植物組織培養(yǎng)重點(diǎn)

5/5植物組織培養(yǎng)重點(diǎn)名詞解釋

1.外植體：由活植物體上切取下來的可以用于組織培養(yǎng)的組織或器官。

2.愈傷組織：在人工培養(yǎng)基上由外植體長(zhǎng)出來的一團(tuán)無序生長(zhǎng)的薄壁細(xì)胞（細(xì)胞排列疏松、

無規(guī)則）。

3.植物細(xì)胞的脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，又稱去分化。

4.植物細(xì)胞的再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等器官的過程。

5.試管苗的玻璃化

植物組培玻璃化苗的1、葉和嫩梢呈水晶透明或半透明水漬狀；

2、整株矮化腫脹、失綠；

3、葉片皺縮成縱向卷曲，脆弱易碎；

4、葉表缺少角質(zhì)層蠟質(zhì)，沒有功能性氣孔，不具柵欄組織，僅有海

綿組織。

玻璃化現(xiàn)象的預(yù)防措施：

1、適當(dāng)控制培養(yǎng)基中無機(jī)鹽濃度

2、適當(dāng)控制培養(yǎng)基中蔗糖和瓊脂濃度

3、適當(dāng)降低細(xì)胞分裂素和赤霉素濃度

4、增加自然光照，控制光照時(shí)間

5、改善培養(yǎng)皿的氣體交換狀況

6、控制好溫度

7、在培養(yǎng)基中添加其他物質(zhì)

6.胚性感受態(tài)：體胚發(fā)生的相對(duì)容易程度。

7.人工種子又稱合成種子或體細(xì)胞種子。任何一種繁殖體，無論是在涂膜膠囊中包裹的、裸露的或經(jīng)過干燥的，只要能夠發(fā)育成完整的植株，均可稱人工種子。

8.微室培養(yǎng)法：即將細(xì)胞培養(yǎng)在很少量的培養(yǎng)基中。

9.看護(hù)培養(yǎng)法：指用一塊活躍生長(zhǎng)的愈傷組織來看護(hù)單個(gè)細(xì)胞，并使其生長(zhǎng)和增殖的方法。

10.植板效率：已形成細(xì)胞團(tuán)的百分?jǐn)?shù)，即每100個(gè)鋪在平板上的細(xì)胞中有多少個(gè)長(zhǎng)出細(xì)胞團(tuán)。

11.試管外生根：將生根誘導(dǎo)與馴化培養(yǎng)結(jié)合在一起.

試管內(nèi)生根：莖芽生根誘導(dǎo)有2條途徑，其中一途徑為試管內(nèi)生根，在試管內(nèi)誘導(dǎo)枝條生根叫試管內(nèi)生根

12.植物離體保存：將離體培養(yǎng)的植物細(xì)胞、組織、器官或試管苗，保存于人工環(huán)境下，一般需要在低溫或超低溫條件下進(jìn)行，以抑制其生長(zhǎng)，達(dá)到長(zhǎng)期保存的目的。

13．超低溫保存：低溫從4℃往下推，－80℃（干冰溫度），－196℃以下的低溫稱為超低溫。

問答題

1.母液：為了避免每次配制培養(yǎng)基都要對(duì)幾十種化學(xué)藥品進(jìn)行稱量，將培養(yǎng)基中的各種成分按質(zhì)量的特定倍數(shù)稱量配制成的濃縮液。

2.植物激素

⑴生長(zhǎng)素類

生長(zhǎng)素主要促進(jìn)細(xì)胞分裂的生長(zhǎng)，促進(jìn)細(xì)胞脫分化，有利于誘導(dǎo)愈傷組織的產(chǎn)生，生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素同時(shí)使用有協(xié)調(diào)作用，在離體培養(yǎng)分化調(diào)節(jié)中，生長(zhǎng)素促進(jìn)根的形成抑制芽的形成，液體培養(yǎng)中利于體細(xì)胞胚胎發(fā)生。常用IAA、IBA、NAA、2,4-D。

