植物工厂化育苗教学课件 3组培的历史发展

课程概述——组培的历史发展

1、萌芽阶段（从20世纪初到30年代中）：

1902年，德国植物生理学家G.Haberlandt.（植物组培之父）根据细胞学说提出了“植物细胞的全能性”假说，认为植物细胞具有再生成完整植株的潜在全能性，首次提出分离植物单细胞并将其培养成为植株的设想。

1904年，Hanning最先成功地培养了萝卜和辣根菜的胚。

1922年，Knudson采用胚培养法获得大量兰花幼苗。2、奠基阶段（从20世纪30年代末到50年代中）：

1934年，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，Gautherete培养胡萝卜根小外植体成功。

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。1952-1953年：美国科学家StewardF.C.用胡萝卜根韧皮部细胞悬浮培养，发现单个细胞能象受精卵发育成胚一样的途径，发育成完整植抹。证实了植物细胞“全能性”学说。3、快速发展和应用阶段（从20世纪50年代末到现在）60年代，美国开始了应用性研究，应用于兰花工业、

兰科植物，兰花的种子胚发育不完全，种子繁殖速度慢，所以不能用种子来繁殖；应用于分株繁殖，三、四年分株一次，易病毒感染，导致品种退化。

而应用组培技术，兰花茎尖接种脱毒到培养基中，成为无病毒种苗，解决了很大问题，导致欧美兰花大量繁殖，形成著名的“兰花工业”。蝴蝶兰、蕙兰、跳舞兰，三种洋兰在全世界盛行，洋兰易鉴别，国兰有它的神秘性，不易鉴别。1960年，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”。（一）组培的应用1、植物的快速繁殖（快繁）2、培育脱病毒种苗3、培育新品种4、次生物质的生产—应用于医疗、制药5、物种资源的保存扩繁数量较大6、组培—许多现代生物技术的基础1、植物的快速繁殖（快繁）

快速繁殖：利用组织培养技术，将优良植株的器官、组织或细胞进行离体培养，在短期内获得大量遗传性较为一致的个体的方法或技术叫离体快速无性繁殖。①周期短组培扩繁芽苗平均一个月二个月周期。如新疆杨，快繁常规为一年一年生、二年生、多年生植物。一年生还分夏型，冬型植物②繁殖系数高

至少4-5倍，多达十几倍，几十倍，如此之高的繁殖速度是任何传统的无性繁殖方法所不能达到的。如菊花花蕾一株，6个月后繁殖成6万株，7个月后达到10万株。③无性繁殖：体细胞

保持原种的生物特性，虽存在变异，但变异率不高于自然变异率。遗传保持物种的稳定；变异保证进化，因而变异是正常的；快繁很有效，给生产带来了很大的效益。⑤扩大繁殖珍稀植物资源和育种原始材料。

野生抗性资源（抗病虫害、抗旱、抗寒）；

自然变异资源（果树上的芽变、农作物、蔬菜、花卉的雄性不育材料）；

珍惜资源珍贵资源（猕猴桃、木质好的黄菠萝、红豆杉、名贵花卉）等。⑥可加快繁殖系数低或种子繁殖难或不能用种子繁殖的植物或育种资

1、根据几个文章深入思考，谈谈感想2、贺兰山的生态系统修复，体现了国家对哪方面的重视。（资料为强国里面贺兰山组培生态恢复。西藏科技扶贫）（2）病毒危害的严重性病毒留在体内，通过复制方式繁殖、增多，繁殖过程与细胞分裂过程相关。

病毒进入植物体内，随生长过程，发生系统感染，随无性繁殖代数增加，病毒在体内积累。最初无坏死斑点的症状，等病毒积累到一定程度时，就发生了园艺性状的改变。菊花13种病毒唐菖蒲5种土豆17种草莓24种康乃馨8种大蒜2种苹果36种葡萄26种桃23种

脱病毒（1）病毒对园艺植物的危害特点：

通过①昆虫传播，如红蜘蛛、蚜虫②土壤传播③机械创伤传播。病毒在植物体内存留，接种种子后，病毒在体内流动，使全株均感染病毒，但种子不感染。

病毒的发生是以一个种子的世代而消失的。逐渐完成根茎叶形态建成过程不断传播。不断移动。以营养体为繁殖材料的园艺植物普遍感染病毒，

对于观赏植物来讲，花序变短，花数少，花朵小。唐菖蒲，130厘米，一级切花标准的花序，但市场上的通常60－70为厘米，即为感染病毒后的表现。康乃馨，花瓣杂色条纹，花色淡，观赏价值降低。郁金香，花序短。辽西地区多种球繁殖，切花采植鳞茎，第二年花束变少，第三年花序变短。蔬菜作物：土豆的产量严重下降，引起所谓的“品种退化”，事实上，是病毒积累太多的缘故；生姜脱毒后产量是原来的四倍，多产于山东。⑶防治困难

病毒的繁殖过程与细胞的增殖相关，对病毒有效的药剂对植物本身也有伤害。所以，不能通过化学杀菌剂彻底消灭病毒。（在生长期内施肥，只能减轻而不能消除病毒）

土壤改良、消毒综合防治措施抗性品种

栽培措施（3）组培是脱病毒的有效途径

病毒是专性寄生物（离开寄主不能生产）

在自然界生存发展必须在寄主间转移，植物病毒从一植株转移或扩散到其他植物的过程称为传播

从植物体内的一个局部到另一局部的过程称为移动。植物体内病毒移动通过维管束，植物旺盛生长的分生组织属于未完全分化状态且细胞不断分裂增生，病毒含量少或无病毒如茎尖、根尖。这也是通过分生组织培养获得无毒植株的依据。

取分生组织部位的组织，0.1-0.2mm即可得脱病毒的植株，结合继代培养，得到脱病毒的种苗→田间种植→无病毒→AA级原种（一级）→扩繁A级（二级）→扩繁→生产种（三级）（并非完全没有病毒，是不带有本地区规定检疫范围内的危害性病毒，如潜隐性病毒、非潜隐性病毒、类病毒等）→用于生产.已分生状态及分化状态利用分生组织组培-脱掉病毒的状态。并非灭菌消毒。3、培育新品种⑴诱变育种（物理辐射、化学）

射线→变异→优秀单株→扩繁加倍

⑵自然变异（芽变）芽变→试管繁殖体系，用于抗旱、抗寒。4、次生物质的生产—应用于医疗、制药

利用的组培繁殖率高，繁殖速度快

植物次生物质的生产大多数采用提取分离法。即首先采集植物（栽培的或野生的），然后采用各种生化技术，将有用的物质从植物组织、器官中提取出来；再进行分离纯化，得到所需物质。从红豆杉中分离紫杉醇；从木瓜果中提取木瓜蛋白酶；从猕猴桃中提取维生素；从茉莉花中提取分离茉莉香精等。高山雪莲→组培体系→愈伤培养，沈阳浑南药厂，用于抗癌。5、物种资源的保存种质保存：利用天然环境或人工创造的适宜环境来保存种质保存，使个体中所含有的遗传物质保持其遗传完整性，且具有高的生命活力，并能通过繁殖将其遗传特性传递下去。

方式：继代、限制生长的保存、超低温防止变异的保存。种质→组培体系（试管）→低温贮藏（一年继代一次）→出瓶种植。6、组培—许多现代生物技术的基础

举例：人