植物工廠化育苗教學(xué)課件 2組培的技術(shù)特點(diǎn)及類型

課程概述——植物工廠化育苗運(yùn)用植物細(xì)胞、組織、離體的器官在培養(yǎng)基中，無菌狀態(tài)進(jìn)行繁殖，進(jìn)行離體培育育苗的一門技術(shù)。

這個(gè)技術(shù)因?yàn)榉敝诚禂?shù)的大，批量化，繁殖率高擴(kuò)繁數(shù)量大，所以被稱為工廠化育苗。一、植物組織培養(yǎng)的特點(diǎn)1．培養(yǎng)條件可以人為控制（營養(yǎng)條件、環(huán)境條件）2．生長周期短，繁殖率高3．管理方便，利于工廠化生產(chǎn)和自動(dòng)化控制

1．培養(yǎng)條件可以人為控制

組織培養(yǎng)采用的植物材料完全是在人為提供的培養(yǎng)基和小氣候環(huán)境條件下進(jìn)行生長，植物生產(chǎn)可以擺脫自然四季，季節(jié)影響，進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)?？梢员苊鉃?zāi)害性氣候的不利影響，對植物生長有利。便于穩(wěn)定地進(jìn)行周年培養(yǎng)生產(chǎn)。2．生長周期短，繁殖率高組培技術(shù)大量節(jié)約繁殖材料，繁殖時(shí)，只取原材料上的一小塊組織或器官，就能在短期內(nèi)生產(chǎn)出大量優(yōu)質(zhì)苗木植物材料

，往往20-30天為一個(gè)周期。

1.統(tǒng)計(jì)一個(gè)培養(yǎng)周期的天數(shù)(t),即接種當(dāng)天到再次可供接種的當(dāng)天之間的時(shí)間間隔(天數(shù))。2.計(jì)算增殖倍數(shù)(x),：經(jīng)過一個(gè)接種周期的培養(yǎng)后,每一瓶能穩(wěn)定地轉(zhuǎn)接多少瓶的數(shù)目。譬如,一個(gè)芽(或小團(tuán)塊)經(jīng)過一個(gè)月培養(yǎng)后長成從芽,經(jīng)過切割分離成7個(gè)芽(小團(tuán)塊)轉(zhuǎn)接到新鮮的培養(yǎng)基上進(jìn)行繼代培養(yǎng),那么它的增殖倍數(shù)即為7。3.計(jì)算全年可增殖的周期數(shù)(n)=365/每周期的天數(shù)(t)。4.增值率乘以全年增殖周期數(shù)3．管理方便，利于工廠化生產(chǎn)和自動(dòng)化控制

植物組織培養(yǎng)是在一定的場所和環(huán)境下，人為提供一定的溫度、光照、濕度、營養(yǎng)、激素等條件，利于高度集約化和高密度工廠化生產(chǎn)，也利于自動(dòng)化控制生產(chǎn)。它是未來農(nóng)業(yè)工廠化育苗的發(fā)展方向。它與盆栽、田間栽培等相比省去了中耕除草、澆水施肥、防治病蟲等一系列繁雜勞動(dòng)，可以大大節(jié)省人力、物力及田間種植所需要的土地。1、 按培養(yǎng)方式分為：① 固體培養(yǎng)：在含有凝固劑（如瓊脂）的培養(yǎng)基上生長繁殖的培養(yǎng)過程。液體培養(yǎng)：在不含有凝固劑的培養(yǎng)基內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)過程。固體培養(yǎng)液體培養(yǎng)二、組培的類型瓊脂：

凝膠劑，海洋生物石花菜的提取物，食用劑，也稱洋菜，具有一系列優(yōu)良性能，所以從上個(gè)世紀(jì)80年代開始（1880），用于配制微生物培養(yǎng)基后立即就取代了原來的明膠凝固劑。0.7%-0.8%。本身并不提供任何營養(yǎng)，一種高分子的碳水化合物，僅溶解于熱水，成為溶膠，冷卻（40℃以下）后凝固為固體狀成凝膠，通常說煮培養(yǎng)基就是使瓊脂溶解于90℃的熱水中。

溫度、時(shí)間、酸堿度會(huì)使瓊脂水解；存放時(shí)間過久，瓊脂變褐，會(huì)使凝固喪失。① 固體培養(yǎng)：優(yōu)點(diǎn)：觀察方便，對植物材料起支撐作用；解決通氣問題；便于經(jīng)常觀察研究。缺點(diǎn)：營養(yǎng)成分不流動(dòng)，只能吸取周圍部分營養(yǎng)；