⑵細(xì)胞分裂素類：促進(jìn)細(xì)胞分裂和擴(kuò)大，調(diào)解器官分化，延緩組織衰老，增強(qiáng)蛋白質(zhì)合成，能改善其它激素作用，離體培養(yǎng)中，促進(jìn)不定芽的發(fā)生，與生長(zhǎng)素協(xié)調(diào)作用可有效控制培養(yǎng)物的生長(zhǎng)與分化。常用6-BA、ZT、KT、2iP。

⑶赤霉素類：促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)生長(zhǎng)、誘導(dǎo)花芽形成、打破種子休眠以及誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí)等生理功能。有20多種，目前主要是赤霉酸GA3。離體培養(yǎng)下，還與生長(zhǎng)素協(xié)調(diào)作用對(duì)形成層分化有影響，刺激體細(xì)胞胚進(jìn)一步發(fā)育成植株。

（4）脫落酸：對(duì)某些植物體細(xì)胞胚發(fā)生的特異基因表達(dá)起調(diào)控作用，激活相關(guān)基因的表達(dá)，大量合成貯藏蛋白、晚期胚胎豐富蛋白和少量胚胎發(fā)生特異性蛋白。通常低濃度促進(jìn)體細(xì)胞胚發(fā)生，高濃度抑制體細(xì)胞胚的發(fā)生。

3.芽的增殖途徑

（一）通過愈傷組織

利用植物細(xì)胞在培養(yǎng)中無限增殖的可能性以及它們的全能性，可以對(duì)若干種植物類型進(jìn)行快速繁殖。由這些植物的器官或組織誘導(dǎo)形成的愈傷組織，通過器官發(fā)生或體細(xì)胞胚胎發(fā)生都可以分化出植株。

（二）不定芽形成：產(chǎn)生不定芽的器官：根（福祿考屬植物、蘋果的某些無性系、懸鉤子屬植物）、鱗莖（風(fēng)信子—基部受傷以后）、葉（秋海棠、天竺葵等）。通過培養(yǎng)基中適當(dāng)配比激素的影響，就是那些在正常情況下不能進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)繁殖的植物，如蕓苔屬

植物、除蟲菊、亞麻以及番茄等，也能由葉段和莖段上長(zhǎng)出不定芽來。

（三）增強(qiáng)腋芽生枝能力

（四）單節(jié)段扦插：在某些植物中，通過調(diào)節(jié)培養(yǎng)基中的激素組成還不能使腋芽由頂端優(yōu)勢(shì)下解放出來，原來存在于外植體上的芽只能長(zhǎng)成一個(gè)不分枝的莖。在這種情況下，則須將待繁殖的枝條剪成單節(jié)莖段，接種在培養(yǎng)基上，過一定時(shí)間成苗后，再將它剪成單節(jié)莖段，經(jīng)繼代培養(yǎng)后又可成苗。

（五）原球莖：1960年，Morel提出了一個(gè)離體無性繁殖蘭花的方法，繁殖系數(shù)極高。當(dāng)把蘭花離體莖尖進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，它們不是長(zhǎng)成帶葉的枝條，而是形成一個(gè)扁球狀體，基部著生假根。在莖尖培養(yǎng)中，這種原球莖起源于葉片的表皮或下表皮細(xì)胞。某些原球莖還能進(jìn)行增殖，形成原球莖叢，其中最多可包含十幾個(gè)原球莖。

4．原生質(zhì)體融合方法：

1、自發(fā)融合

2、誘發(fā)融合（物理和化學(xué)方法）：1、NaNO3法：NaNO3的作用：中和質(zhì)膜的負(fù)電荷，使原生質(zhì)體不再相互排斥，而緊密結(jié)合在一起。不足：誘導(dǎo)頻率不高。

2、高pH-高Ca離子法：優(yōu)點(diǎn)：雜種產(chǎn)量高。不足：高pH值

對(duì)細(xì)胞有毒害作用。

3、PEG法：PEG是一種帶負(fù)電性的高分子化合物，在原生質(zhì)體融合中起到一種橋梁作用，可以使原生質(zhì)體凝聚。在洗脫過程中，PEG將被洗掉，導(dǎo)致質(zhì)膜表面電荷重排。粘連的質(zhì)膜大面積緊密相連，電荷的重排導(dǎo)致一個(gè)原生質(zhì)體的負(fù)性電荷部位與另一原生質(zhì)體的正性電荷部位相連而導(dǎo)致融合。①融合頻率高②可重復(fù)性強(qiáng)③誘發(fā)融合無特異性④毒性較低

