植物组织培养绪论.ppt

1、植物组织培养技术，第一章绪论一，植物组织培养的概念(一)概念植物组织培养(Plant tissue culture )广义上指在无菌条件下，在特定的培养基上培养离体植物器官、组织、细胞和原生质体的技术。 (2)主要特征1是在培养容器中进行2无菌培养环境，排除了真菌、细菌、害虫等微生物侵入的3种环境因子，如营养因子、激素因子和光、温度等物理因子可以人工控制，达到最佳条件。 4随着打破正常植物发育过程和结构的5单细胞和原生质体培养技术的发展，可以操作植物的微细结构。 (3)植物组织培养类型：根据分类可分为不同的类型。 1 .根据培养材料的不同，可分为完全的植物体培养(Plant Culture )

2、 :幼苗和大的植物体等的培养。 胚胎培养(Embryo Culture ) :包括成熟胚、幼胚、子房、胚珠等培养。 器官培养(Organ Culture ) :包括离体根、茎、叶、果实、种子、花器官的培养。 组织培养(Tissue Culture ) :例如分生组织、薄壁组织、进口组织培养。 细胞培养(Cell Culture ) :指培养单细胞或小细胞块。 原生质体培养：培养去除细胞壁得到的原生质体。 矮牛茎尖离体培养，牡丹成熟胚的离体培养和快速繁殖matureembryocultureandrapidpropagationoftreepeony，小月季茎离体培养，烛叶离体快速繁殖，大蒜根尖

3、培养和植物再生，大蒜试管鳞茎诱导， 人参细胞悬浮培养非洲紫罗兰的原生质体分离、培养和植物再生，通过2 .再生途径：器官发生途径(Organogenesis ) :直接器官发生途径：植物器官可以直接从外植体诱导。 用茎尖培育。 间接器官的发生途径：成熟细胞经过去分化(dedefrentiation )和再分化(redifferention )的过程形成新的组织和器官的过程。 像叶子一样培养。 体细胞胚胎发生(Somatic embryogenesis ) :体胚胎发生途径是指二倍体或一倍体体体细胞在特定条件下不融合性细胞，而是通过与合子胚胎发生类似的途径发育新个体的形态发生过程。 经体胚发生与合

4、子胚相似的结构称为胚状体(embryoid )或体细胞胚(somatic embryo )，直接器官发生间接器官发生，体细胞胚发生，贯叶金丝桃不定芽直接再生过程，最佳培养基中没有蔗糖1 %5%蔗糖，bappbap 0.1 mg/非洲堇叶培养无lnaa，培养基无1%蔗糖5%蔗糖，无bapbap0.1mg/lbap5.0mg/lnaa，优化台湾百合的离体培养，大花蔷薇原球茎的增殖和植物再生，器官的发生途径(原球茎的形成)，大蒜愈伤组织培养，日本禾本科牧草体胚的发生过程菊花体细胞胚的发生和植物的再生、大蒜体细胞胚的发生过程、人工种子(Artificial seed，Synthetic Seed )

5、:指植物离体培养中发生的胚状体或不定芽被含有营养和保护功能的人工胚乳和人工种皮包着，形成可以发芽的颗粒体作为繁殖材料。 3 .根据培养基的种类不同，固体培养(Solid culture):琼脂、卡拉胶等会固化。 半液半固体培养(Semisolid Culture ) :固液双重。 液体培养(liquidcrysculture ) :振动、旋转、静置培养。 液体培养的优点： a不使用凝固剂，节省生产成本，b营养吸收充分，c操作流程简化。固体培养：液体培养，体胚液体培养，不同种类的液体培养装置：液体培养系统，菠萝种苗液体培养系统，丹参毛状根培养，二，植物组织培养发展简史一，理论准备阶段(探索阶段)

6、 (20世纪30年代前)1667年，钩子(R. Hooke )发现了细胞1756 18381839，Schleiden(1838施莱登提出植物细胞说)和sch wann (认为细胞说也适用于动物)创立了细胞说。 1902年德国的Haberlandt (哈布兰特):植物离体细胞培养试验”。 提出高等植物器官和组织可以不断分割到各个细胞，提出大胆地用试管培养植物，预言体外细胞在生理发育中有潜在的全能性。 也就是说，所有植物的细胞都有在适当的条件下继续分裂和繁殖，生长成独立的个体，增殖，分化成完整的植物的潜能。 Cell具有所有遗传信息和生长成完整植物的能力，而完整植物上的生活细胞受到整体Cell的

