概述-植物组织培养技术概论课件

1、植株组织培养技术宁夏防沙治沙职业技术学院适用对象：高职专业教学内容1、植物组织培养概述2、植物组织培养室的设计、建造及管理3、培养基的配制及灭菌4、无菌操作技术5、植物组织培养应用实操（植物脱毒技术、植物快繁技术、试管苗的驯化移栽等）6、组培苗工厂化生产的经营与管理概 述学习目标掌握植物组织培养的基本概念理解植物组织培养的理论基础掌握植物组织培养的途径及类型了解植物组织培养的应用有性繁殖无性繁殖扦插嫁接压条一、植物组织培养的定义植物组织培养（plant tissue culture)是指利用植物体的器官、组织、细胞、愈伤组织及原生质体，通过无菌操作接种到人工培养基上(medium)，在一定的光

2、照和温度条件下进行培养，使其形成完整的植株。（二）奠基阶段（从20世纪30年代末到50年代中）： 1934年，怀特（White） 用番茄根尖建立起第一个活跃生长的无性繁殖系，从而使非胚器官的培养首先获得成功。 1939年，积雷瑞特（Gautherete）培养胡萝卜根外植体成功。 1943年，White提出了植物细胞“全能性”学说，标志组织培养成为一门新兴学科。 1952-1958年：美国科学家斯图尔德（Steward F.C.）等人 用胡萝卜根的细胞悬浮培养，发现单个细胞能象受精卵发育成胚一样的途径，发育成完整植株。证实了植物细胞“全能性”学说。1964年，印度学者古巴（Cuba）和马斯瓦瑞（

3、Maheshwari）成功地培养曼陀罗花药获得单倍体再生植株，从而促进了植物花药培养单倍体育种技术的发展。1960年，莫雷尔（Morel）等人通过对兰花茎尖进行培养，获得了快速繁殖的脱毒兰花，随后在国内外进行了“兰花试管苗产业化”。 理论基础：植物细胞具有全能性（totipotency)。全能性：是指植物体内任何具有完整的细胞核的细胞都包含着该物种的全部遗传信息，并具有发育成完整植株的能力。对于植物细胞来说,不仅受精卵,体细胞也具有全能性.植物细胞表达全能性大小是受精卵生殖细胞体细胞已分化的动物体细胞的全能性是受限制的,但细胞核仍具有全能性.全能性只不过是一种潜能性.实现植物细胞全能性必须具备

4、的条件：体细胞与完整植株分离，脱离完整植株的控制；创造理想的适宜细胞生长和分化的环境。三、植物组织培养的理论基础离体的植物器官、组织、细胞 脱分化 愈伤组织 植物全能性的表达根、芽 胚状体游离单细胞或原生质体再生植株 人工种子植物细胞的分化：是指个体发育过程中，不同部位的细胞形态结构和生理功能发生改变，形成不同组织或器官。植物细胞的脱分化：也称去分化，是指离体条件下生长的细胞、组织或器官逐渐失去原来的结构和功能而恢复分生能力，形成无组织结构的细胞团或愈伤组织的过程。植物细胞的再分化：是由脱分化形成的愈伤组织重新分化出特定细胞、组织和器官的过程。比较内容脱分化再分化过程外植体愈伤组织愈伤组织幼苗

5、形成体特点排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞有根、芽需要条件a.离体b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例适中d.不需光a.离体b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例高或低诱导生芽或生根d.光照植物组织进行脱分化和再分化的分化过程（二）植物组织培养的类型1、按培养的外植体划分按照培养的外植体划分植株培养细胞培养原生质体培养组织培养愈伤组织培养器官培养胚胎培养植株培养对幼苗及较大的植株培养（扦插培养、种子苗培养）胚胎培养包括胚乳培养、胚珠培养、胚培养、未成熟的种胚培养 牡丹成熟胚的离体培养与快速繁殖Mature embryo culture and rapid propagation of

6、tree peony器官培养包括离体根、茎、叶、果实、种子、花器官的培养花烛叶片离体快速繁殖愈伤组织培养将外植体接种在人工培养基上，由于植物生长调节剂的存在，而其细胞脱分化形成愈伤组织，然后通过再分化形成再生植株。它是最为常见的。组织培养对各种组织进行培养，如分生组织培养、薄壁组织培养等植物细胞大量培养工艺流程示意图原生质体培养指对通过机械、化学等方法去掉细胞壁后所获得的原生质体进行培养。非洲紫罗兰原生质体分离、培养及植株再生2、按所用培养基类型划分所用培养基类型划分液体培养固体培养固体培养：培养基中添加凝固剂。液体培养：培养基中不添加凝固剂（静止培养、旋转培养、纸桥培养、振荡培养）固体培养：

7、液体培养体胚液体培养 不同类型液体培养装置纸桥培养法3、按培养方法划分按培养方法划分单细胞培养细胞悬浮培养细胞悬浮培养：用液体培养基对保持良好的分散状态的单个细胞或小的细胞聚集在摇床上进行培养的方法。单细胞培养：单细胞培养可分为看护培养（是指用一块活跃生长的愈伤组织来看护单个细胞，使其持续分裂和增殖的一种培养方法。这块愈伤组织被称为看护组织）、平板培养、微室培养。平板培养微室培养4、按培养过程划分按培养过程划分继代培养初代培养初代培养：即将从植物体上分离下来的外植体进行第一次培养。继代培养：初代培养后的某一阶段，将培养物转移到配方相同的新鲜培养基上进行培养初代培养继代培养（一）快速繁殖（应用于

8、无性繁殖作物及不易繁殖作物的快速繁殖） 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，而且均来自一单一的个体，遗传性状一致。例如一株葡萄一年繁殖到3万多株，一株兰花一年繁殖到400万株。五、植物组织培养技术的应用园艺植物种苗工厂化生产兰科植物生产ABECFG花烛属植物厥类植物（二）种苗脱毒 由于病毒的感染严重影响作物的产量和品质，而利用组织培养技术可以有效地除去植物体内的病毒，得到大量的无病毒种苗。主要的方法是培养植物茎尖分生组织，也可以采用热处理或加入化学试剂的方法达到脱毒的效果。已经取得成功的有马铃薯、草莓、香蕉、葡萄等等。virus-freetissue茎尖培养脱毒（三）培育新品种花粉花药培养产生单倍体；胚乳培养产生三倍体；胚培养拯救杂种胚克服远缘杂交障碍；原生质体培养进行体细胞杂交；植物体细胞无性系变异诱导和筛选；用于植物基因转移操作等。 花粉、花药培养产生单倍体植株potatotomatopomato泡马豆（四）种质资源的保存 繁殖量大，省空间，保存时间长。（五）次生代谢物的生产 用植物悬浮细胞和固定化细胞技术生产有用的次生代谢产物。可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物,如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。（六）人工种子 植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽,包上人工种皮就可以形成人工种子。下图是人工种子的结构示意图