课题1 菊花的组织培养chen

1、 1958，美国 斯图尔德 课题课题1 1 菊花的组织培养菊花的组织培养 植物组织培养的基本过程植物组织培养的基本过程 离体器官、 组织或细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 根、芽 植物体 离体条件下利用人工培养条件在无菌情况下离体条件下利用人工培养条件在无菌情况下 培养、生长、发育再生出完整植株的过程。培养、生长、发育再生出完整植株的过程。 植物组织培养的理论基础：植物组织培养的理论基础： 细胞全能性：具有某种生物细胞全能性：具有某种生物全套遗传信息全套遗传信息的的 任何一个活细胞，都具有发育成任何一个活细胞，都具有发育成完整个体完整个体的的 能力能力，即每个生物细胞都具有，即每个生物细胞都具有

2、全能性全能性。 细胞全能性表达条件：细胞全能性表达条件： 离体、离体、一定的营养物质、激素和其他一定的营养物质、激素和其他 外界条件外界条件 基础知识基础知识-相关概念相关概念 2.2.细胞分化：细胞分化： 在个体发育中，相同细胞的后代在形态、在个体发育中，相同细胞的后代在形态、 结结 构、生理功能上发生稳定性差异的过程构、生理功能上发生稳定性差异的过程 基因在特定的时间和空间条件下的选择性表基因在特定的时间和空间条件下的选择性表 达的结果达的结果 形成各种组织器官形成各种组织器官 结果：结果： 原因原因： 3.3.脱分化：脱分化： 由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，由高度分化的植

3、物组织或细胞产生愈伤组织的过程， 又叫去分化。又叫去分化。 概念：概念： 1.外植体外植体：由用于离体培养的植物器官或组织等。：由用于离体培养的植物器官或组织等。 脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可 以重新分化成根或芽等器官。以重新分化成根或芽等器官。 5.5.再分化：再分化： 愈伤组织是愈伤组织是外植体外植体通过通过 细胞分裂细胞分裂形成的，其细胞形成的，其细胞 排列排列疏松而无规则疏松而无规则，高度，高度 液泡化液泡化呈呈无定形无定形状态的薄状态的薄 壁细胞。壁细胞。 4.4.愈伤组织愈伤组织 影响植物组织培养的因素：影响植物组织培养的因素： 不同

4、植物的组织培养难度不同不同植物的组织培养难度不同 同一种植物的不同组织培养难度不同同一种植物的不同组织培养难度不同 菊花的组织培养：菊花的组织培养：一般选择未开花植株的一般选择未开花植株的 茎上部新萌生的侧枝茎上部新萌生的侧枝 （1）、外植体的选取）、外植体的选取 （2）MS固体培养基成分及比例固体培养基成分及比例 同微生物培养基相比，同微生物培养基相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？培养基的配方有哪些明显的不同？MS培养基：无机营养为主，蔗糖为碳源、常加激素培养基：无机营养为主，蔗糖为碳源、常加激素 （2）、培养基的配制）、培养基的配制(MS培养基培养基) 大量元素：大量元素：N、P、K

5、、Ca、Mg、S 微量元素：微量元素：B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co 有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等 植物激素：生长素、细胞分裂素、赤霉素等植物激素：生长素、细胞分裂素、赤霉素等 讨论（讨论（ 33页）页）：你能说出各种营养物质的作用：你能说出各种营养物质的作用 吗？同专题吗？同专题2 2中微生物培养基的配方相比，中微生物培养基的配方相比，MSMS培培 养基的配方有哪些明显的不同？养基的配方有哪些明显的不同？ 微量元素和大量元素微量元素和大量元素无机盐；无机盐； 蔗糖蔗糖碳源，维持细胞的渗透压；碳源，维持细胞的渗透压； 甘氨酸、

6、维生素等甘氨酸、维生素等代谢受影响后的特殊营养需求。代谢受影响后的特殊营养需求。 微生物培养基以有机营养为主。微生物培养基以有机营养为主。 MSMS培养基以无机营养为主、蔗糖为碳源、常加激素。培养基以无机营养为主、蔗糖为碳源、常加激素。 （5）、消毒）、消毒 在培养的整个过程中，都需要是一个无菌环境在培养的整个过程中，都需要是一个无菌环境 原因？原因？ （4）、）、pH、温度、光照、温度、光照 菊花：菊花： pH=5.8 温度控制在温度控制在1822 每日光每日光 照照12h 制备制备MS固体固体 培养基培养基 外植体消毒外植体消毒 接种接种 培培 养养 栽栽 培培 实验操作实验操作 移移 栽

7、栽 流水冲洗流水冲洗酒精酒精无菌水冲洗无菌水冲洗氯化汞氯化汞 无菌水冲洗至少三次之上无菌水冲洗至少三次之上 思考：你打算做几组重复？打算设置对照实验思考：你打算做几组重复？打算设置对照实验 吗？吗？ 答：每种材料或配方至少要做一组以上的重复。答：每种材料或配方至少要做一组以上的重复。 设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养 基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养，基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养， 用以说明培养基制作合格，没有被杂菌污染。用以说明培养基制作合格，没有被杂菌污染。 思思 考考 在整个操作过程中，是如何来实现无菌环境的？在整个

