(my)胚狀體胚狀體第十頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.通過胚狀體途徑產(chǎn)生再生植株有通過胚狀體途徑產(chǎn)生再生植株有3 3個顯著優(yōu)點(diǎn)：個顯著優(yōu)點(diǎn)： （1 1）在一個培養(yǎng)物上所能產(chǎn)生的胚狀體數(shù)目往往比不定）在一個培養(yǎng)物上所能產(chǎn)生的胚狀體數(shù)目往往比不定(bdng)(bdng)芽芽數(shù)目多；數(shù)目多

14、； （2 2）胚狀體形成的速度快；）胚狀體形成的速度快； （3 3）胚狀體結(jié)構(gòu)完整，一旦形成，一般都可以直接萌發(fā)形成）胚狀體結(jié)構(gòu)完整，一旦形成，一般都可以直接萌發(fā)形成小植株，因此成苗率高。小植株，因此成苗率高。第十一頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.3.3.4 3.3.4 植物植物(zhw)(zhw)組織培養(yǎng)的基本步驟組織培養(yǎng)的基本步驟以胡蘿卜為例，介紹植物組織培養(yǎng)的一般過程以胡蘿卜為例，介紹植物組織培養(yǎng)的一般過程(guchng)(guchng)（圖解圖解）：）：（1 1）培養(yǎng)材料的采集）培養(yǎng)材料的采集（2 2）培養(yǎng)材料的消毒培養(yǎng)材料的消毒（3 3）制備外植體制備外植體（4) 4) 接

15、種和培養(yǎng)接種和培養(yǎng)（5 5）組培苗的練苗和移栽）組培苗的練苗和移栽第十二頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.花藥培養(yǎng)花藥培養(yǎng)單倍體細(xì)胞單倍體細(xì)胞(xbo)和胚狀體和胚狀體細(xì)胞細(xì)胞(xbo)和和集合體懸浮培集合體懸浮培養(yǎng)養(yǎng)球形球形形成形成(xngchng)胚狀體胚狀體心形期心形期魚雷期魚雷期子葉期子葉期外植體外植體外植體在培養(yǎng)中直接振蕩外植體在培養(yǎng)中直接振蕩在培養(yǎng)液中振蕩在培養(yǎng)液中振蕩在生長素在生長素-營養(yǎng)物營養(yǎng)物瓊脂培養(yǎng)基上生長瓊脂培養(yǎng)基上生長的愈傷組織的愈傷組織植物組織培養(yǎng)的一般過程的完整周期圖解植物組織培養(yǎng)的一般過程的完整周期圖解第十三頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.（1

16、1）培養(yǎng)材料）培養(yǎng)材料(cilio)(cilio)的采集的采集n組織培養(yǎng)所用的材料非常廣泛，可采取根、莖、葉、花、組織培養(yǎng)所用的材料非常廣泛，可采取根、莖、葉、花、芽和種子的子葉，有時也利用花粉粒和花藥，其中芽和種子的子葉，有時也利用花粉粒和花藥，其中根尖根尖不易不易滅菌，一般很少采用。滅菌，一般很少采用。n對于對于木本花卉木本花卉來說，闊葉樹可在來說，闊葉樹可在一、二年生一、二年生的枝條上采集，的枝條上采集，針葉樹種針葉樹種多采種子內(nèi)的多采種子內(nèi)的子葉或胚軸。草本植物子葉或胚軸。草本植物多采集多采集莖莖尖尖。n在快速繁殖中，最常用的培養(yǎng)材料是莖尖，通常切塊在在快速繁殖中，最常用的培養(yǎng)材料是莖

17、尖，通常切塊在0.50.5厘米厘米左右，如果為培養(yǎng)無病毒苗而采用的培養(yǎng)材料通常僅左右，如果為培養(yǎng)無病毒苗而采用的培養(yǎng)材料通常僅取莖尖的分生組織部分，其長度取莖尖的分生組織部分，其長度(chngd)(chngd)在在0.10.1毫米以下毫米以下。第十四頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.（2 2）培養(yǎng)）培養(yǎng)(piyng)(piyng)材料的消毒材料的消毒n先將材料用流水沖洗干凈，最后先將材料用流水沖洗干凈，最后(zuhu)(zuhu)一遍用蒸餾水沖洗，再用一遍用蒸餾水沖洗，再用無菌紗布或吸水紙將材料上的水分吸干，并用消毒刀片切成小無菌紗布或吸水紙將材料上的水分吸干，并用消毒刀片切成小塊。塊

18、。n在無菌壞境中將材料放入在無菌壞境中將材料放入7070酒精中浸泡酒精中浸泡30306060秒。秒。n再將材料移入漂白粉的再將材料移入漂白粉的飽和液飽和液或或0.010.01升汞水中消毒升汞水中消毒1010分分鐘。鐘。n取出后用無菌水沖洗三、四次。取出后用無菌水沖洗三、四次。第十五頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.（3 3）制備）制備(zhbi)(zhbi)外植體外植體n將已消毒的材料，用無菌刀、剪、鑷等，在無菌的環(huán)境下，剝?nèi)⒁严镜牟牧希脽o菌刀、剪、鑷等，在無菌的環(huán)境下，剝?nèi)パ康镊[片、嫩枝的外皮和種皮胚乳等，葉片芽的鱗片、嫩枝的外皮和種皮胚乳等，葉片(ypin)(ypin)則不需

19、剝皮。則不需剝皮。然后切成然后切成0.20.20.50.5厘米厚的小片，這就是外植體。在操作中嚴(yán)禁厘米厚的小片，這就是外植體。在操作中嚴(yán)禁用手觸動材料。用手觸動材料。 第十六頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.（4) 4) 接種接種(jizhng)(jizhng)和培養(yǎng)和培養(yǎng)n接種：接種： 在無菌壞境下，將切好的外植體立即接在培養(yǎng)基上，每瓶接種在無菌壞境下，將切好的外植體立即接在培養(yǎng)基上，每瓶接種4 41010個。個。n封口：封口： 接種后，瓶、管用無菌藥棉或蓋封口，培養(yǎng)皿用無菌膠帶封接種后，瓶、管用無菌藥棉或蓋封口，培養(yǎng)皿用無菌膠帶封口?？?。n溫度：溫度： 培養(yǎng)基大多應(yīng)保持在培養(yǎng)基大多

