第三章_植物器官和组织培养

1、第三章第三章植物的器官和组织培养植物的器官和组织培养班级：班级：0909生物教育班生物教育班姓名：陈姓名：陈* * *学号：学号：09120912* * * * * 注：部分是根据他人的。望你们见谅！注：部分是根据他人的。望你们见谅！概念概念 什么是植物器官什么是植物器官培养？（培养？（是指对植物某一器官是指对植物某一器官的全部或部分或器官原基进行离体培养技术的全部或部分或器官原基进行离体培养技术） 其分为：营养器官和繁殖器官培养。其分为：营养器官和繁殖器官培养。 包括有包括有: :根、茎、叶、花、果实、种子。根、茎、叶、花、果实、种子。 什么是植物组织培养（即狭义的）？什么是植物组织培养（即

2、狭义的）？ 包括分生组织、表皮组织、薄壁组织等及产生的愈包括分生组织、表皮组织、薄壁组织等及产生的愈伤组织的培养伤组织的培养 本章内容提要：本章内容提要： 第一节、第一节、器官和组织培养基本程序器官和组织培养基本程序 第第二二节节、植物营养器官培养植物营养器官培养 第第三三节节、植物繁殖器官培养植物繁殖器官培养 第第四四节节、植物组织培养植物组织培养 后续后续第一节第一节 器官和组织培养基本程序器官和组织培养基本程序 包括以下几方面：包括以下几方面： 3.1.1.3.1.1.无菌外植体的获得无菌外植体的获得 3.1.2.3.1.2.初代培养物的建立初代培养物的建立 3.1.3.3.1.3.形态

3、发生和植株再生形态发生和植株再生 3.1.4.3.1.4.培养物的观察记录。培养物的观察记录。一、无菌外植体的获得一、无菌外植体的获得 1、茎尖、茎段、叶片的灭菌、茎尖、茎段、叶片的灭菌 2、根、块茎、鳞茎的灭菌、根、块茎、鳞茎的灭菌 3、花蕾的灭菌、花蕾的灭菌 4、果实、种子的灭菌、果实、种子的灭菌1、茎尖、茎段、叶片的灭菌、茎尖、茎段、叶片的灭菌茎尖、茎段、叶片茎尖、茎段、叶片清水清洗、吸干清水清洗、吸干0.1%-0.2%氯化氯化汞浸泡汞浸泡2-10min70%酒精酒精浸泡浸泡10-30s10%次氯酸钙次氯酸钙浸泡浸泡10-20min70%酒精浸泡酒精浸泡10-30s2%次氯酸钠次氯酸钠浸

4、泡浸泡15-30min无菌水冲洗无菌水冲洗3-5次次分割后接种分割后接种2、根、块茎、鳞茎的灭菌、根、块茎、鳞茎的灭菌特点：生长在土特点：生长在土中，挖取时易受中，挖取时易受伤，灭菌较困难伤，灭菌较困难清水清洗、清水清洗、切除损伤部位切除损伤部位70%酒精浸泡酒精浸泡10-30s6-10%次氯酸钠次氯酸钠浸泡浸泡5-15min无菌水冲洗无菌水冲洗3-5次次分割后接种分割后接种根、块茎、鳞茎根、块茎、鳞茎0.1%-0.2%氯化氯化汞浸泡汞浸泡5-12min3、花蕾的灭菌、花蕾的灭菌特点：未开放花蕾特点：未开放花蕾中的花药被花被包中的花药被花被包裹，处于无菌状态。裹，处于无菌状态。可直接灭菌。可直

