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植物组织培养论文

植物组织培养论文
植物组织培养论文

植物组织培养的发展及其应用

刘兆书、王梦瑶、王瑞雄、尹树明、左通通

(石河子大学,生命科学学院,新疆石河子,832000)

摘要:植物组织培养作为一种有效的技术手段已被广泛应用于生产实践的各个领域。本文从植物组织培养技术的发展,总结了植物组织培养的发展历史及发展现状,重点介绍了组织培养技术在育种和脱毒快繁方面的应用,为今后植物组织培养的进一步发展和应用打下基础。

关键词:植物组织培养;发展;快繁;脱毒;育种

德国的植物生理学家Haberlandt提出细胞全能性理论以后,在无数科学家的努力下,植物组织培养经过近百年的发展历程后,该技术日趋完善和成熟,得到了广泛的应用。随着科学技术的不断发展,研究领域的不断拓展与深入,植物组织培养技术的应用也越发的广泛。育种方面的应用非常广泛,已经形成了一门理论和技术;在工厂化育苗方面,产生巨大的经济及社会价值;同时植物组织培养技术的发展也促进设施农业、食品、工业、医药业等领域发展,现就植物组织培养技术的发展和应用作简单总结。

1、植物组织培养的发展

1.1植物组织培养的发展历史

1838-1839年,德国的植物学家T. Schleidon和动物学家T. Schwann提出细胞学说。1902年德国的植物学家Haberlandt提出:高等植物的器官和组织,具有植物细胞全能性。1904年Harming在无机盐和蔗糖溶液中对萝卜和辣根菜的胚进行培养,发现离体胚可以发育成熟,并提前萌发成小苗。1937年White 发现了B族维生素,建立了第一个由已知化合物组成的培养基,该培养基被定名为White培养基。同时法国的Gautherer和Nobecourt也发现了B族维生素的重要性,三个人被誉为植物组织培养学科的奠基人。1952年Morel和Martin通过茎尖分生组织的离体培养,从已受病毒侵染的大丽花中首次获得脱毒植株。1953-1954年Muir利用震荡培养和机械方法获得了万寿菊和烟草的单细胞,实施了看护培养,使单细胞培养获得了成功。1957年Skoog和Miller提出生长素和细胞分裂素控制器官形成。1958年英国学者Steward通过体细胞胚胎发生途径获得了人工体细胞胚,这一实验证实了Haberlandt的细胞全能性理论。到20世纪60年代组织培养进入快速发展阶段,在基础理论、实际操作方面不断取得进展,比如在植物体细胞杂交、单倍体育种、种质资源保存、快速育苗、人工种子制造、次生代谢物生产等方面取得了可喜的成果。

1.2植物组织培养发展现状

1.2.1国内的研究发展现状我国的组织培养与国外相比起步相对较晚,但发展却比较快。20世纪70年代我国掀起了单倍体育种的高潮,在作物育种上取得了一些实用性的成果。据不完全统计,目前我国用花药或花粉育出的植物已超过22科52属160种。目前我国组培已经进入了生产阶段,实现了花卉、果树、蔬菜等100多个品种的工厂化生产。花卉出口年创汇达800多万美元。

1.2.2国外植物组织培养的研究发展现状国外的组培发展的比较快,20世纪70年代在美国形成了兰花产业。80年代后,以商品为目的的组培苗生产量以

20%-30%的速度递增,年产组培苗在10万株以上的植物微繁殖公司约占50%,年产量大于50万株的公司约占25%,整个西欧年产组培苗达2亿多株。

2、工厂化植物快繁及脱毒方面的应用

组织培养技术有几乎不受地理环境和季节的限制、遗传背景一致、生长周期短、成本低等诸多优点。同时,结合茎尖培养方法可以去除植物病毒、使植物复壮、提高质量和产量,所以,离体快繁和植物脱毒是目前植物组织培养应用最广泛的一个方面,尤其在兰花、名贵树种、马铃薯、草毒等无性繁殖为主的植物显的更是尤为重要。据估计,目前全球有关生物技术产业的年交易额约为 1 500亿美元,其中50%一60%与农业有关。植物组培苗的贸易额约占总额的10%,即150亿美元,并以每年15%速度递增。

在我国,离体快繁育苗技术的开发应用起步于20世纪80年代初。如华乐种苗有限公司,年生产能力在500万株以上兰花克隆苗,主要出口日本、美国、荷兰、德国等,北京杉友兰业生物科技有限公司,年生产能力为350万株兰花克隆苗,连云港振兴恒巨生物科技有限公司,年生产蝴蝶兰克隆苗3 000万株,产品远销欧洲、美洲、亚洲等十多个国家和地区。据不完全统计植物快繁涉及观赏植物、蔬菜、果树、药材等300种以上,其中观赏园艺植物约200种,约占60%。在脱毒方面,如通过脱毒的马铃薯、甘蔗、甘薯、大蒜、草毒、香蕉平均可以增产30%以上,兰花、水仙、康乃馨、大丽花通过脱毒后植株生长势强、花色艳丽、花朵大、产量高。

3、在植物育种上的应用

植物组织培养技术对培育优良作物品种开辟了全新的途径。目前,国内外已把植物组织培养普遍应用于作物育种,并在单倍体育种、胚胎育种、细胞融合育种、细胞突变育种、基因工程育种等方面取得了较大进展。