20、應(yīng)保持在2525左右，但要因花卉種類及材料部左右，但要因花卉種類及材料部位的不同而區(qū)別對待。位的不同而區(qū)別對待。n增殖：增殖： 外植體的增殖是組培的關(guān)鍵階段，在新梢等形成后為了外植體的增殖是組培的關(guān)鍵階段，在新梢等形成后為了(wi le)(wi le)擴(kuò)擴(kuò)大繁殖系數(shù)，需要繼代培養(yǎng)。把材料分株或切段轉(zhuǎn)入增殖培養(yǎng)基中，增殖培大繁殖系數(shù)，需要繼代培養(yǎng)。把材料分株或切段轉(zhuǎn)入增殖培養(yǎng)基中，增殖培養(yǎng)基一般在分化培養(yǎng)基上加以改良，以利于增殖率的提高。增殖養(yǎng)基一般在分化培養(yǎng)基上加以改良，以利于增殖率的提高。增殖1 1個月左右個月左右后，可視情況進(jìn)行再增殖。后，可視情況進(jìn)行再增殖。n根的誘導(dǎo)：根的誘導(dǎo)： 繼代培

21、養(yǎng)形成的不定芽和側(cè)芽等一般沒有根，必須轉(zhuǎn)繼代培養(yǎng)形成的不定芽和側(cè)芽等一般沒有根，必須轉(zhuǎn)到生根培養(yǎng)基上進(jìn)行生根培養(yǎng)。到生根培養(yǎng)基上進(jìn)行生根培養(yǎng)。1 1個月后即可獲得健壯根系。個月后即可獲得健壯根系。第十七頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.（5 5）組培苗的練苗和移栽）組培苗的練苗和移栽(y zi)(y zi)n試管苗從無菌以及光照、溫度、濕度穩(wěn)定的環(huán)境進(jìn)入自然環(huán)試管苗從無菌以及光照、溫度、濕度穩(wěn)定的環(huán)境進(jìn)入自然環(huán)境，必須進(jìn)行煉苗。境，必須進(jìn)行煉苗。n一般移植前，先將培養(yǎng)容器打開，于室內(nèi)自然光照下放一般移植前，先將培養(yǎng)容器打開，于室內(nèi)自然光照下放3 3天天，然，然后取出小苗，用自來水把根系

22、上的營養(yǎng)基沖洗干凈，再栽入后取出小苗，用自來水把根系上的營養(yǎng)基沖洗干凈，再栽入已準(zhǔn)備好的已準(zhǔn)備好的基質(zhì)基質(zhì)中，基質(zhì)使用前最好消毒。移栽前要適當(dāng)遮蔭，中，基質(zhì)使用前最好消毒。移栽前要適當(dāng)遮蔭，加強(qiáng)水分加強(qiáng)水分(shufn)(shufn)管理，保持管理，保持較高的空氣濕度較高的空氣濕度（相對濕度（相對濕度9898左左右），但基質(zhì)不宜過濕，以防爛苗。右），但基質(zhì)不宜過濕，以防爛苗。第十八頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.這是這是哪個哪個(n ge)階段？階段？這是哪這是哪個個(n ge)階段？階段？植物植物(zhw)組織培養(yǎng)流程圖組織培養(yǎng)流程圖第十九頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.

23、3.3.5 3.3.5 植物組織器官植物組織器官(qgun)(qgun)培養(yǎng)培養(yǎng)n1.1.定義定義 植物組織器官培養(yǎng)植物組織器官培養(yǎng)就是在植物細(xì)胞全能性理就是在植物細(xì)胞全能性理論指導(dǎo)下，在組織以及器官水平上開展研究的，其論指導(dǎo)下，在組織以及器官水平上開展研究的，其目的目的(md)是實(shí)現(xiàn)植物細(xì)胞的全能性以完成植物生命是實(shí)現(xiàn)植物細(xì)胞的全能性以完成植物生命周期的過程。周期的過程。第二十頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.2. 2. 愈傷組織愈傷組織(zzh)(zzh)誘導(dǎo)誘導(dǎo)（1) 1) 愈傷組織形成特點(diǎn)愈傷組織形成特點(diǎn) 由外植體或單個細(xì)胞由外植體或單個細(xì)胞(xbo)(xbo)形成愈傷組織一般

24、要經(jīng)過形成愈傷組織一般要經(jīng)過3 3個步驟：個步驟：v 啟動期（或誘導(dǎo)期）啟動期（或誘導(dǎo)期）v 分裂期分裂期v 分化期分化期第二十一頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞. 啟動期（或誘導(dǎo)期）啟動期（或誘導(dǎo)期）: :是成熟組織在各種刺激因素的誘是成熟組織在各種刺激因素的誘導(dǎo)作用導(dǎo)作用(zuyng)(zuyng)下細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)及核酸的合成代謝迅速加強(qiáng)的下細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)及核酸的合成代謝迅速加強(qiáng)的過程。受激作用過程。受激作用(zuyng)(zuyng)后分裂前細(xì)胞的主要變化有：后分裂前細(xì)胞的主要變化有：一是一是呼吸作用加強(qiáng)，消耗氧量明顯增加；二是多聚核糖體呼吸作用加強(qiáng)，消耗氧量明顯增加；二是多聚核糖體