5、接灭菌。70%酒精酒精浸泡浸泡10-30s无菌水冲洗无菌水冲洗3-5次次接种接种花蕾花蕾0.1%氯化汞氯化汞浸泡浸泡3-10min1%次氯酸钠次氯酸钠浸泡浸泡10-20min4、果实、种子的灭菌、果实、种子的灭菌无菌水冲洗无菌水冲洗3-5次次接种接种种子种子0.1-0.2%氯化汞氯化汞浸泡浸泡5-10min10%次氯酸钠次氯酸钠浸泡浸泡20-30min特点：这类材料的表皮特点：这类材料的表皮有茸毛或蜡质需在灭菌有茸毛或蜡质需在灭菌剂中加入几滴吐温剂中加入几滴吐温-80，以增加灭菌效果。以增加灭菌效果。清水清洗、吸干清水清洗、吸干果实果实70%酒精酒精浸泡浸泡10-30s2%次氯酸钠次氯酸钠浸泡

6、浸泡10-20min二、初代培养物的建立二、初代培养物的建立一、无菌环境一、无菌环境 二、规范操作二、规范操作 三、条件合适三、条件合适 组组织织内内无无菌菌培培养养基基无无菌菌接接种种器器械械无无菌菌工工作作台台无无菌菌技技术术熟熟练练经经验验丰丰富富培培养养基基种种类类激激素素种种类类和和浓浓度度外外植植体体来来源源外外植植体体生生理理状状态态培培养养条条件件手手及及工工作作服服消消毒毒配套技术配套技术 无无菌菌操操作作月季花月季花茎段培养茎段培养小植株小植株三、形态发生和植株再生三、形态发生和植株再生外植体外植体 愈伤组织愈伤组织 胚状体胚状体 器官分化器官分化 植株植株 有根茎的有根茎

7、的两极器官两极器官 植株植株 先茎后根先茎后根单极器官单极器官先根后茎先根后茎单极器官单极器官脱脱分分化化 再再分分化化 芽或芽原基起源于表层细胞（外起源）芽或芽原基起源于表层细胞（外起源） 根芽原基起源于深层细胞根芽原基起源于深层细胞(内起源内起源)3.1.4、培养物的观察记、培养物的观察记录录 （一）、愈伤组织诱导率（一）、愈伤组织诱导率（% %）= = 产生愈伤组织的产生愈伤组织的外植体数外植体数 / / 外植体总数外植体总数 * * 100%100% 愈伤组织生长量愈伤组织生长量 = = 培养一定时间后愈伤组织干重培养一定时间后愈伤组织干重或鲜重或鲜重 - - 接种时的愈伤组织干重或鲜

8、重接种时的愈伤组织干重或鲜重 （二）、胚状体的诱导率（二）、胚状体的诱导率（% %） = = 产生胚状体的产生胚状体的外植体数外植体数 / / 外植体总数外植体总数 * * 100%100% （三）、芽的诱导率（三）、芽的诱导率芽分化率芽分化率（% %） = = 产生产生芽的外植体数芽的外植体数 / / 外植体总数外植体总数 * * 100%100% （四）、（四）、在组织培养中通常没有根在组织培养中通常没有根（根据记载）（根据记载）发根率发根率 = = （发根芽数（发根芽数 / / 培养芽数）和每个材料培养芽数）和每个材料平均发根率。平均发根率。第二节第二节 植物营养器官培养植物营养器官培养

9、3.2.13.2.1、植物根段培养、植物根段培养 是以根为外植体进行的离体培养是以根为外植体进行的离体培养 （一）、根无性系的建立（一）、根无性系的建立 1.1.根的直接增殖根的直接增殖 根的数量增加，形成主根与侧根的数量增加，形成主根与侧根之分根之分 2. 2. 根的间接增殖根的间接增殖 愈伤组织诱导愈伤组织诱导 植植株再生株再生 3. 3. 根的形成过程根的形成过程 以不定根的方式进行（三次细以不定根的方式进行（三次细胞分裂，一二次细胞横分裂、三次细胞纵分裂）胞分裂，一二次细胞横分裂、三次细胞纵分裂） （二）（二）影响离体根发生和生长的因素影响离体根发生和生长的因素基本培养基基本培养基植物

