概述-植物組織培養(yǎng)技術(shù)概論課件

1、植株組織培養(yǎng)技術(shù)寧夏防沙治沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院適用對(duì)象：高職專業(yè)教學(xué)內(nèi)容1、植物組織培養(yǎng)概述2、植物組織培養(yǎng)室的設(shè)計(jì)、建造及管理3、培養(yǎng)基的配制及滅菌4、無(wú)菌操作技術(shù)5、植物組織培養(yǎng)應(yīng)用實(shí)操（植物脫毒技術(shù)、植物快繁技術(shù)、試管苗的馴化移栽等）6、組培苗工廠化生產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)與管理概 述學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握植物組織培養(yǎng)的基本概念理解植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)掌握植物組織培養(yǎng)的途徑及類型了解植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用有性繁殖無(wú)性繁殖扦插嫁接壓條一、植物組織培養(yǎng)的定義植物組織培養(yǎng)（plant tissue culture)是指利用植物體的器官、組織、細(xì)胞、愈傷組織及原生質(zhì)體，通過(guò)無(wú)菌操作接種到人工培養(yǎng)基上(medium)，在一定的光

2、照和溫度條件下進(jìn)行培養(yǎng)，使其形成完整的植株。（二）奠基階段（從20世紀(jì)30年代末到50年代中）： 1934年，懷特（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，積雷瑞特（Gautherete）培養(yǎng)胡蘿卜根外植體成功。 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)成為一門新興學(xué)科。 1952-1958年：美國(guó)科學(xué)家斯圖爾德（Steward F.C.）等人 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)育成完整植株。證實(shí)了植物細(xì)胞“全能性”學(xué)說(shuō)。1964年，印度學(xué)者古巴（Cuba）和馬斯瓦瑞（

3、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。1960年，莫雷爾（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”。 理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞具有全能性（totipotency)。全能性：是指植物體內(nèi)任何具有完整的細(xì)胞核的細(xì)胞都包含著該物種的全部遺傳信息，并具有發(fā)育成完整植株的能力。對(duì)于植物細(xì)胞來(lái)說(shuō),不僅受精卵,體細(xì)胞也具有全能性.植物細(xì)胞表達(dá)全能性大小是受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞已分化的動(dòng)物體細(xì)胞的全能性是受限制的,但細(xì)胞核仍具有全能性.全能性只不過(guò)是一種潛能性.實(shí)現(xiàn)植物細(xì)胞全能性必須具備

4、的條件：體細(xì)胞與完整植株分離，脫離完整植株的控制；創(chuàng)造理想的適宜細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的環(huán)境。三、植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)離體的植物器官、組織、細(xì)胞 脫分化 愈傷組織 植物全能性的表達(dá)根、芽 胚狀體游離單細(xì)胞或原生質(zhì)體再生植株 人工種子植物細(xì)胞的分化：是指?jìng)€(gè)體發(fā)育過(guò)程中，不同部位的細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生改變，形成不同組織或器官。植物細(xì)胞的脫分化：也稱去分化，是指離體條件下生長(zhǎng)的細(xì)胞、組織或器官逐漸失去原來(lái)的結(jié)構(gòu)和功能而恢復(fù)分生能力，形成無(wú)組織結(jié)構(gòu)的細(xì)胞團(tuán)或愈傷組織的過(guò)程。植物細(xì)胞的再分化：是由脫分化形成的愈傷組織重新分化出特定細(xì)胞、組織和器官的過(guò)程。比較內(nèi)容脫分化再分化過(guò)程外植體愈傷組織愈傷組織幼苗

5、形成體特點(diǎn)排列疏松、高度液泡化的薄壁細(xì)胞有根、芽需要條件a.離體b.適宜的營(yíng)養(yǎng)c.生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素的比例適中d.不需光a.離體b.適宜的營(yíng)養(yǎng)c.生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素的比例高或低誘導(dǎo)生芽或生根d.光照植物組織進(jìn)行脫分化和再分化的分化過(guò)程（二）植物組織培養(yǎng)的類型1、按培養(yǎng)的外植體劃分按照培養(yǎng)的外植體劃分植株培養(yǎng)細(xì)胞培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng)組織培養(yǎng)愈傷組織培養(yǎng)器官培養(yǎng)胚胎培養(yǎng)植株培養(yǎng)對(duì)幼苗及較大的植株培養(yǎng)（扦插培養(yǎng)、種子苗培養(yǎng)）胚胎培養(yǎng)包括胚乳培養(yǎng)、胚珠培養(yǎng)、胚培養(yǎng)、未成熟的種胚培養(yǎng) 牡丹成熟胚的離體培養(yǎng)與快速繁殖Mature embryo culture and rapid propagation of