25、的不斷增加，到有絲分裂前的不斷增加，到有絲分裂前RNARNA的含量可增加的含量可增加300%300%；三；三是蛋白質(zhì)合成加快，分裂前細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的總量增加是蛋白質(zhì)合成加快，分裂前細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的總量增加200%200%；四是各種與分裂有關(guān)的酶活性大大加強(qiáng)。；四是各種與分裂有關(guān)的酶活性大大加強(qiáng)。第二十二頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.分裂分裂(fnli)期：期：其主要特征是：細(xì)胞數(shù)目增加很大，結(jié)構(gòu)疏松，其主要特征是：細(xì)胞數(shù)目增加很大，結(jié)構(gòu)疏松，缺少有組織特征的結(jié)構(gòu)，一般呈現(xiàn)透明狀或淺顏色。缺少有組織特征的結(jié)構(gòu)，一般呈現(xiàn)透明狀或淺顏色。分化期：分化期：停止分裂的細(xì)胞發(fā)生生理代謝方面的變化，

26、出現(xiàn)停止分裂的細(xì)胞發(fā)生生理代謝方面的變化，出現(xiàn)(chxin)了形態(tài)和生理功能上的分化，直至出現(xiàn)了形態(tài)和生理功能上的分化，直至出現(xiàn)(chxin)了分生組織的瘤狀了分生組織的瘤狀結(jié)構(gòu)及維管組織。此時，細(xì)胞體積不再減小，呈現(xiàn)的顏色多種多結(jié)構(gòu)及維管組織。此時，細(xì)胞體積不再減小，呈現(xiàn)的顏色多種多樣。樣。第二十三頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.（2 2）愈傷組織）愈傷組織(zzh)(zzh)的生長及分化的生長及分化第二十四頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.（3 3）影響）影響(yngxing)(yngxing)愈傷組織培養(yǎng)的主要因素愈傷組織培養(yǎng)的主要因素v 外植體外植體: :雖然所有植物

27、都有被誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織的潛在能力，雖然所有植物都有被誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織的潛在能力，但是不同的植物種類誘導(dǎo)形成愈傷組織的難易程度差別很大。但是不同的植物種類誘導(dǎo)形成愈傷組織的難易程度差別很大。v 基本培養(yǎng)基：基本培養(yǎng)基：眾多的培養(yǎng)基基本上都可以誘導(dǎo)出愈傷組眾多的培養(yǎng)基基本上都可以誘導(dǎo)出愈傷組織，但不同的植物種類、基因型和外植體誘導(dǎo)形成愈傷組織的織，但不同的植物種類、基因型和外植體誘導(dǎo)形成愈傷組織的難易程度不同，對培養(yǎng)基的反應(yīng)難易程度不同，對培養(yǎng)基的反應(yīng)(fnyng)(fnyng)也有差別。也有差別。v 激素組合：激素組合：通常高濃度的生長素和低濃度的激動素有利通常高濃度的生長素和低濃度的激動素有利

28、于愈傷組織的誘導(dǎo)和增殖。其中，于愈傷組織的誘導(dǎo)和增殖。其中，2,4-D2,4-D是誘導(dǎo)愈傷組織最是誘導(dǎo)愈傷組織最有效的物質(zhì)。有效的物質(zhì)。第二十五頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.3.3.舉例舉例(j l)(j l)以番杏的組織培養(yǎng)為例介紹組織器官培養(yǎng)技術(shù)：以番杏的組織培養(yǎng)為例介紹組織器官培養(yǎng)技術(shù)： 番杏別名洋菠菜，屬番杏科番杏屬的多年生草本植物。主要以肥厚多汁的嫩莖葉番杏別名洋菠菜，屬番杏科番杏屬的多年生草本植物。主要以肥厚多汁的嫩莖葉作蔬菜食用，并可全株入藥，有涼血、解毒、利尿、消瘡疥等的功效。作蔬菜食用，并可全株入藥，有涼血、解毒、利尿、消瘡疥等的功效。具體方法如下：具體方法如下：

29、（1 1）材料和培養(yǎng)基：材料和培養(yǎng)基：番杏果實(shí)和幼苗；番杏果實(shí)和幼苗；(1(1）芽分化培養(yǎng)基：芽分化培養(yǎng)基：MS+6-BA1.0mg/LMS+6-BA1.0mg/L（單（單位下同）位下同）+NAA0.1+3.0%+NAA0.1+3.0%蔗糖蔗糖; ;(2(2）誘導(dǎo)愈傷組織與分化培養(yǎng)基：誘導(dǎo)愈傷組織與分化培養(yǎng)基：MS+6-BA MS+6-BA 1.0+2,4-D 0.5+3.0%1.0+2,4-D 0.5+3.0%蔗糖蔗糖; ;(3(3）生根培養(yǎng)基：生根培養(yǎng)基：3/4MS+NAA0.1+1.5%3/4MS+NAA0.1+1.5%蔗糖蔗糖; ;(4(4）繼繼代代(j di)(j di)培養(yǎng)基：培養(yǎng)

30、基：MSMS培養(yǎng)基。以上各培養(yǎng)基加培養(yǎng)基。以上各培養(yǎng)基加0.7%0.7%瓊脂，瓊脂，PH5.8PH5.8。（2 2）培養(yǎng)條件：培養(yǎng)條件：培養(yǎng)溫度培養(yǎng)溫度2525左右，日光燈照明，每天光照左右，日光燈照明，每天光照10h, 10h, 光照強(qiáng)光照強(qiáng)度度10001500lx10001500lx。第二十六頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.（3 3）無菌苗的獲?。簾o菌苗的獲取：將番杏果實(shí)在濃硫酸中浸泡約將番杏果實(shí)在濃硫酸中浸泡約1h1h，流水沖洗，流水沖洗30min30min。再在超凈工作臺（圖示）內(nèi)用再在超凈工作臺（圖示）內(nèi)用70%70%乙醇浸泡乙醇浸泡2-3min2-3min，在無菌濾紙上吸

