《菊花的組織培養(yǎng)》

專題3植物組織培養(yǎng)技術(shù)

導(dǎo)課：通過必修課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)了解到大多綠色開花植物都是靠種子來繁殖的。那么，有沒有不用種子來培育植物的方法呢？組織培養(yǎng)營養(yǎng)繁殖扦插嫁接壓條

組織培養(yǎng)：如胡蘿卜韌皮部培養(yǎng)成的植株菊花是菊科菊花屬多年生宿根草本植物，原產(chǎn)于我國。它花色繁多，品種豐富，具有很強的觀賞價值，是目前世界上栽培最廣的切花及盆花之一.它的繁殖可以用播種法、扦插法，分株法、組織培養(yǎng)法。在種苗生產(chǎn)上運用最廣泛的方法是扦插和組織培養(yǎng)。菊花的組織培養(yǎng)什么叫細(xì)胞分化？其實質(zhì)是什么?什么叫脫（去）分化、再分化？愈傷組織的細(xì)胞有什么特點？如何控制細(xì)胞的脫分化與去分化？5.植物組織培養(yǎng)的過程是怎樣的？·閱讀32頁解決下列問題：一、植物組織培養(yǎng)的基本過程：一、基礎(chǔ)知識（一）、植物的組織培養(yǎng)1.細(xì)胞的分化概念：在個體發(fā)育中，相同細(xì)胞的后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程特點：持久性，穩(wěn)定性，不可逆性原因：基因在特定的時間和空間條件下的選擇性表達(dá)的結(jié)果(不同細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同）

結(jié)果：形成不同的組織和器官

細(xì)胞的全能性①定義：生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個體的潛能的特性②原因：生物體的每一個細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因高度特化的動物細(xì)胞，從整個細(xì)胞來說，全能性受到限制。但它的細(xì)胞核仍然保持著全能性，這是因為細(xì)胞核內(nèi)含有該物種遺傳性所需要的遺傳物質(zhì)已分化的植物細(xì)胞，仍具有全能性③實例受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞④全能性的比較:練習(xí)：下列實例中能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是()①用培養(yǎng)基培養(yǎng)的胡蘿卜單個細(xì)胞發(fā)育成了可育的植株②植物用種子進(jìn)行繁殖③用煙草組織培養(yǎng)的單個組織培育出了可育的完整植株A、①②B、①③

C、②③D、①②③B脫分化：再分化：

細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則,是高度液泡化的無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程脫分化產(chǎn)生的愈傷組織經(jīng)過培養(yǎng)，分化成根或芽等器官的過程。外植體：用于離體培養(yǎng)的器官或組織愈傷組織:2.植物組織培養(yǎng)的基本過程人參的愈傷組織菠蘿的愈傷組織二、影響植物組織培養(yǎng)的因素：1、外植體的選取

不同植物的組織培養(yǎng)的難度不同同一種植物材料，材料的年齡、保存時間的長短等也會影響實驗結(jié)果。未開花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝2、離體組織和細(xì)胞對營養(yǎng)、環(huán)境等條件的要求相對特殊，需配置適宜的培養(yǎng)基MS培養(yǎng)基主要成分包括：A、大量元素:N、P、S、K、Ca、Mg等B、微量元素:B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co等C、有機物、植物激素提供植物細(xì)胞生活所必需的無機鹽蔗糖提供能量，維持正常的滲透壓討論：你能說出各種營養(yǎng)物質(zhì)的作用嗎？同專題2中微生物培養(yǎng)基的配方相比，MS培養(yǎng)基的配方有哪些明顯的不同？答：微量元素和大量元素提供植物細(xì)胞生活所必需的無機鹽；蔗糖提供碳源，同時能夠維持細(xì)胞的滲透壓；甘氨酸、維生素等物質(zhì)主要是為了滿足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產(chǎn)生的特殊營養(yǎng)需求。微生物培養(yǎng)基以有機營養(yǎng)為主。與微生物的培養(yǎng)不同，MS培養(yǎng)基則需提供大量無機營養(yǎng)，無機鹽混合物包括植物生長必須的大量元素和微量元素兩大類。

①常用的植物激素：生長素、細(xì)胞分裂素和赤霉素生長素類：2，4－二氯苯氧乙酸（2，4－D）、吲哚乙酸（IAA）、萘乙酸（NAA）、吲哚丁酸（IBA）細(xì)胞分裂素類：激動素（KT）、6－芐基嘌呤（6－BA）、玉米素（ZT）赤霉素類：赤霉酸（GA3）3、植物激素的影響②生長素和細(xì)胞分裂素作用植物中生長素和細(xì)胞分裂素是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。在生長素存在的情況下，細(xì)胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強的趨勢使用順序?qū)嶒灲Y(jié)果先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞分裂，但不利分化先使用細(xì)胞分裂素后使用生長素細(xì)胞既分裂也分化同時使用分化頻率高不同植物激素使用量生長素/細(xì)胞分裂素比值結(jié)果比值高時促根分化，抑芽形成比值低時促芽分化，抑根形成比值適中促進(jìn)愈傷組織生長③生長素和細(xì)胞分裂素同時使用，用量的比例對植物細(xì)胞發(fā)育方向的影響4、pH、溫度、光照（菊花組培）

pH=5.8

溫度控制在18—22℃

每日光照12h6、消毒在培養(yǎng)的整個過程中，都需要是一個無菌環(huán)境植物組織培養(yǎng)過程:離體組織或細(xì)胞植物體脫分化細(xì)胞分裂素≈生長素愈傷組織芽根細(xì)胞分裂素>生長素細(xì)胞分裂素<生長素再分化植物細(xì)胞培養(yǎng)不需要光需要光1、培育無病毒植株2、培養(yǎng)紫草愈傷組織,提取紫草素（治療燙傷和割傷的藥物以及染料和化妝品的原料）4、基因工程中亦需用到植物組織培養(yǎng)的方法4、植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用：3、誘導(dǎo)離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu)，包裹上人造種皮，制成人工種子，可以解決有些作物品種繁殖能力差，結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題人工種子練習(xí)下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的敘述,正確的是()A.經(jīng)脫分化和再分化過程形成的幼芽細(xì)胞不具有細(xì)胞全能性B.愈傷組織的細(xì)胞喪失分裂能力,處于高度分化狀態(tài)C.利用纖維素酶和果膠酶去除外植體的細(xì)胞壁有利于脫分化的發(fā)生D.培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素的比例將影響愈傷組織分化的方向D二、實驗操作（一）制備MS固體培養(yǎng)基