10、材料植物材料 光温条件光温条件 低低盐盐培培养养基基蔗蔗糖糖浓浓度度低低1-3%生生长长素素利利于于生生根根植植物物种种类：类：木木本本困困难难植植物物部部位位发发育育年年龄龄不不同同材材料料有有差差异异黑黑暗暗利利于于根根形形成成要要求求温温度度较较低，低，16-25基基因因型型生长调节剂生长调节剂培养方式培养方式 pH值值 培培养养方方式式对对发发根根率率有有影影响响3.2.23.2.2、 植物茎段培养植物茎段培养 茎段培养指不带芽和带茎段培养指不带芽和带1 1个以上定芽或不定芽。个以上定芽或不定芽。 包括：包括：块茎、球茎在内的幼茎切段的无菌培养。块茎、球茎在内的幼茎切段的无菌培养。 主

11、要目的：主要目的：快繁；其次也可探讨茎细胞的生理特快繁；其次也可探讨茎细胞的生理特点，以及进行育种上的筛选突变体的过程。点，以及进行育种上的筛选突变体的过程。 优点：优点：培养技术简单易行，繁殖速度较快；芽生培养技术简单易行，繁殖速度较快；芽生芽方式增殖的苗木质量好，且无病，性状均一；芽方式增殖的苗木质量好，且无病，性状均一；解决不能用种子繁殖的无性繁殖植物的快速繁殖解决不能用种子繁殖的无性繁殖植物的快速繁殖问题等。问题等。 植物的茎植物的茎茎段培养茎段培养 过程过程健康植株上选健壮的枝梢健康植株上选健壮的枝梢去叶片用自来水冲洗去叶片用自来水冲洗 再生再生1%次氯酸钠次氯酸钠0.1%升汞升汞7

12、5%酒精酒精1分钟分钟MSMS培养基培养基 茎段培养在适当条件下可能形成：茎段培养在适当条件下可能形成： 单苗单苗 丛生芽丛生芽 愈伤组织愈伤组织 完整植物完整植物 茎段能否增殖受到以下情况影响：茎段能否增殖受到以下情况影响： 生长素生长素 / 分裂素的比值分裂素的比值 高高 有形成愈伤组织的趋势有形成愈伤组织的趋势 低低 易形成丛生芽易形成丛生芽蝴蝶兰腋芽萌发蝴蝶兰腋芽萌发3.2.3、植物叶培养、植物叶培养 以叶器官为外植体进行的离体培养。以叶器官为外植体进行的离体培养。 叶器官包括：叶器官包括：叶原基、叶柄、叶鞘、叶片、叶原基、叶柄、叶鞘、叶片、叶肉、子叶。叶肉、子叶。 再生成植株的方式：

13、再生成植株的方式： 直接诱导形成芽，直接诱导形成芽， 先诱导形成愈伤组织，再经愈伤组织分化先诱导形成愈伤组织，再经愈伤组织分化成植株。成植株。 1叶形叶形 椭圆形椭圆形扇形扇形叶器官经过灭菌叶器官经过灭菌和切割后，在和切割后，在适宜的条件下适宜的条件下培养，其结果培养，其结果可能是是：可能是是：1、不定芽或胚状不定芽或胚状体；体；2、愈伤、愈伤组织；组织；3、成、成熟叶。熟叶。叶的器官培养叶的器官培养愈伤组织愈伤组织 方法：方法： 1）外植体消毒：）外植体消毒：幼嫩叶片冲洗干净幼嫩叶片冲洗干净 用用70酒精酒精10s 饱和漂白粉液浸饱和漂白粉液浸315min（或在（或在01L汞汞中浸中浸3-5

14、min） 无菌水冲洗无菌水冲洗34次次 无菌干滤纸无菌干滤纸吸干吸干 待用。待用。 2）接种：）接种：灭菌过的叶组织切成约灭菌过的叶组织切成约05cm见方小块或薄片见方小块或薄片(如叶柄和子叶如叶柄和子叶) 接种在接种在MS或其他培养基上或其他培养基上 3)培养基：培养基：MS BA1-3mgL NAA025mgL 4)培养：培养： 叶接种后培养条件为每天叶接种后培养条件为每天10-12h光照，光强光照，光强1500-30001x。 2、影响离体根发生和生长的因素、影响离体根发生和生长的因素 a 培养基的种类培养基的种类 多采用多采用MS ，Heller 基本培养基基本培养基 b 生长调节剂生