8、操作过程中，是如何来实现无菌环境的？ 1、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌） 2、外植体的消毒（酒精、氯化汞）、外植体的消毒（酒精、氯化汞） 3、接种的无菌操作（酒精、酒精灯、接种的无菌操作（酒精、酒精灯灼烧）灼烧） 4、无菌箱中的培养；、无菌箱中的培养； 5、移栽到消过毒的环境中生存一段时间。、移栽到消过毒的环境中生存一段时间。 培养条件可以人为控制培养条件可以人为控制 生长周期短，繁殖率高生长周期短，繁殖率高 管理方便，利于工厂化生产和自动化控制管理方便，利于工厂化生产和自动化控制 植物组织培养特点：植物组织培养特点： 植物组织培养的应用：植物组织培养的应用： 1、

9、快速繁殖、快速繁殖 运用组织培养的途径，一个单运用组织培养的途径，一个单 株一年可以繁殖几万到几百万个植株。例株一年可以繁殖几万到几百万个植株。例 如一株兰花一年繁殖到如一株兰花一年繁殖到400万株。万株。 2、种苗脱毒、种苗脱毒 针对病毒对农作物造成的严重针对病毒对农作物造成的严重 危害，通过组织培养可以有效地培育出大危害，通过组织培养可以有效地培育出大 量的无病毒种苗。量的无病毒种苗。 3、远缘杂交、远缘杂交 利用组织培养可以使难度很大利用组织培养可以使难度很大 的远缘杂交取得成功，从而育成一些罕见的远缘杂交取得成功，从而育成一些罕见 的新物种的新物种 4、突变育种、突变育种 采用组织培养

10、可以直接诱变和采用组织培养可以直接诱变和 筛选出具抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白筛选出具抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白 等优良性状的品种。等优良性状的品种。 5、基因工程、基因工程 基因工程主要研究基因工程主要研究DNA的转导，的转导， 而基因转导后必须通过组织培养途径才能而基因转导后必须通过组织培养途径才能 实现植株再生。实现植株再生。 6、生物制品、生物制品 有些极其昂贵的生物制品，如有些极其昂贵的生物制品，如 抗癌首选药物抗癌首选药物-紫杉醇等，可通过组织培养紫杉醇等，可通过组织培养 方式生产。方式生产。 美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的 韧皮部细胞进

11、行培养，由单个细胞发育成完整的新韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成完整的新 植株，如图所示，植株，如图所示，开花的胡萝卜，开花的胡萝卜，胡萝卜根的胡萝卜根的 切片，切片，从根的切片分离的细胞，从根的切片分离的细胞，由单个细胞分由单个细胞分 裂后形成的细胞团，裂后形成的细胞团，胚状体，胚状体，试管植物。试管植物。 请分析：请分析： (1)分离出来的胡萝卜根细胞成为细胞团是通过分离出来的胡萝卜根细胞成为细胞团是通过 _分裂方式来完成的。分裂方式来完成的。 有丝有丝 (2)细胞团中相同的细胞在发育成胚状体细胞团中相同的细胞在发育成胚状体 和植株的过程中，形态结构和生理功能和植株的过程中，形态结构和

12、生理功能 逐渐向不同的方向发生了变化，这种现逐渐向不同的方向发生了变化，这种现 象叫做细胞的象叫做细胞的_。 分化分化 (3)本实验说明了植物细胞具有本实验说明了植物细胞具有_。 (4)图示培育新的胡萝卜植株的技术在生物学上属图示培育新的胡萝卜植株的技术在生物学上属 于何种生殖方式于何种生殖方式_。 全能性全能性 无性生殖无性生殖 A 回答下列有关植物组织培养的问题。回答下列有关植物组织培养的问题。 (1)用于植物组织培养的植物材料称为用于植物组织培养的植物材料称为_. (2)组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分 化状态的过程称为化状态的过程称为 _。

13、(3)在再分化阶段所用的培养基中，含有植物激在再分化阶段所用的培养基中，含有植物激 素素X和植物激素和植物激素Y，逐渐改变培养基中这两种植，逐渐改变培养基中这两种植 物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如 图所示，据图指出两种激素的不同浓度比与形图所示，据图指出两种激素的不同浓度比与形 成芽、根、愈伤组织的关系：成芽、根、愈伤组织的关系： 外植体外植体 去分化去分化(脱分化脱分化) _ _。 (4)若植物激素若植物激素Y是生长素，在植物组织培养中其主是生长素，在植物组织培养中其主 要作用是要作用是_ ； 则植物激素则植物激素 X的名称是的名称是_。 (

14、5)生产上用试管苗保留植物的优良性状，其原因生产上用试管苗保留植物的优良性状，其原因 是是_。 当植物激素当植物激素X与植物激素与植物激素Y的浓度比小于的浓度比小于1时，时， 未分化细胞群分化形成根未分化细胞群分化形成根 促进细胞的生长促进细胞的生长(伸长伸长)、分裂和分化、分裂和分化 细胞分裂素细胞分裂素 组织培养形成试管苗的过程属于无性组织培养形成试管苗的过程属于无性 繁殖，后代不发生性状分离繁殖，后代不发生性状分离 当植物激素当植物激素X与植物激素与植物激素Y的浓度比等于的浓度比等于1时，时， _； _。 未分化细胞群经分裂形成愈伤组织未分化细胞群经分裂形成愈伤组织 当植物激素当植物激素X与植物激素与植物激素Y的浓度比大于的浓度比大于1时，时， 未分化细胞群分化形成芽未分化细胞群分化形成芽 跟踪训练跟踪训练下列关于影响植物组织培养的因素，下列关于影响植物组织培养的因素， 说法正确的是说法正确的是() A不同植物组织培养的难易程度不同，同一种不同植物组织培养的难