4、電融合法原理：①交流電場(chǎng)使原生質(zhì)體表面電荷偶極化，沿著電極排列，形成串珠。

②施加直流電場(chǎng)后，形成串珠的原生質(zhì)體在質(zhì)膜接觸處發(fā)生穿孔，開始遺傳物質(zhì)的交

流。

5.褐變是指外植體在培養(yǎng)過程中體內(nèi)的多酚氧化酶被激后活，使細(xì)胞內(nèi)的酚類物質(zhì)氧化成棕褐色醌類物質(zhì)，這種致死性的褐化物不但向外擴(kuò)散致使培養(yǎng)基逐漸變成褐色，而且還會(huì)抑制其他酶的活性，嚴(yán)重影響外植體的脫分化和器官分化，最后變褐而死亡的現(xiàn)象。

褐變的產(chǎn)生：1.植物種類：一般木本植物，單寧、色素含量高的植物易發(fā)生褐變

2.外植體的生理狀態(tài)：一般幼齡材料，幼嫩器官和組織，春季取外植體，褐變

發(fā)生較輕

3.培養(yǎng)基的成分：培養(yǎng)基中的細(xì)胞分裂素類如6-BA或KT促進(jìn)褐變發(fā)生，而

生長(zhǎng)素類如IAA可減輕褐變發(fā)生。

4.材料轉(zhuǎn)移時(shí)間

5.基因型

褐變的防止措施：1、選擇適宜的外植體及最佳培養(yǎng)基：適當(dāng)降低培養(yǎng)基無機(jī)鹽濃度，降低PH值，降低細(xì)胞分裂素水平等，可顯著減輕培養(yǎng)物褐變

2、連續(xù)轉(zhuǎn)移

3、加抗氧化劑：如硫代硫酸鈉、抗壞血酸

4、加多胺類物質(zhì)：如精胺、亞精胺

5、加活性碳

6.為什么要進(jìn)行試管苗的馴化移栽？

1、試管苗移栽是組織培養(yǎng)過程的重要環(huán)節(jié)，這個(gè)工作環(huán)節(jié)做不好，就會(huì)造成前功盡棄。為了做好試管苗的移栽，應(yīng)該選擇合適的基質(zhì)，并配合以相應(yīng)的管理措施。

2、必須通過煉苗，例如通過控水、減肥、增光、降溫等措施，使她們逐漸地適應(yīng)外界環(huán)境，從而使生理、形態(tài)、組織上發(fā)生相應(yīng)的變化，使之更適合于自然環(huán)境，保證試管苗移栽成功。

3、從葉片上看，試管苗的角質(zhì)層不發(fā)達(dá)，葉片通常沒有表皮毛，或較少表皮毛，甚至葉片上出現(xiàn)了大量的水孔，氣孔的數(shù)量大小也超過普通苗。所以，試管苗更適合于高濕的環(huán)境生長(zhǎng)，當(dāng)將它們移栽到試管外環(huán)境時(shí)，試管苗失水率會(huì)很高，容易死亡。因此，為了改善情況，要經(jīng)過與外界相適應(yīng)的馴化處理，通常采取的措施有：對(duì)外界要增加濕度、減弱光照；對(duì)試管內(nèi)要通透氣體、增施二氧化碳肥料、逐步降低空氣濕度等。

4、對(duì)栽培馴化基質(zhì)要進(jìn)行滅菌是因?yàn)樵嚬苊缭跓o菌的環(huán)境中生長(zhǎng)，對(duì)外界細(xì)菌、真菌的抵御能力極差。為了提高其成活率，在培養(yǎng)基質(zhì)中可摻入75%的百菌清可濕性粉劑200-500倍液，以進(jìn)行滅菌處理。