31、干或，在無菌濾紙上吸干或酒精燈焰燒干，再用酒精燈焰燒干，再用0.1%0.1%升汞浸泡升汞浸泡10min, 10min, 無菌水沖洗無菌水沖洗3-43-4次次, , 用無菌手術(shù)用無菌手術(shù)刀輕輕刮去果實(shí)被腐蝕的部分刀輕輕刮去果實(shí)被腐蝕的部分(b fen)(b fen)，然后將其接種于培養(yǎng)基，然后將其接種于培養(yǎng)基（3 3）中，中，培養(yǎng)培養(yǎng)1 1周后種子長出無菌苗（周后種子長出無菌苗（圖示）。圖示）。（4 4）愈傷組織培養(yǎng)：愈傷組織培養(yǎng)：切取切取0.5cm0.5cm長的不帶腋芽的莖段，置于長的不帶腋芽的莖段，置于（2 2）號號培養(yǎng)基上。培養(yǎng)基上。3 3周后，莖段周圍出現(xiàn)白色松脆的愈傷組織（周后，莖段周

32、圍出現(xiàn)白色松脆的愈傷組織（圖示圖示）。愈傷）。愈傷組織的形成標(biāo)志著接種外植體的生長狀態(tài)已脫離分化狀態(tài)，開始組織的形成標(biāo)志著接種外植體的生長狀態(tài)已脫離分化狀態(tài)，開始重新恢復(fù)分生能力。重新恢復(fù)分生能力。第二十七頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.超凈工作臺番杏無菌苗(jn mio)番杏愈傷組織(zzh)第二十八頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.（5 5）繼代培養(yǎng)：繼代培養(yǎng)：將愈傷組織在無菌條件下從試管中取出，用無菌水將愈傷組織在無菌條件下從試管中取出，用無菌水洗凈，以鑷子和解剖刀剔除附著在愈傷塊上的培養(yǎng)基，并用無菌水反洗凈，以鑷子和解剖刀剔除附著在愈傷塊上的培養(yǎng)基，并用無菌水反復(fù)沖洗

33、數(shù)次，直至愈傷塊上無殘留培養(yǎng)基為止。用解剖刀將愈傷塊切復(fù)沖洗數(shù)次，直至愈傷塊上無殘留培養(yǎng)基為止。用解剖刀將愈傷塊切成數(shù)小塊，在接種到裝有愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基的三角瓶中，再與誘導(dǎo)成數(shù)小塊，在接種到裝有愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基的三角瓶中，再與誘導(dǎo)愈傷組織相同的培養(yǎng)條件下繼續(xù)培養(yǎng)。幾天后，三角瓶中的小愈傷塊愈傷組織相同的培養(yǎng)條件下繼續(xù)培養(yǎng)。幾天后，三角瓶中的小愈傷塊即可逐漸長大，這一過程稱作繼代培養(yǎng)。通過愈傷組織的繼代培養(yǎng)，即可逐漸長大，這一過程稱作繼代培養(yǎng)。通過愈傷組織的繼代培養(yǎng)，原來原來(yunli)(yunli)接種的接種的1 1個番杏莖段組織可繁殖出大量的新接種材料用于分個番杏莖段組織可繁殖出大量的

34、新接種材料用于分化培養(yǎng)?；囵B(yǎng)。（6 6）分化培養(yǎng)：分化培養(yǎng)：剝離白色松脆的愈傷組織繼續(xù)置于剝離白色松脆的愈傷組織繼續(xù)置于（2 2）號培養(yǎng)基上，號培養(yǎng)基上，2 2月后，部分白色愈傷組織上出現(xiàn)綠色芽點(diǎn)（月后，部分白色愈傷組織上出現(xiàn)綠色芽點(diǎn)（圖示圖示）。隨著時間推移，綠）。隨著時間推移，綠色芽點(diǎn)不斷膨大，其中部分形成正常綠苗（圖示色芽點(diǎn)不斷膨大，其中部分形成正常綠苗（圖示）。）。第二十九頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.帶綠色(l s)芽點(diǎn)的愈傷組織番杏分化(fnhu)綠苗番杏盆栽(pn zi)苗番杏無菌苗第三十頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.（7 7）生根培養(yǎng)：生根培養(yǎng)：剝離綠

35、苗接種到剝離綠苗接種到（3 3）號培養(yǎng)基上誘導(dǎo)生根（號培養(yǎng)基上誘導(dǎo)生根（圖圖示示）。）。7d7d后開始陸續(xù)出根，后開始陸續(xù)出根，3 3周后可有多條須根形成，生根率達(dá)周后可有多條須根形成，生根率達(dá)95.7%95.7%。（8 8）煉苗與移栽：煉苗與移栽：移栽前，敞瓶煉苗移栽前，敞瓶煉苗3-4d3-4d，取出洗凈后，栽至裝有，取出洗凈后，栽至裝有蛭石的塑料杯中，加自來水，杯上罩上玻璃蛭石的塑料杯中，加自來水，杯上罩上玻璃(b l)(b l)燒杯保濕，燒杯保濕，4d4d后后晝覆夜敞，晝覆夜敞，2 2周后可除掉玻璃周后可除掉玻璃(b l)(b l)杯。杯。3 3周后，試管苗張出新根，周后，試管苗張出新根

36、，再將其移入蛭石與土（再將其移入蛭石與土（2 2：1 1）的盆（）的盆（圖示圖示）中。成活率為）中。成活率為83.3%83.3%。第三十一頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.3.3.6 3.3.6 植物植物(zhw)(zhw)組織培養(yǎng)的應(yīng)用組織培養(yǎng)的應(yīng)用1. 1. 無性系快速繁殖技術(shù)無性系快速繁殖技術(shù)2. 2. 獲得無病毒植株獲得無病毒植株3. 3. 新品種培育新品種培育4. 4. 在遺傳、生理生化和病理等研究上的應(yīng)用在遺傳、生理生化和病理等研究上的應(yīng)用(yngyng)(yngyng)5. 5. 種質(zhì)資源的保存種質(zhì)資源的保存6. 6. 產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)前景產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)前景 第三十二頁，共一百一十