3.1单倍体培养育种

通过对植物的花药、花粉、未受精的子房或胚珠进行组织培养获得单倍体(其中以花药和花粉培养应用最为广泛),单倍体在培养过程中利用秋水仙素处理,可使染色体加倍,成为纯合二倍体植株,这种培养技术在育种上的应用称为单倍体育种。研究表明,常规育种一般需要8-10 天或更长的时间,而通过单倍体进行育种一般仅需要4-5 天的时间,单倍体育种具有程序简单、育种周期短、基因型一次纯合等优点,单倍体育种是常规育种程序和方法的重大改革,尤其在林业等生长周期长的物种中效果更为显著。因此,单倍体育种在国际上引起了很大的重视,各国纷纷开展单倍体育种方面的研究工作。

3.2胚胎培养育种

植物的胚(包括成熟胚和幼胚)、胚珠、子房和胚乳的离体培养技术统称为胚胎培养,其应用领域主要包括胚胎发育机理、克服杂交不亲合、胚胎拯救、克服自交不亲和、克服珠心胚的干扰、打破种子体眠、获得体细胞胚和人工种子等方面,因此在农作物、园艺作物、林木和药用植物上有着广泛应用。

在克服杂交不亲合、克服自交不亲和方面主要通过植物离体受精来实现,在广义上通过离体柱头授粉、离体子房授粉、离体胚珠授粉、离体精细胞和卵细胞融合等均称做植物离体受精。但严格意义上的离体受精或试管受精是20世纪90年代精、卵离体融合成功。该技术不仅可以克服植物授粉不亲和问题,还可以进行胚胎、种子和果实发育机理等基础研究。人工分离的精细胞和卵细胞融合后进

行合子胚培养,已在玉米、药用牡丹、婴粟、烟草等植物上获得成功。植物离体受精技术是植物细胞工程中的重要实验技术,为研究植物胚胎发育机理提供了新的实验系统,为开发新的植物转基因途径提供了可能。

胚培养在打破种子体眠应用较为广泛,种子体眠的原因很多,利用组织培养方式打破种子体眠一般有种胚发育不全或种子含抑制物抑制种胚发芽2种情况,如胚乳发育尚不完全的兰科种子可以通过组织培养的方式获得再生植棵,而莺尾属、蔷薇科、野麦等植物可以通过组织培养的方式打破抑制物对种子发芽的影响。另外,胚培养还可以应用于胚胎拯救。

胚乳培养的主要目的是获得具有利用价值的三倍体植株,再经过染色体加倍获得六倍体,从而育出多倍体新品种。目前有40多种植物的胚乳培养达到了不同程度的细胞分化或器官分化,不少植物已获得了再生植株。我国在马铃薯、小麦、水稻、苹果、桃、称猴桃等多种植物上得到了胚乳再生植株。同时,胚乳培养产生的混倍体,可用于染色体工程方面的研究。

3.3细胞融合培养育种

细胞融合所使用的材料一般是指利用除去植物细胞壁的裸露细胞即原生质体,通过原生质体融合,可克服种、属以上植物有性杂交不亲和性障碍,为广泛重组遗传物质开辟了新途径。同时,因去壁后的原生质体消除了核酶等对外源DN A的破坏,为携带外源遗传物质的大分子渗入细胞创造条伴。另外,在有些没有有性生殖能力或其有性生殖能力很低(如香蕉、木薯、马铃薯、甘蔗等)的植物作物改良中,体细胞杂交具有不可取代的重要性。通过大量的研究认为叶肉组织分离的原生质体较好,遗传性较为一致。在原生质体融合方面主要有物理(如电融合)、化学(如高PIE高钙、聚乙二醇)、生物(如仙台病毒)等融合方式。3.4细胞突变体育种

在研究中发现,通过愈伤组织获得的再生植株中常常出现基因型变异。这是因为无论是愈伤组织还是细胞培养,培养细胞均处在不断分生状态,容易受培养条件和外界环境(如物理因素、化学物质等)的影响而产生诱变。利用这一特点结合人工诱变方法包括物理诱变(Y射线、X射线、电子束、离子束、激光、紫外线等)、化学诱变(甲基磺酸乙醋、秋水仙素、叠氮化钠、平阳霉素、52BU ,EB等)和生物诱变(转座子插入突变、跳跃基因等)获得了一大批植物新品种和新材料。目前,这种方法已筛选出抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白、矮秆高产的植物突变体。

3.5基因工程育种

通过基因枪或农杆菌进行植物基因工程育种的关键环节之一是建立一个高效的组织培养再生体系。植物遗传转化的理想受体系统应具有高效稳定的再生能力,研究认为用于基因转化的受体系统,应具有80%-90%的再生频率,且每个外植体必须具有能再生的丛生芽,其芽数量越多越好。目前,用于遗传转化的受体主要有二种途径,一是外植体在激素的诱导下产生愈伤组织后再培养成体细胞胚即体细胞胚发生途径,二是诱导外植体产生单极性不定芽后再培养生成完整的再生植株即器官发生途径。目前,与组培技术结合的转基因的方法主要有农杆菌介导和基因枪两种方法。

参考文献:

[1]郝玉华.我国植物组织培养的发展现状与前景展望[J].江苏农业科学,2008(4):20-23.