MS培養(yǎng)基包括20多種營養(yǎng)成分，實驗室一般使用4。C保存配制好的培養(yǎng)基母液來制備1、配置各種母液

①無機物中大量元素濃縮10倍，微量元素濃縮100倍，常溫保存

②激素類、維生素類以及用量較小的有機物一般可按1mg/ml的質(zhì)量濃度單獨配制成母液

③用母液配制培養(yǎng)基時，需要根據(jù)各種母液的濃縮倍數(shù)，計算用量2、配制培養(yǎng)基

分裝到錐形瓶中，每瓶分裝50ml或100ml①配制培養(yǎng)液②調(diào)PH③培養(yǎng)基的分裝

由于菊花的莖段的組織培養(yǎng)比較容易，因此不必添加植物激素3、滅菌

分裝好的培養(yǎng)基連同其他器械一起進(jìn)行高壓蒸汽滅菌1、選材：菊花莖段，取生長旺盛的嫩枝（二）外植體消毒2、消毒①流水沖洗

菊花莖段用流水沖洗后可少許洗衣粉，用軟刷輕輕刷洗，刷洗后在流水下沖洗20min左右②酒精處理

用無菌吸水紙吸干外植體表面的水分，放入體積分?jǐn)?shù)為70％的酒精中搖動2－3次，持續(xù)6－7s，立即將外植體取出，在無菌水中清洗③消毒液處理

取出后用無菌吸水紙吸干外植體表面的水分，放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％的氯化汞溶液中1－2min，取出后在無菌水中至少清洗3次，漂凈消毒液（三）接種污染的主要來源是空氣中的細(xì)菌和孢子，接種室消毒是至關(guān)重要的。用70％的酒精噴霧使空氣消毒，酒精或新潔爾滅搽洗工作臺并用紫外線照射20分鐘1、接種室消毒2、無菌操作要求操作要在酒精燈火焰旁完成，每次使用器械后，都需要用火焰灼燒滅菌，接種后立即蓋好瓶蓋。3、材料的切取和接種4、接種注意事項①每接種一塊外植體前，鑷子需放入體積分?jǐn)?shù)為75％的酒精溶液中消毒一次，然后在酒精燈火焰上燒一遍，冷卻后再接種②外植體在培養(yǎng)基中要分布均勻，放置外植體數(shù)量根據(jù)錐形瓶的大小確定，一般胡蘿卜3－4塊，菊的莖或葉6－8塊，也不要太少，以充分利用培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分和光照條件③插入時應(yīng)注意方向，不要倒插。莖段、莖尖基部插入培養(yǎng)基利于吸收水分和養(yǎng)分思考：你打算做幾組重復(fù)？你打算設(shè)置對照實驗嗎？答：每種材料或配方至少要做一組以上的重復(fù)。設(shè)置對照實驗可以取用一個經(jīng)過滅菌的裝有培養(yǎng)基的錐形瓶，與接種操作后的錐形瓶一同培養(yǎng)，用以說明培養(yǎng)基制作合格，沒有被雜菌污染。（四）培養(yǎng)1、愈傷組織的培養(yǎng)從接種外植體到出現(xiàn)愈傷組織需經(jīng)過2周時間。2周之內(nèi)可以看到外植體上逐漸長出乳白色或黃白色的瘤狀愈傷組織。首次培養(yǎng)愈傷組織時，恒溫箱的門應(yīng)該關(guān)閉不必見光，因為在無光條件下愈傷組織長的更快。2周后，培養(yǎng)基成分接近耗盡，必須更換培養(yǎng)基，進(jìn)行繼代培養(yǎng)繼代培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基與培養(yǎng)愈傷組織的相同，在嚴(yán)格的無菌條件下，將愈傷組織連同原來的外植體一起移到新培養(yǎng)基上。愈傷組織的繼代培養(yǎng)一代為20d。如果延長時間，培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)減少，外植體會分泌有毒物質(zhì)，造成自身中毒。如果愈傷組織長到直徑為1－1.5cm時，就可以進(jìn)行試管苗培養(yǎng)，否則還需進(jìn)行第二代繼代培養(yǎng)2、愈傷組織的繼代培養(yǎng)在愈傷組織繼代培養(yǎng)期間，將恒溫箱的門打開，讓愈傷組織見光，愈傷組織見光后顏色可以轉(zhuǎn)為綠色3、試管苗的培養(yǎng)當(dāng)愈傷組織長到一定大小后，可以更換培養(yǎng)基，進(jìn)行試管苗的見光培養(yǎng)（五）移栽移栽生根的菊花試管苗之前，應(yīng)先打開培養(yǎng)瓶的封口膜，讓試管苗在培養(yǎng)間生長幾日1、打開封口膜2、清洗轉(zhuǎn)移用流水清洗根部的培養(yǎng)基，將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境下生活一段時間（六）栽培3、移栽珍珠巖：固體基質(zhì)型，含水量高、蓄水性強、透