37、四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.1. 1. 無性系快速無性系快速(kui s)(kui s)繁殖技術(shù)繁殖技術(shù)n對那些繁殖系數(shù)低或很難用種子繁殖的名特珍品種的繁殖實(shí)用意義更大對那些繁殖系數(shù)低或很難用種子繁殖的名特珍品種的繁殖實(shí)用意義更大, ,甚至是無可取代。甚至是無可取代。如脫毒苗、新育成、新引進(jìn)、稀缺育種、優(yōu)良單株、瀕危植如脫毒苗、新育成、新引進(jìn)、稀缺育種、優(yōu)良單株、瀕危植物和基因工程植株等可通過離體快速繁殖物和基因工程植株等可通過離體快速繁殖, ,以比常規(guī)育苗方法快數(shù)百倍到數(shù)萬倍以比常規(guī)育苗方法快數(shù)百倍到數(shù)萬倍的速度擴(kuò)大繁殖的速度擴(kuò)大繁殖, ,及時提供大量優(yōu)質(zhì)種苗。及時提供大量優(yōu)質(zhì)種苗。如野生珍

38、稀蘭花屬國家二級以上保護(hù)植如野生珍稀蘭花屬國家二級以上保護(hù)植物物, ,野生蘭花的組織培養(yǎng)利于保護(hù)這些珍稀的植物資源。野生蘭花的組織培養(yǎng)利于保護(hù)這些珍稀的植物資源。n目前目前, ,在國內(nèi)外已掀起在國內(nèi)外已掀起“試管苗試管苗”熱熱, ,如如國外在蘭花、杜鵑、月季、草莓、蘋果、國外在蘭花、杜鵑、月季、草莓、蘋果、柑桔、石竹、鐵線蓮、桉樹等柑桔、石竹、鐵線蓮、桉樹等進(jìn)行快速繁殖已達(dá)到商品化生產(chǎn)進(jìn)行快速繁殖已達(dá)到商品化生產(chǎn); ;我國近年來已獲成我國近年來已獲成功推廣的功推廣的有甘蔗、葡萄、羅漢果、蘭花、銀杏、水稻、甘蔗、菠蘿、香蕉、草莓、月有甘蔗、葡萄、羅漢果、蘭花、銀杏、水稻、甘蔗、菠蘿、香蕉、草莓、

39、月季、菊花、無籽西瓜、櫟樹季、菊花、無籽西瓜、櫟樹(l sh)(l sh)、山楂、獼猴桃、雪松等品種、山楂、獼猴桃、雪松等品種。試管苗在國際國。試管苗在國際國內(nèi)市場上已形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)內(nèi)市場上已形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn), ,如廣西都安縣山葡萄苗、羅城縣毛葡萄苗均由國內(nèi)如廣西都安縣山葡萄苗、羅城縣毛葡萄苗均由國內(nèi)組織培養(yǎng)公司提供組織培養(yǎng)公司提供, ,每年需要量達(dá)數(shù)十萬株。每年需要量達(dá)數(shù)十萬株。第三十三頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.2. 2. 獲得獲得(hud)(hud)無病毒植株無病毒植株n很多農(nóng)作物都帶有病毒很多農(nóng)作物都帶有病毒, ,病毒是植物的嚴(yán)重病害病毒是植物的嚴(yán)重病害, ,至至2000

40、2000 年年, ,已定名或暫定名的已定名或暫定名的植物病毒的種類已達(dá)植物病毒的種類已達(dá)909 909 種種, ,極難防治。如防治無方極難防治。如防治無方, ,不僅會影響作物的品質(zhì)及不僅會影響作物的品質(zhì)及產(chǎn)量產(chǎn)量, ,嚴(yán)重的只能拔除病株嚴(yán)重的只能拔除病株, ,造成很大經(jīng)濟(jì)損失。病毒在植株上的分布是不均一造成很大經(jīng)濟(jì)損失。病毒在植株上的分布是不均一的的, ,病毒是通過維管系統(tǒng)及胞間連絲移動的病毒是通過維管系統(tǒng)及胞間連絲移動的, ,老的組織和器官病毒含量老的組織和器官病毒含量高高, ,幼嫩未成熟的組織和器官病毒含量較低幼嫩未成熟的組織和器官病毒含量較低, ,如分裂速度很快的莖尖、根如分裂速度很快的

41、莖尖、根尖生長點(diǎn)幾乎不含病毒。用植物生長點(diǎn)培養(yǎng)尖生長點(diǎn)幾乎不含病毒。用植物生長點(diǎn)培養(yǎng)(piyng)(piyng)法可獲得無病毒植株法可獲得無病毒植株, ,恢復(fù)植物的優(yōu)良品質(zhì)恢復(fù)植物的優(yōu)良品質(zhì), ,達(dá)到復(fù)壯的目的。達(dá)到復(fù)壯的目的。n目前已在廣西荔蒲芋、永福羅漢果、桉樹、馬鈴薯、甘薯、百合、蘭目前已在廣西荔蒲芋、永福羅漢果、桉樹、馬鈴薯、甘薯、百合、蘭花、大蒜、石竹、柑桔、草莓等植物品種上得到成功推廣。花、大蒜、石竹、柑桔、草莓等植物品種上得到成功推廣。第三十四頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.3. 3. 新品種培育新品種培育(piy)(piy)n單倍體育種單倍體育種: :通過花藥培養(yǎng)通過

42、花藥培養(yǎng), ,從小孢子獲得單倍體植株從小孢子獲得單倍體植株, ,染色體加倍后獲得正染色體加倍后獲得正常二倍體植株常二倍體植株, ,這是一條育種的新途徑。單倍體育種可以縮短育種年限這是一條育種的新途徑。單倍體育種可以縮短育種年限(ninxin)(ninxin), ,節(jié)約人力物力節(jié)約人力物力, ,較快地獲得優(yōu)良品種較快地獲得優(yōu)良品種, ,目前已有目前已有4040多種多種植物獲得了單植物獲得了單倍體植株。我國在倍體植株。我國在水稻、小麥、煙草、柏樹、橡膠、辣椒等植物水稻、小麥、煙草、柏樹、橡膠、辣椒等植物的單倍體育的單倍體育種的工作上種的工作上, ,處于領(lǐng)先地位。處于領(lǐng)先地位。n胚培培養(yǎng)、子房培養(yǎng)、