[2]盛玉婷.植物组织培养技术及应用进展[J].安徽农学通报.2008(9):45- 47.

[3]李永欣,工义强.植物组织培养的应用研究概述[J].江苏林业科技,2005,32(3):44-46.

[4]王家麟.植物组织培养及其应用研究概况[J].黑龙江农业科学,2006(3):86-89.

[5]陈长征.植物组织培养脱毒快繁实验技术综述[J].安徽农学通报,2010,16(14):56-58.

[6]梁一池,杨华.植物组织培养技术的研究进展[J]. 福建林学院学报. 2002(8):23-26.

植物组织培养课程论文

植物组织培养技术论文—月季组织培养技术 系别:生命科学学院 专业:生物技术及应用 姓名:曹胜华 学号:200930771015

[摘要]月季为蔷薇科蔷薇属木本植物, 其花姿优美,花型丰富,花色齐备, 树型易修剪,栽培难度小;其花型大,美丽,幽雅,高贵。月季通常采用扦插、嫁接和压条繁殖,但是一些名贵品种扦插不易生根,主要靠芽接繁殖,而芽接速度慢,因而造成优良品种的月季苗供不应求。 [关键词] 月季组培 随着生物技术的迅猛发展,植物组织培养和细胞培养等现代生物技术得到普遍重视和应用,为月季的快繁和新品种的选育提供了新的途径,在月季的改良上显示了很大的应用潜力。以月季为试材进行组培试验,综述了月季组织培养、快繁的研究技术及进展,并对月季组培的最优条件进行了总结。本研究探索出的月季组培快速繁殖技术,在试管苗单芽诱导丛生苗、利用代用品培养降低组培成本、试管苗管外扦插生根、试管苗微型化长途运输等方面,较前人有所改进。 一.月季组织培养的研究进展 月季是世界栽培种类较多的多年生木本花卉之一。别名长春花、月月红、斗雪红、瘦客等,蔷薇科蔷薇属植物,其花姿优美,花型丰富,花色齐备, 树型易修剪,栽培难度小。其花型大,美丽,幽雅,高贵。在鲜花应用中,月季花的地位和比重与日俱增,是世界上著名的四大切花之一[1]。月季的花色可编制成完美的连续色谱。月季是重要的花卉,世界的销售额多年来稳居各类花)卉的第一或第二。月季的一大优点是分布极广,适应性良好,栽培容易。月季是四季常青花卉,花期长,花色多,芳香馥郁,由于其特殊的情感内涵和商品价值[2],被广泛应用于园林、庭院装饰,并可制成月季盆景,作切花、花篮、花束等。此外,月季花可提取香料,根、叶、花均可人药,具有活血消肿、消炎解毒等功效。当前,月季育种是花卉育种中最活跃的领域之一。月季通常采用扦插、嫁接和压条繁殖,但是一些名贵品种扦插不易生根,主要靠芽接繁殖,而芽接速度慢,因而造成优良品种的月季苗供不应求[3]。随着生物技术的迅猛发展,植物组织培养和细胞培养等现代生物技术得到普遍重视和应用,为月季的快繁和新品种的选育提供了新的途径,在月季的改良上显示了很大的应用潜力。同时,月季组培和遗传转化系统的建立也是体细胞克隆变异育种和基因工程育种的重要前期工作[4]。 月季原产我国,早在汉代就有历史记载。2 0 0年前,月季植入西方和各国的蔷薇结缘,繁育出成千上万新月季品种,现代月季( 分为茶香月季 HT、聚花月季 F、壮花月季 Gr|、攀缘月季 CI、微型月季 Mi n、以及中国月季 Ch等 9大系。 ) 也随之推广到除热带和寒带外的世界各地。目前世界各地广为栽培的月季,是以中国月季为主要亲本,经以长期杂交育种而选育成功的。月季在观赏植物中的地位是很高的,全世界各国人民都普遍喜爱月季,月季的销售额多年来稳居各类花木的前茅。月季的用途很广( 如用藤本月季布置长廊、拱门;树状月季装饰主干道等)。 国外月季花卉工厂化育苗开展较早,在某些国家和地区已成为获得巨额外汇的支柱产业。我们国家的组织培养技术与国外相比差距不大,但是产业化起步较晚。在加快科学技术转化为生产力的今天,植物组培技术广泛应用于月季花卉的繁殖育种.必将取得巨大的经济效益、社会效益和生态效益。月季生长繁殖速度较慢,应用组织培养技术可大大缩短它的增殖周期,快速繁殖优良品种。在短期内繁殖出数以万计的苗木,这些苗木的遗传特性和表型特性与母株完全相同,完全保持了母株的优良特性。月季花组

植物组织培养报告

植物组织培养报告内部编号:(YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128)