培養(yǎng)物排除的代謝廢物聚集在吸收表面上，濃度高，抑制組織的代謝活性；

瓊脂中含雜質(zhì)，使培養(yǎng)物的生長速度降低，且高溫才能融化，費(fèi)時(shí)、費(fèi)能。② 液體培養(yǎng)優(yōu)點(diǎn)：成分流動(dòng)，營養(yǎng)吸收完全。缺點(diǎn)：無支撐，對植物生長不利；在液面下生長，通氣不好，不利于呼吸。液體培養(yǎng)包括以下幾種：淺層靜止培養(yǎng)：將接種有單細(xì)胞的少量液體培養(yǎng)基置于培養(yǎng)皿中，形成一薄層，在靜止條件下進(jìn)行培養(yǎng)，是細(xì)胞生長繁殖的培養(yǎng)過程。在單細(xì)胞培養(yǎng)中使用。培養(yǎng)基少，要經(jīng)常加入，操作不便。以下方法可以解決通氣問題）振蕩培養(yǎng)：在振蕩床上振動(dòng)，營養(yǎng)充分流動(dòng)，但需要設(shè)備，成本增加。旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)：在旋轉(zhuǎn)床上培養(yǎng)，使液面下也得到培養(yǎng)?？醋o(hù)培養(yǎng)：下層是固體，上層是液體。生產(chǎn)上仍采用固體培養(yǎng)。2、按培養(yǎng)材料分為：①植株培養(yǎng)②器官培養(yǎng)③組織培養(yǎng)→愈傷組織④細(xì)胞培養(yǎng)（單個(gè)細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)）組織機(jī)械或化學(xué)方法破碎→分散成單個(gè)細(xì)胞→細(xì)胞懸浮培養(yǎng)或單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)，建立細(xì)胞無性系。⑤原生質(zhì)體培養(yǎng)3、按培養(yǎng)階段分為:①初代培養(yǎng)——外植體接種到第一次接種之前，一個(gè)月一周期(指外植體的最初培養(yǎng))

重新建立新植株體系，

外植體的處理保證體內(nèi)滅菌及表面滅菌

外植體接種后，初代培養(yǎng)過程要進(jìn)行無菌無性繁殖體系的確立（脫分化再分化過程）②繼代培養(yǎng)——第一次接種到以后的若干次轉(zhuǎn)接，若干個(gè)周期，是個(gè)體在幾何數(shù)值上增殖的過程，得到的是無根芽苗（繼而生根培養(yǎng)），

平均周期為一個(gè)月。增殖量的問題。3.生根培養(yǎng)---

馴化移栽---4、根據(jù)培養(yǎng)器官的不同：葉培養(yǎng)、根培養(yǎng)、花藥培養(yǎng)、胚珠培養(yǎng)、莖尖培養(yǎng)等煙草外植體愈傷組織胚狀體分化生長不定芽原球莖胚芽、胚根建立形態(tài)（新個(gè)體）誘導(dǎo)而脫離原來的分化狀態(tài)（極↓性）（不定芽、胚狀體）消除極性（一團(tuán)分生細(xì)胞，處于幼齡無序生長的分生狀態(tài)）再分化誘導(dǎo)建立極性處于分化生長狀態(tài)，具有全能性的潛力2、組培中植物形態(tài)的建成過程

成苗途徑

當(dāng)已分化細(xì)胞脫分化形成愈傷組織后，經(jīng)過一段時(shí)期的細(xì)胞分化，形成分生細(xì)胞或分生細(xì)胞團(tuán)，由此再生成植株途徑（組培苗發(fā)生途徑）（1）不定芽途徑

凡是從腋芽，頂芽、各種外植體原有的芽（外植體接種時(shí)要帶芽進(jìn)行接種）萌發(fā)，展葉，生長，并經(jīng)過生根培養(yǎng)完成整株植株過程。（2）型途徑