15、长调节剂 多使用多使用NAA TDZ 2，4D等等 c 植物材料植物材料 不同植物、不同基因型、不同叶龄不同植物、不同基因型、不同叶龄 d 培养方式培养方式 固体培养固体培养 e 光照和温度光照和温度 f pH第三节第三节 植物繁殖器官培养植物繁殖器官培养 意义意义： 可离体快速繁殖可离体快速繁殖 可改变染色体倍性可改变染色体倍性 挽救远源杂种胚挽救远源杂种胚 诱导三倍体植株诱导三倍体植株3.3.1、花器官培养、花器官培养 定义：定义：指对植物的整朵花或花的组成部分指对植物的整朵花或花的组成部分（花托、花柄、花瓣、花丝、子房、花药、（花托、花柄、花瓣、花丝、子房、花药、胚珠等）进行离体培养。胚

16、珠等）进行离体培养。 意义：意义：进行花性别鉴定、果实和种子发育、进行花性别鉴定、果实和种子发育、花形态发生等研究花形态发生等研究 材料：材料：未开放的花蕾或花柄、花托、花瓣等未开放的花蕾或花柄、花托、花瓣等 3.3.2、植物幼果培养、植物幼果培养 定义：对不同发育时期的幼小果实进行离体定义：对不同发育时期的幼小果实进行离体培养。培养。3.3.3、种子培养、种子培养 意义：意义：打破休眠、缩短生活周期打破休眠、缩短生活周期 挽救远缘杂交、提高杂种萌发率挽救远缘杂交、提高杂种萌发率 可形成：可形成：小植株、愈伤组织、丛生芽或不定小植株、愈伤组织、丛生芽或不定 芽等芽等第四节第四节 植物组织培养植

17、物组织培养 定义：定义：是指狭义的组织培养是指狭义的组织培养, ,即外植体是各即外植体是各种类型的组织。如分生组织、愈伤组织、种类型的组织。如分生组织、愈伤组织、薄壁组织等。薄壁组织等。 3.4.13.4.1、分生组织培养、分生组织培养 分生组织包括：根尖、茎尖等顶端分生组分生组织包括：根尖、茎尖等顶端分生组织和形成层组织。织和形成层组织。 他们具有很强的分裂与分化能力，离体培他们具有很强的分裂与分化能力，离体培养时可以形成完整植株养时可以形成完整植株 以茎尖培养为例：以茎尖培养为例： 茎尖培养是切取茎的先端部分或茎尖分生组织部茎尖培养是切取茎的先端部分或茎尖分生组织部分，进行无菌培养。这是组

18、织培养中用得最多的分，进行无菌培养。这是组织培养中用得最多的一个取材部位。一个取材部位。 根据培养目的和取材大小可分为微茎尖培养和普根据培养目的和取材大小可分为微茎尖培养和普通茎尖培养。微茎尖指带有通茎尖培养。微茎尖指带有1-2个叶原基的生长锥，个叶原基的生长锥，其长度不超过其长度不超过05mm。普通茎尖指较大的茎尖。普通茎尖指较大的茎尖(如几如几mm到几十到几十mm)、芽尖及侧芽。、芽尖及侧芽。 特点：特点：技术简单，操作方便，茎尖容易成活，成技术简单，操作方便，茎尖容易成活，成苗所需时间短。苗所需时间短。 茎尖培养步骤如下：茎尖培养步骤如下：(1)取材取材 (2)消毒接种消毒接种 (3)接种接种 (4)培养的方法和程序培养的方法和程序 培养基培养基 培养条件培养条件 继代培养