植物组织培养技术(愈伤组织的分化与ppt课件

1、第三章植物组织培养技术(愈伤组织分化和再分化、去分化和形态发生)，目的和要求如下：1。了解愈伤组织形成的条件；2.掌握愈伤组织形成的过程；4.了解愈伤组织形态发生的规律；1.植物组织培养类型(根据外植体)；1.器官培养；2.茎尖分生组织培养，2，外植体培养的发展方向：腋芽萌发(固定芽)后产生的胚状体(原球茎)去分化直接产生不定器官，去分化后形成愈伤组织，间接离体繁殖和直接离体繁殖，3，概述：从愈伤组织到植株，4，愈伤组织培养：外植体(外植体)在无菌条件下培养原则：细胞全能性：植物细胞具有一套完整的遗传信息，可在特定环境条件下表达，产生独立完整的植株个体。去分化：成熟细胞转变为分生组织状态的过程

2、。恢复细胞分裂活动。再分化：在一定的培养条件下，去分化的组织或细胞转化成各种细胞类型的过程。5.愈伤组织形成的条件。1.脱离亲本植物：摆脱遗传控制和生理限制；2.某些培养条件：激素的类型和浓度是最重要的；(2，4-d) 3。内源激素水平：外植体的类型和外植体在植物上的原始位置。大量研究表明，高等植物的几乎所有器官，如根、茎、叶和花，以及各种组织，如皮层、茎髓和形成层，在适当的条件下都能在体外产生愈伤组织。6、愈伤组织形成过程，外植体中分化的活细胞在外源激素的诱导下脱分化后形成愈伤组织，这一过程大致可分为三个时期：诱导期、分裂期，7、诱导期：细胞分裂准备期的特点：1、细胞大小变化不大，外观无明显

3、特征；2.细胞内物质代谢旺盛，核糖核酸含量迅速增加，细胞核体积明显增大。诱导期的长短因植物种类、外植体的生理条件和外界因素而异。例如，胡萝卜的诱导期需要几天，而新鲜菊芋块茎的诱导期只需要22小时。然而，在储存5个月后，菊芋块茎的诱导期必须延长到40小时以上。8、划分时期：划分时期的主要特征如下：1 .细胞数量迅速增加，但平均鲜重下降。2.细胞体积小，没有液泡。像根尖和茎尖的分生组织细胞特征。3.细胞核和核仁最大限度地增大。在4个细胞中，核糖核酸含量下降，而脱氧核糖核酸含量保持不变。9、形成期(分化期):是指外植体经过诱导和分裂后形成结构紊乱的愈伤组织，并分化形成器官的时期。主要特点如下：1 .

4、平均细胞大小相对稳定。2.细胞分裂从局限于组织外缘的分裂转变为组织中较深的局部细胞的分裂。3.分生组织结节的形成。块状或片状分生组织。经络结节可以成为骨痂的生长中心。4.血管结节的形成。分生组织结节周围的细胞分裂成板层细胞，形成管胞、纤维细胞等维管组织，但不形成维管系统。5.形成不同形状和功能的细胞。因此，有人称这一时期为分化期。10、愈伤组织的继代培养，继代培养：将培养物转移到新鲜培养基中继续培养的过程。目的：愈伤组织总是处于旺盛的分裂期，去分化细胞继续分裂，从而形成愈伤组织。愈伤组织在培养基上生长一段时间后，由于营养物质的耗竭、水分的损失和代谢产物的积累，如果愈伤组织留在原培养基上继续培养

5、而不进行继代培养，它们将不可避免地分化并产生新的结构。通过继代培养，愈伤组织可以无限期地保持未分化增殖。11，愈伤组织的优良特性，1，从这些愈伤组织获得再生植株的高胚胎发生或再分化能力。2.很容易破碎，以便用这些愈伤组织建立良好的悬浮系统，并在必要时从它们中分离全能原生质体。3.较强的自我增殖能力，能够用这些愈伤组织建立大规模的愈伤组织克隆。4.经过长期的继代培养而不丧失胚胎学，就有可能对它们进行各种遗传操作。12，3愈伤组织形态发生模式，愈伤组织分生组织团可以再分化，即可以进行形态发生，并且可以再生完整的植株。愈伤组织形态发生有两种方式：1 .未固定的芽；2.体细胞胚状体；13.1.不定芽，