43、胚珠培養(yǎng)胚培培養(yǎng)、子房培養(yǎng)、胚珠培養(yǎng): :為了克服植物遠(yuǎn)緣雜交的不親和性為了克服植物遠(yuǎn)緣雜交的不親和性, ,可采用可采用胚、子房、胚珠培養(yǎng)和試管受精等手段使胚正常發(fā)育并成功地培養(yǎng)出雜交后胚、子房、胚珠培養(yǎng)和試管受精等手段使胚正常發(fā)育并成功地培養(yǎng)出雜交后代?，F(xiàn)在已在棉花、玉米、黃麻等品種上獲得成功。代?，F(xiàn)在已在棉花、玉米、黃麻等品種上獲得成功。第三十五頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.4.4.在遺傳、生理生化和病理等研究在遺傳、生理生化和病理等研究(ynji)(ynji)上的應(yīng)用上的應(yīng)用n要揭開生命活動的秘密，需要要揭開生命活動的秘密，需要多科學(xué)、多技術(shù)多科學(xué)、多技術(shù)的相互配合，其中植物

44、組的相互配合，其中植物組織培養(yǎng)技術(shù)是不可缺少的，它為織培養(yǎng)技術(shù)是不可缺少的，它為遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物工程等工程等提供了一種有效、快速的方法。因?yàn)橐沂旧膴W秘，首先要提供了一種有效、快速的方法。因?yàn)橐沂旧膴W秘，首先要研究單個基因的作用，研究它在細(xì)胞內(nèi)是如何組裝的，如何與其它基因研究單個基因的作用，研究它在細(xì)胞內(nèi)是如何組裝的，如何與其它基因發(fā)生聯(lián)系，如何表達(dá)和調(diào)控等。分離單個基因，對它發(fā)生聯(lián)系，如何表達(dá)和調(diào)控等。分離單個基因，對它DNADNA進(jìn)行測序，再進(jìn)行測序，再對其中的某些堿基實(shí)行突變，然后還需要將基因送到受體細(xì)胞當(dāng)中，看對其中的某

45、些堿基實(shí)行突變，然后還需要將基因送到受體細(xì)胞當(dāng)中，看表達(dá)情況，以確定其功能。表達(dá)情況，以確定其功能。接受基因的受體細(xì)胞要產(chǎn)生再生植株，就需要通接受基因的受體細(xì)胞要產(chǎn)生再生植株，就需要通過組織培養(yǎng)的方法才能過組織培養(yǎng)的方法才能(cinng)(cinng)實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。 第三十六頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.5. 5. 種質(zhì)資源種質(zhì)資源(zyun)(zyun)的保存的保存n傳統(tǒng)上傳統(tǒng)上, ,種質(zhì)是以種子的形式保存的。這種保存方法的種質(zhì)是以種子的形式保存的。這種保存方法的局限性局限性: : (1)(1) 種子生活力隨種子生活力隨貯存時間的延長生活力逐漸下降貯存時間的延長生活力逐漸下降, ,

46、并常受到病蟲害的侵襲并常受到病蟲害的侵襲; ; (2)(2) 難以保存無性難以保存無性繁殖的作物。另一方面繁殖的作物。另一方面, ,如用苗圃或田間如用苗圃或田間(tin jin)(tin jin)大量保存各種植物基因型大量保存各種植物基因型, ,成本極高成本極高, ,還存在天災(zāi)毀滅的危險。還存在天災(zāi)毀滅的危險。n在在低溫條件下低溫條件下(- 20 - - 196 )(- 20 - - 196 ) , ,在試管中保存組織培養(yǎng)物質(zhì)的方法保存種質(zhì)在試管中保存組織培養(yǎng)物質(zhì)的方法保存種質(zhì), ,具有傳統(tǒng)方法不可比擬的具有傳統(tǒng)方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): : (1)(1) 只需要較少的空間就能保存大量的只需要較

47、少的空間就能保存大量的“營養(yǎng)營養(yǎng)體種子體種子”( vegetative seeds) ; ( vegetative seeds) ; (2)(2) 不受病蟲害侵染不受病蟲害侵染; ; (3)(3) 當(dāng)需要的時候當(dāng)需要的時候, ,可可把所貯存的材料用作核心原種迅速繁殖出大量植株把所貯存的材料用作核心原種迅速繁殖出大量植株; ; (4)(4) 由于不帶已知的病毒和由于不帶已知的病毒和病原菌病原菌, ,因此可以把這些植物的克隆在國際間進(jìn)行交換因此可以把這些植物的克隆在國際間進(jìn)行交換; ; (5)(5) 節(jié)省大量人力、節(jié)省大量人力、財力、物力。經(jīng)低溫貯藏的物種財力、物力。經(jīng)低溫貯藏的物種, ,保持了穩(wěn)

48、定的遺傳性和良好的存活率。保持了穩(wěn)定的遺傳性和良好的存活率。據(jù)報導(dǎo)據(jù)報導(dǎo), ,冷凍冷凍保存的胡蘿卜胚狀體保存的胡蘿卜胚狀體, ,在保存了在保存了1 1 年之后仍有再生成植株的能力。年之后仍有再生成植株的能力。第三十七頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.6. 6. 產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)(shngchn)(shngchn)前景前景n植物有用化合物包括植物有用化合物包括藥物、蛋白質(zhì)、脂肪藥物、蛋白質(zhì)、脂肪(zhfng)(zhfng)、糖類、橡、糖類、橡膠、香精油、色素等膠、香精油、色素等。這些化合物許多都是高等植物的次生代。這些化合物許多都是高等植物的次生代謝物謝物, ,有些化合物還不能大規(guī)模