7、控制(即gene块or other的作用)，完整植物上的Cell细胞仅表达一定形态的生理功能。 上述阶段只是探索，没有实质性的进展，主要受当时的理论水平、科研和设备条件的限制，无法诱导完整的股票。 2、发展时期(建立阶段，从30年代中期到50年代末)组织培养的真正建立和发展，从1934年突破。 1933李继顿，沈同用银杏胚乳提取物培养银杏胚取得成功，(得到3mm以上大小的胚，可以正常生长为小株)胚乳提取物可以促进银杏的离体胚的生长，为后代利用植物组织提取液促进培养物的生长提供了实验依据。 这是第一次利用天然提取物。 1934年，美国白色在无机盐、糖类和酵母提取物的培养基上切番茄根部培养，建立了

8、第一个活跃生长的无性繁殖系。 代替无机盐、三种b族维生素、酵母的浸出液(19341968 )继1600多岁后也能正常生长。 1943年，怀特出版了第一部特辑植物组织培养手册 A Hand Book of Plant Tissue Culture。 1945年F.Skoog和崔澄发现腺嘌呤促进细胞分裂，产生芽。 Skoog和催澄在烟茎段和髓培养和器官形成的研究中，发现腺嘌呤和腺苷解除生长素(IAA )对芽形成的抑制作用，诱导芽形成。 1956年Miller发现驱动蛋白的效果是腺嘌呤的3万倍。 1957 Skoog和Miller提出了植物激素调节器官形成的概念细胞分裂素茎生长素根，1958 Rei

9、ner and Steward通过胡萝卜的愈伤组织和细胞培养，诱导分化产生体细胞胚，这是人类第一次实现人工体细胞胚，获得个体株。 爆发了Haberlandt的愿望，科学证明了全能性理论。 这个阶段，White等人的工作建立了植物组织培养的综合培养基，包括无机盐、有机成分和生长刺激因素，同时建立了植物组织培养的基本方法，为目前植物组织培养的技术基础。 成功原因： (1)植物生长调节物质的应用，控制离体细胞生长和分化；(2B族v生物素对植物细胞生长的重要认识和采用(1934，white)3white和Gautheret发展的基本方法，3快速发展阶段(60年代以来) 可以归纳为以下四个方面： (1)

10、基础研究领域成绩显着： 1962 Murashige Skoog在烟草培养中筛选出了优秀的MS培养基。 1965 Vasil Hildebrandt成功地从分离培养的烟草单细胞中培育出了完全的再生株。 从细胞水平证实植物细胞具有全能性。 (2)原生质体培养突破： 1971 Takebe首次用烟草从原生质体中获得再生株。 再次确认植物细胞的全能性。 原生质体培养为外源基因的导入提供了理想的受体，促进了体细胞融合技术的发展细胞水平分子水平，(3)花药培养取得了显着的成绩： 1964 Guha首次实现了花药的离体培养。该技术主要用于遗传育种，可以大幅度缩短育种周期，提高效率。 我国科学家在烟草、水稻

11、、小麦多倍体培养中取得了重要成绩。 (4)微繁技术得到了广泛应用： 1960 Morel提出了分离早产兰的方法。 “兰的工业”现在微繁技术已经广泛用于各种经济作物的生产，结合茎尖分生组织培养脱毒技术，有助于无毒种苗的繁殖。 60年代以来，植物组织培养技术发展迅速，重要原因之一是离开实验室，通过选育优良品种、遗传育种与植物基因工程技术结合，对植物改良发挥了重要作用。 在组织培发展史上，我国科学家作出了多方面的贡献。 早期的李继顿、罗宗洛、罗士伟、崔瀓等做了很多宝贵的工作。 进入70年代以来，中国科学家在原生质体培养和花药培养上获得了世界公认的重要成绩，得到了世界同事的普遍重视和称赞。 我国成绩：

12、中国从70年代开始开展花药培养的多倍体培养(棉花、玉米、谷子、高粱、大麦)。 全国科技大会以来，中国在组织培养方面关注许多研究成果。 我国植物组织培养技术的普及度和技术水平都处于世界领先水平(周永青1990 )，中国是世界上从事植物组织培养人数最多、实验室面积最大的国家(陈维伦1990 )。 朱至清开发的N6培养基获得国家发明二等奖。 国家的“六五”、“七五”、“八五”和“九五”都把生物技术作为国家重点难关项目。 三、植物组织培养技术应用，一、优质种苗快速无性繁殖： (1)无性繁殖作物和不易繁殖的作物快速繁殖，园艺植物种苗工厂化生产，兰科植物生产，a、b、e、c、f、g，水烛属植物、厩类植物、盆栽和剪花植物繁殖，珍贵树种、无菌苗快速繁殖，无菌苗驯化经济植物快速繁殖，(2)通过茎尖培养生产脱毒健康种苗：草莓等virus-free tissue，茎尖培养脱毒，脱毒马铃薯种生物反应器液体培养，2，用于植物遗传育种的种资源脱体保存花粉花药培养产多倍体胚乳培养产三倍体的胚培养是杂种