6、指愈伤组织培养的器官发生和植物通过形成不定芽而再生。有三种方法：(1)先形成芽，然后在茎基部长出根来形成小植株，这是大多数植物的情况；(2)先生根，然后从根部分化出芽，形成小植株。在这种情况下，很难诱导芽的形成，尤其是单子叶植物；(3)首先，在愈伤组织附近的不同部位形成芽和根，然后它们结合形成小植株。14，2体细胞胚是指胚、胚根和下胚轴经愈伤组织培养诱导分化后，长成完整植株的胚状体结构。愈伤组织形态发生的调控主要受三种因素控制：外植体本身的培养环境。(1)材料本身1。不同植物品种的器官分化能力明显不同。例如，烟草、胡萝卜和短命植物容易诱导器官形成，而谷类、豆类和棉花则很难。由同一植物的不同器官

7、或组织形成的愈伤组织通常在生理或形态上几乎没有差异。但是对于一些植物来说，有明显的区别。例如，油菜的花器官比叶和根更容易分化成幼苗，水稻和小麦幼穗的幼苗分化频率高于其他器官。3生长年龄较小的外植体不仅容易诱导愈伤组织形成，而且容易诱导分化为植株。例如，油菜植株自下而上的茎培养结果表明，下部器官形成频率较低，上部越高，幼苗分化频率越高。培养基1生长调节剂：细胞分裂素/生长素的比例是控制芽和根形成的重要条件之一。激素控制理论：高细胞分裂素/生长素比例有利于芽的形成；当这一比例较低时，有利于根系的形成。这样，通过改变激素的类型和浓度，可以有效地调节培养组织的器官分化。不同激素的作用是不同的：如NAA

8、，生根效果比吲哚乙酸和吲哚乙酸好，但吲哚乙酸和吲哚乙酸产生的根较强，而NAA产生的根较细。2，4-D通常有利于愈伤组织的诱导。18，愈伤组织分化，19，(2)培养基2无机营养元素在植物组织培养中，细胞生长也需要植物生长必需的元素。它的影响不像荷尔蒙那样明显。-各种植物所需的每种元素的量，特别是大量元素的量是不同的。例如，生根培养需要较小浓度的无机离子，所以通常使用1/2MS或White。愈伤组织缺乏的症状如下：(1)某些组织(如绞股蓝)表现出非常吸引人的花色苷颜色；无法形成导管。氮、钾、磷细胞过度生长，形成层组织减少；硫磺显然是绿色的。铁细胞分裂停止。硼细胞分裂停滞，细胞伸长。锰或钼影响细胞伸

9、长。培养基3的有机成分，如糖、维生素B、肌醇和绿原酸，满足愈伤组织生长和分化的要求。氯代酸、嘌呤和嘧啶促进器官分化。例如，水解酪蛋白含有多种氨基酸，在器官分化培养中添加一定量是有益的。21，(2)培养基的物理性质4:固态或液态、渗透压等。它对形态发生有明显的影响。培养基状态：第一阶段诱导愈伤组织的固体培养基，第三阶段细胞和胚状体增殖的液体培养基，将胚状体发育成可移植植株的固体培养基。培养基渗透压对细胞增殖和胚状体形成有明显影响。例如，油菜的培养应在高糖(9-10%)培养基中进行，这有利于细胞增殖和胚状体的形成。22.(3)文化环境条件1。光周期的影响：在愈伤组织诱导阶段，根据植物种类和培养目的决定。通常采用三种方法：全黑暗、周期性照明和散射照明。对某些植物来说，三种培养方法的结果大不相同。例如，芦笋在完全黑暗条件下诱导的愈伤组织比周期光照条件下诱导的愈伤组织好得多；散射光条件下大豆愈伤组织诱导效果较好。器官发生阶段：通常最好给予周期性的光照。光周期的长度因植物种类而异，对于大多数植物来说，最好是黑暗8-10小时。也有例外。一些植物如芦笋需要16小时的光照和12小时的黑暗。23，(3)培养环境条件2。22-25恒温培养。嗜热植物：茄科、葫芦科、兰科、禾本科等26-28种。凉爽植物：百合科、十字花科、菊科等。培养周期中昼夜温差的影响：国内关于小麦和水稻花药培