49、地人工合成有些化合物還不能大規(guī)模地人工合成, ,而靠植物產(chǎn)生這些而靠植物產(chǎn)生這些化合物產(chǎn)量有限。因此化合物產(chǎn)量有限。因此, ,利用組織培養(yǎng)方法利用組織培養(yǎng)方法, ,培養(yǎng)植物的某些器培養(yǎng)植物的某些器官或愈傷組織官或愈傷組織, ,并篩選出并篩選出高產(chǎn)、高合成能力、生長快高產(chǎn)、高合成能力、生長快的細(xì)胞的細(xì)胞株系株系, ,以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)植物有用化合物以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)植物有用化合物, ,是一條行之有是一條行之有效的途徑。效的途徑。n近年來近年來, ,南京藥學(xué)院丁家宜利用組織培養(yǎng)生產(chǎn)出人參干粉。這是南京藥學(xué)院丁家宜利用組織培養(yǎng)生產(chǎn)出人參干粉。這是我國我國第一個第一個用組織培養(yǎng)進(jìn)行醫(yī)藥的工業(yè)化生產(chǎn)的例子。

50、用組織培養(yǎng)進(jìn)行醫(yī)藥的工業(yè)化生產(chǎn)的例子。第三十八頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞. 總之，現(xiàn)在的植物組織培養(yǎng)仍然處于發(fā)展階段，很多總之，現(xiàn)在的植物組織培養(yǎng)仍然處于發(fā)展階段，很多機(jī)理人們還沒有搞清楚，它的潛力機(jī)理人們還沒有搞清楚，它的潛力(qinl)(qinl)也遠(yuǎn)沒有發(fā)揮出也遠(yuǎn)沒有發(fā)揮出來。相信在今后的幾十年內(nèi)，組織培養(yǎng)在我國將會有更大來。相信在今后的幾十年內(nèi)，組織培養(yǎng)在我國將會有更大的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)、制藥業(yè)、加工業(yè)等方面將會發(fā)揮更大的的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)、制藥業(yè)、加工業(yè)等方面將會發(fā)揮更大的作用，創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)效益。作用，創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)效益。第三十九頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.

51、思考題思考題n1.1.愈傷組織的形態(tài)發(fā)生有哪兩種情況愈傷組織的形態(tài)發(fā)生有哪兩種情況? ?并比較各自并比較各自(gz)(gz)由此形成完整植株的不同。由此形成完整植株的不同。 n2.2.請以某種植物為例來論述其無菌苗的誘導(dǎo)、繼請以某種植物為例來論述其無菌苗的誘導(dǎo)、繼代快繁、生根培養(yǎng)及其馴化移栽過程。代快繁、生根培養(yǎng)及其馴化移栽過程。 n3.3.植物組織培養(yǎng)的主要意義有哪些？最新進(jìn)展如植物組織培養(yǎng)的主要意義有哪些？最新進(jìn)展如何？何？第四十頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.3.3.7 3.3.7 人工人工(rngng)(rngng)種子種子1.1.定義定義n人工種子（人工種子（artific

52、ial seed)artificial seed)是指通過植物組織培養(yǎng)的方法是指通過植物組織培養(yǎng)的方法獲得的具有正常發(fā)育能力的材料，外面還被有特定物質(zhì)，獲得的具有正常發(fā)育能力的材料，外面還被有特定物質(zhì)，在適宜條件下可以在適宜條件下可以(ky)(ky)發(fā)芽成苗的植物幼體。發(fā)芽成苗的植物幼體。n19781978年年，由著名的植物學(xué)家，由著名的植物學(xué)家MurashigeMurashige最早提出人工種子概最早提出人工種子概念。念。人工人工(rngng)種子種子第四十一頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.2. 人工人工(rngng)種子的優(yōu)點(diǎn)種子的優(yōu)點(diǎn)（1 1）可根據(jù)不同植物的要求配制，如可加入

53、植物激素、）可根據(jù)不同植物的要求配制，如可加入植物激素、有益微生物或抗病、抗蟲成分等，這樣獲得的人工種有益微生物或抗病、抗蟲成分等，這樣獲得的人工種子就優(yōu)越于天然種子，生產(chǎn)效率高；子就優(yōu)越于天然種子，生產(chǎn)效率高；（2 2）可以固定雜交優(yōu)勢，加速良種繁育；）可以固定雜交優(yōu)勢，加速良種繁育；（3 3）可作為植物基因工程和遺傳工程）可作為植物基因工程和遺傳工程(ychun gngchng)(ychun gngchng)的橋的橋梁；梁；（4 4）可保存珍貴品種。）可保存珍貴品種。第四十二頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.選取目標(biāo)植物選取目標(biāo)植物從適合的外植體誘導(dǎo)愈傷組織從適合的外植體誘導(dǎo)愈傷組

54、織把愈傷組織轉(zhuǎn)移到液體培養(yǎng)基把愈傷組織轉(zhuǎn)移到液體培養(yǎng)基愈傷組織在液體培養(yǎng)基中增生擴(kuò)大愈傷組織在液體培養(yǎng)基中增生擴(kuò)大愈傷組織轉(zhuǎn)移至無激素培養(yǎng)愈傷組織轉(zhuǎn)移至無激素培養(yǎng)體細(xì)胞胚體細(xì)胞胚包裹人工種皮包裹人工種皮溫室（大棚）播種溫室（大棚）播種獲取目標(biāo)植物獲取目標(biāo)植物3. 3. 人工人工(rngng)(rngng)種子制作及培養(yǎng)流程圖示種子制作及培養(yǎng)流程圖示第四十三頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.4. 4. 人工人工(rngng)(rngng)種子制作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)種子制作的關(guān)鍵環(huán)節(jié) n（1 1）制備大量的高質(zhì)量體細(xì)胞胚是人工）制備大量的高質(zhì)量體細(xì)胞胚是人工(rngng)(rngng)種種子制作的