脫分化產(chǎn)生愈傷組織后，愈傷組織誘導(dǎo)芽，芽基部形成不定根。（3）胚狀體途徑

胚狀體與合子胚來源不同但最終都能形成完整植株

胚狀體按照胚的方式，形成胚芽胚根，形成完整植株。胚狀體途徑具有明顯芽和根。（4）原球莖途徑

蘭科特有的再生方式，蘭花組培中會(huì)從莖尖，側(cè)芽產(chǎn)生一些原球莖。原球莖本身又可以增殖萌發(fā)小植株

組培的過程與條件劃分一、按時(shí)間劃分：初代培養(yǎng)一個(gè)周期（平均一個(gè)月）實(shí)驗(yàn)室繼代培養(yǎng)若干個(gè)周期生根培養(yǎng)一個(gè)周期溫室：過渡移栽一個(gè)月1、過程無菌培養(yǎng)的建立為獲得無菌的、有生活力的植物材料無性系的建立為獲得具有穩(wěn)定增殖能力的繁殖材料，如側(cè)芽（芽叢）、胚狀體、不定芽（包括愈傷組織）、原球莖。擴(kuò)繁體系獲得生根苗（瓶苗）無性系：具有穩(wěn)定增殖能力的繁殖材料，包括胚狀體、不定芽、愈傷組織、原球莖（蘭科），不同植物建立無性系所需的時(shí)間不同。劃分一、按技術(shù)劃分：

準(zhǔn)備工作無菌操作無菌培養(yǎng)出瓶移栽

工作程序（1）準(zhǔn)備工作①洗滌（堿洗、酸洗）②培養(yǎng)基配制③滅菌：環(huán)境+工具+培養(yǎng)基+植物材料①洗滌（堿洗、酸洗）堿洗：浸泡（適量濃度的洗衣粉或洗滌液浸泡6小時(shí)）→洗滌→沖洗（流水下沖洗三次）→晾干或烘干酸洗：污染嚴(yán)重或要求較高時(shí)，需要酸洗堿洗→晾干→酸洗

A稀酸：5%-10%鹽酸，適合剛出廠的玻璃器皿。

B濃酸：重鉻酸鉀37.5克加少量水，加熱溶解、再加98%的濃硫酸至1000毫升，兩者相互反應(yīng)所得的強(qiáng)氧化劑浸泡2-3小時(shí)。橘紅色結(jié)晶性粉末，溶于水，不溶于乙醇。重鉻酸鉀是一種有毒且有致癌性的強(qiáng)氧化劑，它被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)劃歸為第一類致癌物質(zhì)，而且是強(qiáng)氧化劑，在實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)中都有很廣泛的應(yīng)用。②培養(yǎng)基配制③滅菌：環(huán)境+工具+培養(yǎng)基+植物材料措施及對象：B防菌：培養(yǎng)基滅菌前密封，工具需要包扎；組培苗移栽時(shí)，不需要無菌，但需要一個(gè)較好的栽培條件?？臻g環(huán)境熏蒸、照射、化學(xué)滅菌設(shè)備工具用具高溫蒸煮、灼燒滅菌培養(yǎng)基高溫蒸煮滅菌培養(yǎng)基化學(xué)殺菌劑3、條件（環(huán)境）⑴溫度：25+2℃，恒溫；不低于15度，不高于35度。但是蘭科的熱帶蘭28℃例外。

⑵光照（玉簪需要黑暗條件）（每天所給的光期、暗期要和自然光周期一致

如時(shí)間常用16小時(shí)光照，8小時(shí)暗期。

暗培養(yǎng)易產(chǎn)生愈傷組織、生根適合暗培養(yǎng)⑶PH值按各植物生長所合適的值進(jìn)行調(diào)整5.4-6.0，大多數(shù)5.7，

蘭科5.4，喜酸性植物

杜鵑、洋蘭；石竹科5.8，甚至6.0，喜堿性植物。

PH值高于6.5時(shí)培養(yǎng)基變硬，低于5不容易凝固。

高溫滅菌會(huì)降低0.2-0.3個(gè)PH值，有時(shí)配培養(yǎng)基提高

⑷空氣濕度100%的相對濕度（組培瓶內(nèi)部）培養(yǎng)室70%在一個(gè)生物體內(nèi)，細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，原因是（）Ａ．細(xì)胞失去了全能性

Ｂ．細(xì)胞中的基因部分丟失Ｃ．細(xì)胞中的基因選擇性表達(dá)

Ｄ．細(xì)胞中的基因變異不同

科學(xué)研究表明，處于（

）狀態(tài)的植物活細(xì)胞，在一定的（

）（

）和其他外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。人工條件下實(shí)現(xiàn)的這一過程，就是植物組織培養(yǎng)。全能性表現(xiàn)的條件？

科學(xué)研究表明，處于離體狀態(tài)的植