大蒜茎尖的组织培养 谢婷婷江宋青万嫣文吕凌宇一、实验目的 掌握植物组织培养的相关理论知识及操作方法; 通过自行设计并完成实验,提高动手能力和思维能力; 利用植物细胞的全能性,使大蒜茎尖经过脱分化作用形成愈伤组织,再分化为有结构的组织和器官,最终增殖培育出大量品质优良的大蒜试管苗。二、实验原理 植物组织培养是利用植物细胞的全能性原理。植物组织培养是在无菌环境下,将离体的植物器官、组织以至单个细胞,在人工配置的培养基上培养,使其能够继续生长,甚至分化发育成一完整植株的过程。植物的组织在培养条件下,原来已经分化停止生长的细胞,又能重新分裂,形成没有组织结构的细胞团,即愈伤组织。这一过程称为“脱分化”。已经脱分化的愈伤组织,在一定条件下,又能重新分化形成输导系统以及根和芽等组织和器官,这一过程称“再分化”。 三、实验材料、试剂和器材 1 供试材料 以购于府前菜场的大蒜为实验材料,实验在丽水学院生态学院组培实验室进行。 2 仪器与设备 超净工作台、培养事、电子天平、烧杯、容量瓶、玻璃棒、量筒、移液

管。 3 试剂 70%酒精、95%酒精、0.1%升汞、蔗糖、琼脂条、6-BA(1.5 mg/L;2.0 mg/L)、2,4-D(2.0 mg/L)、NAA(1.0 mg/L;)、IBA(2.0 mg/L)、10倍的大量元素、100倍的微量元素、100倍的铁盐、100倍的有机物。 四、实验步骤 1.培养基的配制及灭菌 诱导培养基:MS+6-BA 2.0 mg/L+2,4-D 2.0 mg/L 出芽培养基:MS+6-BA 1.5 mg/L+NAA 1.0 mg/L 生根培养基:MS+IBA 2.0 mg/L (1)将MS母液(10倍的大量元素、100倍的微量元素、100倍的铁盐、100倍的有机物)按顺序排列、检查是否失效。 (2)在装有3/4蒸馏水的容器中加入0.7%琼脂和3%蔗糖,加热溶化。(3)依次吸取适量各种母液移到容器中。 (4)用蒸馏水定容到相应体积。 (5)调节pH值(用0.1M的NaOH或HCl调节)至5.8-6.0。 (6)向培养基中加入适量激素。 (7)将配制好的培养基进行分装(20-30ml/瓶)。 (8)用两层称量纸包扎瓶口,并用橡皮筋扎牢,然后在高压灭菌锅中121 ℃下灭菌 20 min 。取出三角烧瓶放在台子上,冷却后备用。接种操作所需的一切用具(烧杯、培养皿、灭菌水等),需同时灭菌。 (9)将灭菌后的培养基于常温下放置一星期,观察有无污染。

论植物组织培养学习心得

论植物组织培养学习心得 摘要:经过大三一个学期,我有幸选修了一门有关丁植物组织培养的课程,作为一个人文院法学学生,我对丁理科,尤其是农学方面了解甚浅。我怀着无比激动和忐忑的心情上了这门课,毕竟对我来说这就像是开启了一个新世界的大门,所有一些知识都对我来说是新鲜的。经过一个学期的学习,我也掌握了一些植物组织培养方面的知识,虽然说并不是太多,但是我觉得这都对我以后的发展和开阔视野都提供了很大的帮助。 关键词:植物培养;植物组织与法学的关系;对自己的帮助 一、植物组织培养的学习内容 1、组织培养 植物组织培养,主要的原因有两个,第一个是为了基因转化做基础,还有一点是为了开发药用植物。 植物组织培养概念乂叫离体培养,指从植物体分离出符合需要的组织。器官或细胞,原生质体等,通过无菌操作,在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。植物组织培养概念(狭义) 指用植物各部分组织,如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株,也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养,愈伤组织再经过再分化形成再生植物。 它的作用大致分为三点:①组织培养是研究植物生长和分化规律的重要手段组织培养是在人工控制条件下培养外植体再生器官或植株的技术,可以在不受植株体其它部分干拢下研究被培养部分生长和分化的规律,并可以利用各种培养条件影响它们的发育进程。②组织培养是开展生物工程的基本技术各种基因转移和基因重组技术是组织培养基础上建应的。③组织培养可快速繁殖植物种苗目前组织培养在无性系的快速繁殖、无病蠹种苗培育、新品种的选育、人工种子和种

