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文档简介

1、愈伤组织诱导和分化,愈伤组织形态发生,愈伤组织培养的应用,愈伤组织继代培养,思维考试复习,愈伤组织培养,植物组织培养,1,愈伤组织培养,植物组织培养,第5,2章这个概念后来被引入植物组织培养领域。培养中的愈合组织是在外植体内部或切口表面形成的未分化组织,该组织具有再分化的能力。愈伤组织,第5章,3,愈伤组织培养,愈伤组织培养是将母体植物的各个部分切成外体,接种到无菌培养基上进行愈伤组织刘涛,生长,发育的技术。一般来说,植物组织都可以诱导愈伤组织的形成。愈伤组织培养,4,1节愈伤组织诱导和分化,愈伤组织培养,1,愈伤组织刘涛2,愈伤组织细胞分化,5,1,愈伤组织刘涛,愈伤组织培养,植物由细胞组成

2、,第一节愈伤组织诱导和分化,6,1去分化:停止分裂的成熟细胞转变为分生状态,形成未分化的愈合组织的现象。1节愈伤组织的诱导和分化,7,1,1,愈伤组织刘涛,其他外植体的比较:普通双子叶植物比单子叶和裸体植物更容易诱导愈伤组织。青少年细胞和组织比成人细胞和组织容易。二倍体细胞比单倍体细胞容易。1节愈伤组织诱导和分化,胡萝卜愈伤组织,8,1,愈伤组织刘涛,愈伤组织培养,愈伤组织培养中,根据不同培养目的,需要获得不同的外植体。外源激素是植物愈合组织刘涛过程中不可缺少的组成成分。1节愈伤组织的诱导和分化,9,2,愈伤组织细胞的分化,单个细胞或外植体中典型愈伤组织的形成,大约3个时期:(1)诱导期(2)

3、分裂期(3)分化期;再分化:愈伤组织在一定的培养条件下,通过胚胎形成两极的胚胎,或通过器官形成单极性的芽或根,形成完整的植物,这一过程一般称为再分化。1节愈伤组织的诱导和分化,11,2,愈伤组织细胞的分化,单个细胞或外植体中典型愈伤组织的形成,大约3个时期:(1)诱导期(2)分化期(3)分化期接种的植物材料的构成细胞通常为成熟细胞,处于静止状态,一般为分裂状态诱导期的长度取决于植物种类和外植体的生理状态及外部因素。菊芋1d,胡萝卜几天,不同的光照条件,不同的刘涛条件,一般弱光容易诱导,分割频率高。,第一节愈伤组织的诱导和分化,第13,2,愈伤组织细胞的分化,愈伤组织培养,外源激素是愈伤组织刘涛

4、过程中不可缺少的渡边杏组成部分,诱导剂可以诱导细胞开始分裂,外源生长物质经常调节其种类和浓度,诱导细胞开始分裂。最常用的是2,4D、NAA、IAA、细胞分裂素等。当2,4D处理处于静止状态的组织时,细胞的RNA含量会显着增加,2,4-D可能在分裂细胞的细胞核中积累。组织的机械损伤也是刺激因素,导致细胞开始分裂,愈伤组织经常出现在伤口上。一些天然提取物对诱导和维持愈合组织很有好处。常用的椰子汁(10)、0.5的酵母提取物和510的番茄汁。第一节愈伤组织的诱导和分化,14,2,愈伤组织细胞的分化,愈伤组织培养,分离前体外培养细胞的变化:切割和培养后短时间内细胞气体交换迅速增加。特别是在添加了生长素

5、的培养基中培养时,气体交换比没有生长素的培养基增加得快。聚核糖体持续增加。到m期每个细胞的RNA含量增加到300。蛋白质引起周期性积累。每个分裂细胞的总增加量约为200。酶活力也发生了一定的变化。DNA复制前DNA聚合酶活性增加。在分裂之前,与代谢相关的酶类也增加了,例如尿激酶和部分脱氢酶的活力。1节愈伤组织的诱导和分化,15,愈伤组织培养,(2)分裂期分裂期是指细胞分裂为两部分的方式,使详细细胞增殖的过程。外植体的细胞一旦诱导,细胞就会脱分化,其外层细胞开始细胞分裂。细胞数量迅速增加。胡萝卜组织培养7d可以使细胞数增加10倍。每个细胞的平均新鲜重量下降。这是因为新鲜重量的增加赶不上细胞数量的

