概述-植物組織培養(yǎng)技術(shù)概論

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、建造及管理3、培養(yǎng)基的配制及滅菌4、無菌操作技術(shù)5、植物組織培養(yǎng)應(yīng)用實操（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)（planttissueculture)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，通過無菌操作接種到人工培養(yǎng)基上(medium)，在一定的光照和溫度條件下進(jìn)行培養(yǎng)，使其形成完整的植株。

植物組織培養(yǎng)是二十世紀(jì)發(fā)展起來的新技術(shù)。它的發(fā)展經(jīng)歷了四個發(fā)展階段：（一）萌芽階段（從20世紀(jì)初到30年代中）：

1902年德國植物生理學(xué)家哈伯蘭特（Haberlandt）提出細(xì)胞全能性概念，并首次進(jìn)行離體細(xì)胞培養(yǎng)，但沒有成功。

1904年，漢寧（Hanning）最先成功地培養(yǎng)了蘿卜和辣根菜的胚。1922年，克努森（Knudson）采用胚培養(yǎng)法獲得大量蘭花幼苗。二、植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史（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活躍生長的無性繁殖系，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，標(biāo)志組織培養(yǎng)成為一門新興學(xué)科。1952-1958年：美國科學(xué)家斯圖爾德（StewardF.C.）等人用胡蘿卜根的細(xì)胞懸浮培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)單個細(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。證實了植物細(xì)胞“全能性”學(xué)說。（三）快速發(fā)展和應(yīng)用階段（從20世紀(jì)50年代末到現(xiàn)在）

1960年以來組織培養(yǎng)理論、實踐、技術(shù)和方法不斷完善和發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于生物學(xué)的許多分支學(xué)科。

1960年，Cocking酶解法分離原生質(zhì)體獲得成功，使植物細(xì)胞可以象動物細(xì)胞一樣進(jìn)行細(xì)胞融合。

1964年，印度學(xué)者古巴（Cuba）和馬斯瓦瑞（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）等人通過對蘭花莖尖進(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。對于植物細(xì)胞來說,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.全能性只不過是一種潛能性.實現(xiàn)植物細(xì)胞全能性必須具備的條件：①體細(xì)胞與完整植株分離，脫離完整植株的控制；②創(chuàng)造理想的適宜細(xì)胞生長和分化的環(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外植體：從植物體上切取分離下來進(jìn)行無菌培養(yǎng)的部分。接種：在無菌條件下將外植體插到培養(yǎng)基上的過程。愈傷組織：在人工培養(yǎng)基上由外植體長出來的一團(tuán)無序生長的薄壁細(xì)胞，是脫分化后產(chǎn)生的無組織結(jié)構(gòu)、無明顯極性、松散的細(xì)胞團(tuán)。胚狀體：是由愈傷組織細(xì)胞誘導(dǎo)分化出具有胚芽、胚根、胚軸的胚狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而長成完整植株。不定芽：凡從葉、根、或莖節(jié)間等通常不形成芽的部位生出的芽，則統(tǒng)稱為不定芽。

植物組織培養(yǎng)的基本概念植物細(xì)胞的分化：是指個體發(fā)育過程中，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的細(xì)胞、組織或器官逐漸失去原來的結(jié)構(gòu)和功能而恢復(fù)分生能力，形成無組織結(jié)構(gòu)的細(xì)胞團(tuán)或愈傷組織的過程。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、組織和器官的過程。比較內(nèi)容脫分化再分化過程外植體→愈傷組織愈傷組織→幼苗形成體特點排列疏松、高度液泡化的薄壁細(xì)胞有根、芽需要條件a.離體b.適宜的營養(yǎng)c.生長素/細(xì)胞分裂素的比例適中d.不需光a.離體b.適宜的營養(yǎng)c.生長素/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程四、植物組織培養(yǎng)的途徑和類型（一）植物組織培養(yǎng)的途徑器官型由離體的莖尖、花芽、花絲、花托、鱗片等組織上直接產(chǎn)生小植株器官發(fā)生型由外植體先誘導(dǎo)愈傷組織，再從愈傷組織中分化出不定芽和根，形成再生植株胚胎發(fā)生型外植體通過培養(yǎng)分化出胚狀體，經(jīng)球形期、心形期、魚雷期和子葉期發(fā)育成再生植株原球莖外植體經(jīng)原球莖途徑分化形成植株無菌短枝扦插用已發(fā)育或去除頂芽后萌發(fā)的腋芽，連同短枝進(jìn)行消毒，在無菌條件下培養(yǎng)，使其生長并誘導(dǎo)生根，在較短時間內(nèi)即可獲得植株（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Matureembryocultureandrapidpropagationoftreepeony器官培養(yǎng)包括離體根、莖、葉、果實、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，然后通過再分化形成再生植株。它是最為常見的。組織培養(yǎng)對各種組織進(jìn)行培養(yǎng)，如分生組織培養(yǎng)、薄壁組織培養(yǎng)等細(xì)胞培養(yǎng)指對單細(xì)胞或較小的細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)。搖床植物細(xì)胞大量培養(yǎng)工藝流程示意圖原生質(zhì)體培養(yǎng)指對通過機(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)及植株再生原生質(zhì)體培養(yǎng)過程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)：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)基對保持良好的分散狀態(tài)的單個細(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)：單細(xì)胞培養(yǎng)可分為看護(hù)培養(yǎng)（是指用一塊活躍生長的愈傷組織來看護(hù)單個細(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)過程劃分按培養(yǎng)過程劃分繼代培養(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)