质保存、药用植物和次生物质的工业化生产等方面的应用已十分广泛。 2,马铃薯的脱蠹 脱蠹种薯是指马铃薯种薯经过一系列技术措施活除薯块体内的病蠹后, 获得 的无病蠹或极少有病蠹侵染的种薯,它具有早熟、产量高、品质好等优点。马铃薯 的产量和质量与种薯密切相关。种薯不行,产量和质量就会大打折扣,病蠹一旦侵 入马铃薯植株和块茎,就会引起马铃薯严重退化,并产生各种病症,导致马铃薯产 量大幅下降。因此,要经过一系列物理、化学、生物等技术活除薯块体内病蠹的种薯。这项技术我国早在6年前就在马铃薯主产区推行,通过这项技术可以实现大田 平■均增产30吩50% 那么到底是怎么脱蠹的呢?首先,应该做的是取材与消蠹。将欲脱蠹的品种块茎催芽,芽长4?5cm时,剪芽并剥去外叶,自来水下冲洗40min, 丁无菌室内用漂白粉溶液消蠹后,无菌水冲洗2?3次。其次第二个就是应该剥离和接种:在无菌室内,丁40倍的解剖镜下,剥取带1个叶原基的茎尖,接种丁M*尖培养基的试管中。试管中的M弘尖培养基包括大量元素、微量元素、有机成分和生长素、细胞分裂素、蔗糖和琼脂,pH值为5.8,经高压灭菌后使用,每试管接种1个茎尖。再次是有一个合适的培养条件,接种的茎尖培养丁25C、1500?3000lx光照条件下培养室内,3个月则长成3?4片叶的小植株。在无菌条件下,进行切段扩繁1 次,取部分苗进行病蠹检测。最后是病蠹检测,病蠹检测是茎尖脱蠹不可缺少的步骤,常用鉴别寄主即指示植物或血活学方法进行检测。经多次检测,及时淘汰血活学阳性反应或在指示植物上有症状的茎尖苗,无任何反应的茎尖苗即脱蠹苗用作繁殖。 3,植物组织培养应用在哪几个方面?第一点是植物组织培养是转基因技术不可或缺的技术。在我们现代科技,转基因技术是现代科技必不可缺的一项技术, 它应用丁现代生活的各个领域。尤其在植物组织培养方面很需要转基因技术。第二点,染色体不同倍性的多倍体植物产生。第三点是杂交离体培养可以克服受精前的 障碍,比如说对丁幼胚的培养,体细胞的融合。第四点是对植物进行的脱蠹。对植 物进行一系列的活除措施来使植物能大幅度的提高产量和植物的等级,让植 物长得更加健康。例如马铃薯,草莓,苹果,橘子都可以进行脱蠹。第五点是节约 地面积,并不受季节的限制。在我们学习过植物组织培养之后,我们通过技术的学习,可以对植物的种植面积进行更好的分配,而且也可以种植一些耐寒植物等都可

高中生物植物的组织培养技术知识点总结-word文档

高中生物植物的组织培养技术知识点总结高中生物植物的组织培养技术基础知识点 1、植物组织培养过程: (1)原理:植物细胞具有全能性。 (2)过程: 2、用途: (1)微型繁殖 微型繁殖就是用于快速繁殖优良品神的植物组织培养 技术,也叫快速繁殖技术。繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂,亲、子代细胞内DNA不变,所以能够保证亲、子代遗传特性不变。 (2)作物脱毒 作物脱毒是利用茎尖、根尖等无毒组织,进行微型繁殖,所获幼苗是无毒的。 (3)人工种子:通过组织培养技术,可把植物组织的细 胞培养成在形态及生理上与天然种子胚相似的胚状体,也叫作体细胞胚。这种体细胞胚有于叶、根、茎分生组织的结构。科学家把体细胞胚包埋在胶囊内形成球状结构,使其具备种子机能。所以,人工种子是一种人工制造的代替天然种子的颗粒体,可以直接播种于田间。 ①制作方法:人工种子是利用植物组织培养获得胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等,然后包上人丁种皮就形成了人工种

子,如图: ②优点:可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖;保持亲本的优良性状,因该过程为无性繁殖;节约粮食,减少种子的使用;可以控制添加一些物质,如除草剂、农药、促进生长的激素、有益菌等。周期短,易储存和运输,不受气候和地域的限制。 (4)细胞产物的工厂化生产:从人工培养的愈伤组织细胞中提取某种成分,如紫草素、香料等。 高中生物植物的组织培养技术重要知识点 1、植物细胞的全能性 (1)概念:具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能。 (2)原理:细胞内含有本物种的全部遗传信息。 (3)全能性表达条件:具有完整的细胞结构,处于离体状态,提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。 2、作物新品种培育 (1)单倍体育种: ①过程:植株(AaBb)通过减数分裂得到花粉(AB、Ab、aB、ab四种类型);对花粉进行花药离体培养(技术是植物组织培养);得到单倍体植株;对其幼苗时期进行秋水仙素处理;得到了正常的纯合二倍体植株(AABB、Aabb、aaBB、aabb四种类型)。