6、增加。2,愈伤组织细胞分化,1节愈伤组织诱导和分化,16,愈伤组织培养,正在分裂的细胞体积小,内部没有液泡。就像是尖锐的分生组织细胞。细胞的核和核增加到了最大。细胞的RNA含量下降,DNA含量不变。随着细胞分裂和组织生长,组织的总干重量、蛋白质、核酸含量大幅度增加,新细胞壁的合成速度很快。处于分裂期的愈合组织的特点是细胞快速分裂,结构疏松,组织结构不足,颜色浅透明。2,愈伤组织细胞的分化,1节愈伤组织的诱导和分化,17,愈伤组织培养,(3)愈伤组织培养,(3)愈伤组织停止分裂细胞的生理代谢变化,形成具有多种形态和功能的细胞构成的愈伤组织。细胞分裂结束时,细胞内发生了一系列形式和生理变化,细胞的

7、形态和生理功能分化,产生了形态和功能不同的细胞。分化期愈合组织内的细胞主要出现以下变化。第二,愈伤组织细胞的分化,第一节愈伤组织的诱导和分化,18,愈伤组织培养,(1)细胞分裂部位和方向变化分裂期的细胞分裂仅限于组织的外延,主要是平珠分裂。分化期开始后,组织表层细胞的分裂逐渐减慢,直到停止。然后,定向到愈伤组织内部深处部分区域的细胞开始分裂,分裂面的方向改变,肿瘤型结构的外观和内部分化出现了。第二,愈伤组织细胞的分化,第一节愈伤组织的诱导和分化,19,愈伤组织培养,(2)分生组织肿瘤和血管组织形成快速生长的愈伤组织,非常相似,愈伤组织生长速度慢,出现特殊的形状和结构。生长中的愈合组织的一个共同

8、特征是形成由分生组织构成的肿瘤型结构,成为不再分化的生长中心,在其周围产生扩大的薄膜细胞。肿瘤结构分布在愈伤组织块中。形成血管组织,但不形成血管系统,分散的节相和短束结构,可以由木质部组成,也可以由木质部、韧皮部、甚至形成层组成,细胞分裂素对促进组织的官化有重要作用。2,愈伤组织细胞的分化,1节愈伤组织的诱导和分化,20,愈伤组织培养,(3)细胞体积不再减少时,外植体细胞的大小发生了很大变化,生长愈伤组织的细胞平均大小不再减少,此后相对不变。(4)薄壁细胞、分生细胞、关税浦、石细胞、纤维细胞、色素细胞、毛细胞、细胞实体等不同种类的细胞出现。(。(5)有一定的形态特征,生长旺盛的愈伤组织通常有硫

9、磺或白色,有光泽,浅绿色或绿色,老化的愈伤组织大部分变成黄色或棕色。第二,愈伤组织细胞分化,第一节愈伤组织诱导和分化,21,愈伤组织培养,不同外植体来源的愈伤组织具有一定的均匀性。例如,叶栅组织细胞和根细胞在大小和形态上有一定的差异,但两者诱导的愈合组织失去了原来的差异,变得比较均匀。刘涛条件不同,愈伤组织的形态和物理性质也有一定的变化。有些硬,有些软。例如,柑橘子叶培养中,MS在附着1mg/l NAA和0.2mg/l 6-BA的培养基上形成的愈伤组织,是在MS上形成的愈伤组织,其坚硬如肿瘤,0.2mg/l 2,4-D,0.2mg/l 6-BA培养基上形成的愈伤组织。第二,愈伤组织细胞的分化,

10、第一节愈伤组织的诱导和分化,22,愈伤组织培养,纹理不同的两种愈伤组织有时会徐璐变化,有时不可逆。脆的愈伤组织由松散排列的细胞组成,硬的愈伤组织由紧密排列的细胞组成。添加高浓度生长物质可以使坚硬的愈伤组织变脆。相反,如果减少或去除生长物质,脆的愈合组织会变得坚实。脆的愈合组织是悬浮培养的最佳材料,通过一些机械振动,将组织分散成单细胞或少数细胞组成的小细胞团,从而在培养中快速增殖细胞。坚实的愈合组织中的细胞往往紧紧粘在果胶上,无法形成良好的悬浮系统。(莎士比亚,哈姆雷特),2,愈伤组织细胞的分化,第一节愈伤组织诱导和分化,23,愈伤组织培养,诱导愈伤组织继续在原来的培养基中培养,细胞不可避免地分