55、前提。子制作的前提。n（2 2）體細(xì)胞胚胎發(fā)生的同步化控制。）體細(xì)胞胚胎發(fā)生的同步化控制。n（3 3）選擇合理的包埋技術(shù)。）選擇合理的包埋技術(shù)。第四十四頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞. 所謂高質(zhì)量的體細(xì)胞胚，所謂高質(zhì)量的體細(xì)胞胚，指的是體細(xì)胞胚具有指的是體細(xì)胞胚具有發(fā)育成完整小植株的能力，這就要求體細(xì)胞胚在解剖發(fā)育成完整小植株的能力，這就要求體細(xì)胞胚在解剖構(gòu)造上具有明顯構(gòu)造上具有明顯(mngxin)的胚根、胚芽的雙極性結(jié)構(gòu)，的胚根、胚芽的雙極性結(jié)構(gòu)，這是人工種子制作能否成功的關(guān)鍵所在。這是人工種子制作能否成功的關(guān)鍵所在。第四十五頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞. 人工種子的制

56、作要求胚狀體的人工種子的制作要求胚狀體的形態(tài)上大小一致，發(fā)育進(jìn)形態(tài)上大小一致，發(fā)育進(jìn)程上相似程上相似，這樣制成的人工種子其，這樣制成的人工種子其活力強(qiáng)，萌發(fā)率高?；盍?qiáng)，萌發(fā)率高。 如何對體細(xì)胞胚胎發(fā)生如何對體細(xì)胞胚胎發(fā)生(fshng)(fshng)進(jìn)行同步化控制和純進(jìn)行同步化控制和純化篩選呢？化篩選呢？（1 1）化學(xué)抑制法化學(xué)抑制法（2 2）低溫抑制法低溫抑制法（3 3）滲透壓選擇法）滲透壓選擇法（4 4）機(jī)械過篩選擇法）機(jī)械過篩選擇法（5 5）應(yīng)用植物胚性細(xì)胞分級儀）應(yīng)用植物胚性細(xì)胞分級儀第四十六頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.化學(xué)抑制法：化學(xué)抑制法：在細(xì)胞培養(yǎng)初期加入抑制在細(xì)胞

57、培養(yǎng)初期加入抑制DNADNA合成的藥合成的藥物，使細(xì)胞物，使細(xì)胞DNADNA合成暫時停止，當(dāng)除去合成暫時停止，當(dāng)除去(ch q)(ch q)DNADNA抑制劑抑制劑時，細(xì)胞開始進(jìn)入同步分裂。時，細(xì)胞開始進(jìn)入同步分裂。低溫抑制法：低溫抑制法：采用低溫處理導(dǎo)致發(fā)育停滯，形成所謂的溫采用低溫處理導(dǎo)致發(fā)育停滯，形成所謂的溫度沖擊，處理時間度沖擊，處理時間(shjin)(shjin)過后，恢復(fù)正常溫度，可以使胚性過后，恢復(fù)正常溫度，可以使胚性細(xì)胞達(dá)到同步分裂的目的。細(xì)胞達(dá)到同步分裂的目的。第四十七頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.I. I. 人造種皮人造種皮 要求：要求：能保持胚狀體的活力，利于

58、能保持胚狀體的活力，利于(ly)(ly)萌發(fā)或貯藏。如海藻萌發(fā)或貯藏。如海藻酸鈉、明膠、樹膠、瓊脂糖、淀粉及動物膠等。酸鈉、明膠、樹膠、瓊脂糖、淀粉及動物膠等。II.II. 人造胚乳人造胚乳 人工胚乳的主要成分為人工胚乳的主要成分為無機(jī)鹽、碳水化合物及蛋白質(zhì)無機(jī)鹽、碳水化合物及蛋白質(zhì)等營等營養(yǎng)物質(zhì)。養(yǎng)物質(zhì)。III.III.包埋技術(shù)包埋技術(shù)v滴注法滴注法v裝模法裝模法第四十八頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.滴注法滴注法第四十九頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.5. 人工種子的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用人工種子的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用(yngyng)前景前景n美國加州的植物遺傳公司率先申請了胡蘿卜等

59、多種植物的人工種子美國加州的植物遺傳公司率先申請了胡蘿卜等多種植物的人工種子(zhng zi)(zhng zi)的的研究專利。研究專利。n瑞士、法國的一些大公司集中研究開發(fā)蔬菜芽人工種子和胚芽生產(chǎn)。瑞士、法國的一些大公司集中研究開發(fā)蔬菜芽人工種子和胚芽生產(chǎn)。n歐洲多個國家聯(lián)合攻關(guān)的尤利卡計劃中，把人工種子的研制作為生物技?xì)W洲多個國家聯(lián)合攻關(guān)的尤利卡計劃中，把人工種子的研制作為生物技術(shù)研究的重點(diǎn)項(xiàng)目。術(shù)研究的重點(diǎn)項(xiàng)目。n我國在胡蘿卜、芹菜、黃連、苜蓿等植物的人工種子的開發(fā)應(yīng)用上我國在胡蘿卜、芹菜、黃連、苜蓿等植物的人工種子的開發(fā)應(yīng)用上也獲得了階段性成果。也獲得了階段性成果。 正因?yàn)槿斯しN子在生產(chǎn)

60、和科學(xué)研究中具有重要意義，所以正因?yàn)槿斯しN子在生產(chǎn)和科學(xué)研究中具有重要意義，所以國內(nèi)外都非常重視該領(lǐng)域的研究。國內(nèi)外都非常重視該領(lǐng)域的研究。人工種子的產(chǎn)生是對植物傳統(tǒng)繁殖人工種子的產(chǎn)生是對植物傳統(tǒng)繁殖(fnzh)(fnzh)方式的革命。方式的革命。第五十頁，共一百一十四頁。-植物組織培養(yǎng)與細(xì)胞.3.3.8 3.3.8 植物組織植物組織(zzh)(zzh)與器官的生物反應(yīng)器培養(yǎng)與器官的生物反應(yīng)器培養(yǎng) 生物反應(yīng)器技術(shù)生物反應(yīng)器技術(shù)是植物組織或器官培養(yǎng)生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物走是植物組織或器官培養(yǎng)生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物走向工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)。與適用于微生物、植物細(xì)胞培向工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)。與適用于微生