植物组织培养论文

植物组织培养的发展及其应用 刘兆书、王梦瑶、王瑞雄、尹树明、左通通 (石河子大学,生命科学学院,新疆石河子,832000) 摘要:植物组织培养作为一种有效的技术手段已被广泛应用于生产实践的各个领域。本文从植物组织培养技术的发展,总结了植物组织培养的发展历史及发展现状,重点介绍了组织培养技术在育种和脱毒快繁方面的应用,为今后植物组织培养的进一步发展和应用打下基础。 关键词:植物组织培养;发展;快繁;脱毒;育种 德国的植物生理学家Haberlandt提出细胞全能性理论以后,在无数科学家的努力下,植物组织培养经过近百年的发展历程后,该技术日趋完善和成熟,得到了广泛的应用。随着科学技术的不断发展,研究领域的不断拓展与深入,植物组织培养技术的应用也越发的广泛。育种方面的应用非常广泛,已经形成了一门理论和技术;在工厂化育苗方面,产生巨大的经济及社会价值;同时植物组织培养技术的发展也促进设施农业、食品、工业、医药业等领域发展,现就植物组织培养技术的发展和应用作简单总结。 1、植物组织培养的发展 1.1植物组织培养的发展历史 1838-1839年,德国的植物学家T. Schleidon和动物学家T. Schwann提出细胞学说。1902年德国的植物学家Haberlandt提出:高等植物的器官和组织,具有植物细胞全能性。1904年Harming在无机盐和蔗糖溶液中对萝卜和辣根菜的胚进行培养,发现离体胚可以发育成熟,并提前萌发成小苗。1937年White 发现了B族维生素,建立了第一个由已知化合物组成的培养基,该培养基被定名为White培养基。同时法国的Gautherer和Nobecourt也发现了B族维生素的重要性,三个人被誉为植物组织培养学科的奠基人。1952年Morel和Martin通过茎尖分生组织的离体培养,从已受病毒侵染的大丽花中首次获得脱毒植株。1953-1954年Muir利用震荡培养和机械方法获得了万寿菊和烟草的单细胞,实施了看护培养,使单细胞培养获得了成功。1957年Skoog和Miller提出生长素和细胞分裂素控制器官形成。1958年英国学者Steward通过体细胞胚胎发生途径获得了人工体细胞胚,这一实验证实了Haberlandt的细胞全能性理论。到20世纪60年代组织培养进入快速发展阶段,在基础理论、实际操作方面不断取得进展,比如在植物体细胞杂交、单倍体育种、种质资源保存、快速育苗、人工种子制造、次生代谢物生产等方面取得了可喜的成果。 1.2植物组织培养发展现状 1.2.1国内的研究发展现状我国的组织培养与国外相比起步相对较晚,但发展却比较快。20世纪70年代我国掀起了单倍体育种的高潮,在作物育种上取得了一些实用性的成果。据不完全统计,目前我国用花药或花粉育出的植物已超过22科52属160种。目前我国组培已经进入了生产阶段,实现了花卉、果树、蔬菜等100多个品种的工厂化生产。花卉出口年创汇达800多万美元。 1.2.2国外植物组织培养的研究发展现状国外的组培发展的比较快,20世纪70年代在美国形成了兰花产业。80年代后,以商品为目的的组培苗生产量以

植物组织培养基础理论与基本知识

第一章植物组织培养的基础理论与基本知识 第一节植物组织培养的基本概念及类型 一、教学目标: 通过对植物组织培养的概念和植物组织培养的类型的学习,使同学们对植物组织培养技术有大概的了解和认识,让同学们建立起对该学科学习兴趣。 二、教学效果目标: 1、理解、掌握植物组织培养的概念; 2、掌握植物组织培养的类型。 三、教学重点: 1、理解、掌握植物组织培养的概念; 2、掌握植物组织培养的类型。 四、教学难点: 1、理解、掌握植物组织培养的概念; 2、掌握植物组织培养的类型。 五、教学效果评价: 1、为了激发学生的学习积极性和主动性,不宜采用百分制的方法进行评价,而是采用A、B、C、D四个评价等级进行评价。 2、评价标准: A、能用自己的语言对植物组织培养的概念和类型等几个基本概念进行正确的描述,能熟练的判断植物组织培养的类型。能按时按量甚至超量完成

作业,并且无误。 B、能基本用自己的语言植物组织培养的概念和类型等几个基本概念进行正确的描述,能基本会判断植物组织培养的类型。能按时按量完成作业,基本无误。 C、在老师的指引下或参照课本基本用自己的语言对植物组织培养的概念和类型等几个基本概念进行正确的描述,能基本判断植物组织培养的类型。能按时按量完成作业,但错误较多。 D、基本不认真听课,课堂很随意,基本不听老师教导,对所学内容基本不懂,很少作作业。 六、采用理论教学。 七、教学时数: 2学时 教学过程 一、新课导入:约(10分钟) 以同学们感兴趣的动物克隆技术人手,向同学讲述克隆技术基础技术,然后转到植物组织培养技术上来。 二、新课:(约80分钟) 板书: 第一章植物组织培养的基础理论与基本知识

18知识讲解植物的组织培养技术

植物的组织培养技术 【学习目标】 1、指导植物组织培养技术的基本原理和基本技术。 2、掌握植物培养过程中使用的无菌技术(重点)。 3、掌握植物知识培养的基本过程及操作。 4、说出被子植物花粉发育的过程及花药例题培养产生花粉植株的两种途径。 5、说出花药离体培养的因素,学习话要例题培养的基本技术。 【要点梳理】 要点一、植物组织培养的基础知识【高清课堂:植物的组织培养技术 高清未发布 课题1:基础知识】 1、植物组织培养的基本过程: 离体的植物器官、组织或细胞,在培养了一段时间以后,会通过细胞分裂,形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化(去分化)。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫再分化。再分化形成的试管苗移栽到地里,可以发育成完整的植物体。植物组织培养的过程可以简要归纳为: 离体的植物器官、组织或细胞(外植体)???→脱分化愈伤组织???→再分化根、芽—→植物体。 2、植物组织培养的理论基础:细胞的全能性 要点诠释: 细胞的全能性与植物组织培养间的关系 ①细胞的全能性是植物组织培养的理论基础。 植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。植物细胞只有脱离了植物体,在一定的外部因素作用下,经过细胞分裂形成愈伤组织,才能表现出全能性,由愈伤组织发育、分化出新的植物体。 ②高度分化的植物细胞仍具有全能性的原因是所有体细胞均来自受精卵的有丝分裂,均有和受精卵相同的一整套遗传信息。 ③植物体的组织、器官的形成,是基因选择性表达的结果,其细胞的全能性受到限制,在离体状态下,其全能性才容易得以表达,表达的过程须经过脱分化和再分化。 ④容易进行营养繁殖的植物细胞,其全能性容易表达,易进行植物组织培养。 要点二、影响植物组织培养的因素 1、无机营养 (1)大量元素:除碳(C )、氢(H )、氧(O )外,还有氮(N )、磷(P )、钾(K )、钙(Ca )、镁(Mg )、硫(S )等元素。 (2)微量元素:包括铁(Fe )、铜(Cu )、钼(Mo )、锌(Zn )、锰(Mn )、钴(Co )、硼(B )和碘(I )等。 2、有机营养 (1)维生素类:植物组织培养中经常使用维生素C 、维生素B 1(盐酸硫胺素)、维生素B 6(盐酸吡哆醇)、维生素H (生物素)、叶酸和烟酸等,一般使用浓度为0.1~10 mol /L 。 (2)氨基酸:有甘氨酸、丝氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、水解酪蛋白(CH )和水解乳蛋白(LH )等,是重要的有机氮源。 (3)有机添加物:是一些成分比较复杂,大多含氨基酸、激素、酶等的复杂化合物,它们对细胞和组织的增殖与分化有明显的促进作用。 3、植物生长调节物质 植物生长调节物质是培养基中的关键物质,对植物组织培养起着重要、明显的调节作用。植物生长调节物质包括生长素、细胞分裂素及赤霉素等。