11、化,产生新的结构,但如果及时转移到新鲜的培养基中,愈伤组织内的细胞就会无限分裂,一般来说,愈伤组织长到直径23厘米时,就会从外植体分离出来。快速生长的愈伤组织大多颜色浅,纹理松弛。要想进行愈合组织的分化和再生,必须选择生长缓慢的愈合组织。2,愈伤组织细胞的分化,第一节愈伤组织的诱导和分化,24,2植物,1,培养基,培养条件,2节愈伤组织的继代培养,26,愈伤组织培养,细胞分裂素和生长素使用浓度之间的关系。细胞分裂素/生长素,1,培养基,培养条件,2节愈伤组织的继代培养,27,愈伤组织培养,3有机成分糖,硫胺素,烟酸,吡啶醇,肌醇,甘氨酸,水解酪蛋白,水解乳蛋白糖将外植体能量培养基的渗透压对细胞

12、增殖和体细胞胚的形成有很明显的影响。尤其在火药培养中受到重视。不同种类和浓度的糖对组织培养的增殖和以后的长期分化有明显的影响。常用的有果糖、葡萄糖、甘蔗等,使用量一般为2070gL。1,培养基及培养条件,2节愈合组织的继代培养,28,愈合组织培养,4物理性质包括培养基形式(固体或液体)、渗透压力、pH等。它对形态的发生有明显的作用。胡萝卜和石甘柏的培养过程中,需要改变培养基的形态,才能使幼苗分化良好。方法是在诱导愈合组织的第一阶段,在固体琼脂培养基上进行。细胞和体细胞胚胎增殖的第二阶段需要在液体培养基中完成。第三阶段要从胚胎体发展到植物,转移到固体琼脂培养基上培养。1,培养基及培养条件,2节愈

13、伤组织的继代培养,29,愈伤组织培养,培养基的水分在一定程度上影响芽的分化,常常随培养基的失水和养分消耗而变化。培养基的pH值应调整到5.66.0范围,过高或过低会对组织培养产生不利影响。1,培养基,培养条件,2节愈伤组织的继代培养,30,愈伤组织培养,(2)培养条件1光在组织培养中对器官的作用不是提供光合作用能量,而是诱导反应。除了一些植物组织培养需要在黑暗中生长外,一般还需要一定的光照条件,以满足幼苗的形成、根的发生、芽的分化、体细胞胚的形成等分化和形态。1,培养基,培养条件,2节愈伤组织的继代培养,31,愈伤组织培养可调节亮度,光照时间,光质,以满足光照条件的要求。例如,对短日照敏感的葡

14、萄品种,切割茎的组织培养物只能在短日照条件下形成根。对于烟草愈伤组织,为了刘涛芽的形成,有效光谱为蓝张艺兴,红光无效;但是红光对诱导根的形成很有效,但蓝光不起作用。1,培养基,培养条件,2节愈伤组织的继代培养,32,愈伤组织培养,1,培养基,培养条件,2节愈伤组织的继代培养,2温度在植物组织培养中以24 28的恒温条件进行,可以更好地在一般植物中形成芽,有些植物需要在一定的日交上培养。耶路撒冷阿蒂措克最好在白天28日和晚上15的条件下形成根。33,愈伤组织培养,继代培养物的分化潜力主要影响以下两个因素:1生理因素2遗传因素,2,继代培养物的分化潜能,2节愈伤组织的继代培养,34,愈伤组织培养,

15、1生理因素在组织培养过程中逐渐消耗与母体中原器官形成相关的特殊物质,导致继代培养物分化潜能的变化。胡萝卜组织培养,第一代中要放10-6米的IAA才能获得最大生长量,但多次代代培养后,未放IAA的培养基中也能获得同样的生长量,这表明植物材料内部发生了生理生化变化。不同植物保持分化潜能的时间不同,差异很大。胡萝卜是在原始培养过程中失去分化能力的部分组织,添加腺嘌呤、酪蛋白、酵母汁等,然后将器官分化能力恢复到一定水平。,2,继代培养物的分化潜能,2节愈伤组织的继代培养,35,愈伤组织培养,2遗传因素愈伤组织的长期继代培养会导致细胞内染色体的变化。例如多倍体、非机体、染色体丢失、染色体破裂或重组,可以将物质转化为混合组织。愈伤组织系培养物染色体的不稳定性不利于维持供应体植物的遗传稳

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