7.外植體的選擇：

原則：1.易于離體培養(yǎng)的種類、品種、類型；

2.生產(chǎn)上或研究上意義比較大的種類、品種、類型

考慮因素：1.外植體的類型:(莖尖)生長(zhǎng)速度快,遺傳穩(wěn)定,無病毒分布,但材料有限.為此莖段

也是重要來源.(葉片)采用幼嫩的葉片較好.(花蕾)在花誘導(dǎo)之前

細(xì)胞的脫分化容易發(fā)生,故外植體常取發(fā)育早期階段的花即花

蕾.(胚)大多數(shù)花卉都可用胚培養(yǎng)的方式進(jìn)行快繁.

2.年齡和著生部位:植株的生理年齡越小,外植體的再生能力越強(qiáng),培養(yǎng)成功的可

能性越大.同一植株上接近基部的枝條,生理年齡越小

3.取材季節(jié)和時(shí)間:對(duì)培養(yǎng)材料的啟動(dòng)和培養(yǎng)至關(guān)重要.一般在生長(zhǎng)季夏季

4.大小(大:不易滅菌小:不易成活):一般0.5-1厘米脫毒培養(yǎng)0.2-0.5厘米

污染原因:1.病原菌污染(細(xì)菌,真菌)

2.外植體、培養(yǎng)基、培養(yǎng)器皿帶菌

3.操作人員未遵守操作規(guī)程。

污染預(yù)防措施：1.防止材料帶菌

2.防止用具帶菌

3.操作室要處于無菌狀態(tài)

4.操作人員要按照操作程序進(jìn)行

8.影響花藥誘導(dǎo)頻率的因素

①花粉發(fā)育時(shí)期是影響培養(yǎng)效果的重要因素。

對(duì)多數(shù)植物來說，單核中期或晚期的花粉最容易形成花粉胚或花粉愈傷組織。

②花藥供體植株的生長(zhǎng)條件、年齡、基因型對(duì)花藥培養(yǎng)反應(yīng)的影響是很大的。

不同季節(jié)、栽培環(huán)境、不同部位的花蕾，其花粉的生理狀態(tài)不同。多數(shù)情況下幼年植株優(yōu)于老年植株。

③培養(yǎng)基是花藥培養(yǎng)中影響花粉啟動(dòng)和再分化的重要條件。

1）基本培養(yǎng)基：關(guān)于水稻、小麥的花藥培養(yǎng)基，在N6培養(yǎng)基上，水稻花粉的出愈率大幅度提高。C17和W14培養(yǎng)基，它們可以大幅度提高小麥的花藥出愈率。

2）培養(yǎng)基中的植物生長(zhǎng)物質(zhì)的種類會(huì)影響花粉發(fā)育的途徑

3）培養(yǎng)基中糖的種類對(duì)花粉胚的誘導(dǎo)和分化重要影響。

4）氮源和硝酸銀

5）其他成分和pH值

6）活性炭

④逆境處理對(duì)小孢子胚胎發(fā)生的誘導(dǎo)作用（低溫、熱激、γ射線處理、秋水仙素處理、營(yíng)養(yǎng)饑餓、重金屬脅迫）。低溫預(yù)處理可以提高花粉胚的誘導(dǎo)頻率，培養(yǎng)溫度是影響花藥反應(yīng)的一個(gè)重要因素。較高的溫度雖能誘導(dǎo)較高頻率的花粉愈傷組織，但愈傷組織分化白化苗的頻率也高?？刂婆囵B(yǎng)溫度仍是減少白化苗的一個(gè)有效措施。

附加題

1.植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用：（育種？舉例）

快繁：人工種子、莖尖培養(yǎng)

脫毒：微芽嫁接、莖尖培養(yǎng)

克服雜交不親和：花藥培養(yǎng)、細(xì)胞融合

種質(zhì)資源保存和交換：愈傷組織培養(yǎng)、莖尖培養(yǎng)

3.植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡(jiǎn)史:

1.Haberlandt(德國(guó))：觀點(diǎn):高等植物的組織和器官可以分割成單個(gè)細(xì)胞

貢獻(xiàn)：提出細(xì)胞全能