国内外植物组织培养技术的差距

国内外植物组织培养技术的差距 姓名:*** 学号:********* 指导教师:*** 专业班级:生物工程2009级1班 完成日期:2012-06-05

摘要 植物组织培养技术是农业生物技术中最早实现产业化并取得显著经济效益和社会效益的领域,在理论研究和生产实践中具有广泛的应用价值。通过对国内外植物组培的发展概况以及技术差距的分析,指出了我国植物组织培养技术的发展现状、目前存在的主要问题和应采取的措施,并对植物组织培养技术的发展作了展望。 关键词:组织培养概况差距展望 Abstract The plant tissue culture technology is agricultural biotechnology as the first realized industrialization and get a remarkable economic and social benefits of the field, in the theoretical research and production practice has wide application value. Through the domestic and international plant tissue and the development situation of the technology gap analysis, and pointed out the plant tissue culture technology's development present situation, the existing problems and the measures should be taken, and the development of plant tissue culture technology are discussed. Key words:Tissue culture situation gap looking

植物组织培养论文 红豆杉

植物组织培养课程论文 ——红豆杉的组织培养 红豆杉植物组织培养 摘要: 红豆杉属于裸子植物,主要分布在我国的云南、四川、西藏和东北,是一类具有重要开发价值的树木,它产生的紫杉醇通过临床试验被认为是最有希望的抗癌药物。自然状态下,紫杉醇的含量极低,仅占树皮干重的十万分之一,靠自然资源解决这一问题十分困难。同时由于自然状态下红豆杉的生长速度极慢,过量的人工采伐,是野生资源收到了极大的破坏,在一些主要产地已面临灭顶之灾,保护其野生资源和扩大药源已成为当前急需解决的矛盾。用播种育苗和扦插繁殖虽然可以在一定程度上缓解这种矛盾,但仍然无法满足需求,也不能从根本上解决问题。利用组织培养和细胞培养的方法来解决资源和药源的矛盾,已经成为国内外学者关注的问题。 关键词:红豆杉组织培养 随着生物技术的迅猛发展,植物组织培养和细胞培养等现代生物技术得到普遍重视和应用,为红豆杉的快繁和新品种的选育提供了新的途径,在红豆杉的改良上显示了很大的应用潜力。以红豆杉为试材进行组培试验,综述了红豆杉组织培养、快繁的研究技术及进展,并对红豆杉组培的最优条件进行了总结。 一、红豆杉的现状以及价值: 红豆杉是常绿乔木,小枝秋天变成黄绿色或淡红褐色叶条形,雌雄异株,种子扁圆形。种子用来榨油,也可入药。属浅根植物,其主根不明显、侧根发达,高30米,干径达1米。叶螺旋状互生,基部扭转为二列,条形略微弯曲,长1~2.5cm,宽2~2.5mm,叶缘微反曲,叶的端缘渐尖,叶背有2条宽黄绿色或灰绿色的气孔带,中脉上密生有细小凸点,叶缘绿带极窄,雌雄异株,雄球花常单生于叶腋,雌球花胚珠单生于花轴上部侧生短轴的顶端,基部有圆盘状的假种皮。种子扁卵圆形,有2棱,种卵圆形,假种皮杯状,红色。因为红豆杉的树皮有抗癌物质——紫杉醇,所以有许多人进入林中来剥树皮,使得红豆杉的数量急剧下降。 价值:红豆杉的药用价值主要体现在它的提取物——次生代谢衍生物——紫杉醇。“紫杉醇最早是从短叶红豆杉的种皮中分离出来的抗肿瘤活性成分。是治疗转移性卵巢癌和乳腺癌的最好药物之一,同时对肺癌、食道癌也有显著疗效、对肾炎及细小病毒炎症有明显抑制。”①紫杉醇的抗癌机理是:紫杉醇能与微量蛋白结合,并促进其聚合,抑制癌细胞的有丝分裂,有效阻止癌细胞的增殖。目前为了减少对野生红豆杉资源的破坏,人们开始计划用红豆杉的枝径叶部分,提取前体化合物10——去乙