6、tree peony器官培養(yǎng)包括離體根、莖、葉、果實(shí)、種子、花器官的培養(yǎng)花燭葉片離體快速繁殖愈傷組織培養(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。組織培養(yǎng)對(duì)各種組織進(jìn)行培養(yǎng)，如分生組織培養(yǎng)、薄壁組織培養(yǎng)等植物細(xì)胞大量培養(yǎng)工藝流程示意圖原生質(zhì)體培養(yǎng)指對(duì)通過(guò)機(jī)械、化學(xué)等方法去掉細(xì)胞壁后所獲得的原生質(zhì)體進(jìn)行培養(yǎng)。非洲紫羅蘭原生質(zhì)體分離、培養(yǎng)及植株再生2、按所用培養(yǎng)基類型劃分所用培養(yǎng)基類型劃分液體培養(yǎng)固體培養(yǎng)固體培養(yǎng)：培養(yǎng)基中添加凝固劑。液體培養(yǎng)：培養(yǎng)基中不添加凝固劑（靜止培養(yǎng)、旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)、紙橋培養(yǎng)、振蕩培養(yǎng)）固體培養(yǎng)：

7、液體培養(yǎng)體胚液體培養(yǎng) 不同類型液體培養(yǎng)裝置紙橋培養(yǎng)法3、按培養(yǎng)方法劃分按培養(yǎng)方法劃分單細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞懸浮培養(yǎng)細(xì)胞懸浮培養(yǎng)：用液體培養(yǎng)基對(duì)保持良好的分散狀態(tài)的單個(gè)細(xì)胞或小的細(xì)胞聚集在搖床上進(jìn)行培養(yǎng)的方法。單細(xì)胞培養(yǎng)：?jiǎn)渭?xì)胞培養(yǎng)可分為看護(hù)培養(yǎng)（是指用一塊活躍生長(zhǎng)的愈傷組織來(lái)看護(hù)單個(gè)細(xì)胞，使其持續(xù)分裂和增殖的一種培養(yǎng)方法。這塊愈傷組織被稱為看護(hù)組織）、平板培養(yǎng)、微室培養(yǎng)。平板培養(yǎng)微室培養(yǎng)4、按培養(yǎng)過(guò)程劃分按培養(yǎng)過(guò)程劃分繼代培養(yǎng)初代培養(yǎng)初代培養(yǎng)：即將從植物體上分離下來(lái)的外植體進(jìn)行第一次培養(yǎng)。繼代培養(yǎng)：初代培養(yǎng)后的某一階段，將培養(yǎng)物轉(zhuǎn)移到配方相同的新鮮培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)初代培養(yǎng)繼代培養(yǎng)（一）快速繁殖（應(yīng)用于

8、無(wú)性繁殖作物及不易繁殖作物的快速繁殖） 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。五、植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用園藝植物種苗工廠化生產(chǎn)蘭科植物生產(chǎn)ABECFG花燭屬植物厥類植物（二）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)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。virus-freetissue莖尖培養(yǎng)脫毒（三）培育新品種花粉花藥培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體；胚乳培養(yǎng)產(chǎn)生三倍體；胚培養(yǎng)拯救雜種胚克服遠(yuǎn)緣雜交障礙；原生質(zhì)體培養(yǎng)進(jìn)行體細(xì)胞雜交；植物體細(xì)胞無(wú)性系變異誘導(dǎo)和篩選；用于植物基因轉(zhuǎn)移操作等。 花粉、花藥培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體植株potatotomatopomato泡馬豆（四）種質(zhì)資源的保存 繁殖量大，省空間，保存時(shí)間長(zhǎng)。（五）次生代謝物的生產(chǎn) 用植物懸浮細(xì)胞和固定化細(xì)胞技術(shù)生產(chǎn)有用的次生代謝產(chǎn)物?？梢岳弥参锝M織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)某些細(xì)胞產(chǎn)物,如蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。（六）人工種子 植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽或腋芽,包上人工種皮就可以形成人工種子。下圖是人工種子的結(jié)構(gòu)示意圖