植物组织培养的基本步骤

植物组织培养的基本步骤 成熟细胞离体——(脱分化)——分生细胞——(分裂)——愈伤组织——(再分化)——形态建成————完整植株。 培养基的主要成分 【水分】 【无机盐】1.大量元素:N,P,K,Ca,Mg,S(由相关的无机盐提供) 2.微量元素:Fe,B,Cu,Mn,Mn,Zn,Co 【有机营养成分】1.糖类 2.维生素 3.氨基酸 4.肌醇 5.天然有机物【植物生长调节剂】1.生长素 2.细胞分裂素 3.其他生长调节剂 【凝固剂】琼脂 【其他物质】1.活性炭 2.抗生素 3.抗氧化物质 4.硝酸银 培养基和组织培养用具的灭菌方式 【培养基,无菌水】高压蒸汽灭菌,0.105MPa灭菌15~30分钟 【移栽基质】曝晒,甲醛熏蒸或高压蒸汽灭菌0.14MMPa灭菌1~2h 【接种室,缓冲室】紫外线灯照射30min,或气雾消毒剂 【超净工作台】紫外线灯30min,之后打开风机过滤除菌 【外植体】不同的化学消毒剂浸泡消毒 【接种工具】70%乙醇浸泡或擦拭,之后用火焰灼烧灭菌 【培养室】3%来苏尔喷雾,或甲醛,气雾消毒熏蒸 【皮肤】先用肥皂洗手,接种前用70%乙醇擦拭 【瓶口,管口】70%乙醇擦拭,用火焰封口

【培养瓶表面】70%乙醇擦拭 【台面,桌面】70%乙醇擦拭或喷雾消毒 植物外植体的灭菌方式 【茎尖,茎段,叶片】1. 用70%乙醇浸泡30秒,再用无菌水冲洗1次。 2.用2%次氯酸钠浸泡15min或0.1%升汞浸泡5~10min。 3.若材料有绒毛,最好在消毒液中加入几滴吐温。 4.消毒时要不断震荡,使植物材料与消毒剂充分接触。 5.最后用无菌水冲洗3~5次。 【果实】1.用乙醇迅速漂洗一下,再用无菌水冲。 2.用2%次氯酸钠浸泡10min,用无菌水冲洗2~3次。 【种子】用10%次氯酸钠浸泡20~30min,或0.1%升汞消毒5~10min,然后再用无菌水冲洗3~5次。 【花蕾】1.用70%乙醇浸泡10~15秒,无菌水冲洗一次。 2.在漂白粉中浸泡10min,用无菌水冲洗2~3次。 【根及地下部器官】用0.1%升汞浸泡5~10min 或用次氯酸钠浸泡10~15min,再用无菌水冲洗3~5次。 【消毒后的外植体应及时按照无菌操作技术接种在适宜的培养基上】

植物组织培养知识点归纳教学提纲

第一章 1、植物组织培养:是指在离体条件下,利用人工培养基对植物的器官、组织、细胞、原 生质体等进行培养,使其长成完整植株 2、外植体:在植物组织培养中,由活体(in vivo)植物上提取下来的、接种在培养基上的 无菌细胞、组织、器官等均称为外植体。 3、愈伤组织:指在人工培养基上由外植体长出来的一团无序生长的薄壁细胞。 4、应用 一、农业上的应用 1. 种苗快速繁殖(rapid propagation) 2.无病毒苗(virus free)的培养 3.在育种上的应用(breeding) (1)倍性育种,缩短育种年限,杂种优势明显; (2)克服远缘杂交的不亲合性和不孕性(胚培养); (3)保存种质 (4)创造变异 二、在遗传学、分子生物学、细胞生物学、组织学、胚胎学、基因工程、生物工程等方面的应用。用于基因工程技术创造植物新种质。用于植物生长发育理论研究,包括生理学、病理学、胚胎学和细胞与分子生物学等。 三、利用组织培养材料作为植物生物反应器 第二章 1、细胞全能性(Totipotency):指任何具有完整的细胞核的植物细胞都拥有形成一个完整植 株所必须的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。 2、细胞分化(cell differentiation):指导致细胞形成不同结构,引起功能或潜在的发育方式 改变的过程。 3、脱分化(Dedifferentiation):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 和功能而恢复分生状态,形成无组织结构细胞团或愈伤组织 的过程。 4、再分化(Redifferentiation):指脱分化的细胞重新恢复分化能力,形成具有特定结构和功 能的细胞、组织、器官甚至植株的过程。 5、植物组织培养中常遇到的问题以及解决措施 一、污染及防治: 1、真菌污染后,如果已形成孢子,则必须经高压灭菌后扔掉。但若是细菌污染,只 要及时发现,将材料上部未感菌的部分剪下转接,材料仍可使用。 2、用抗生素等杀菌药剂的处理,会影响植物材料正常生长。 二、褐变及防止 (1)选择合适的外植体 (2)合适的培养条件 (3)使用抗氧化剂 (4)连续转移 三、玻璃化问题及其防止

2010-2014植物组织培养高考题汇编(含详解)汇总

1.(2014广东卷)(16分)铁皮石斛是我国名贵中药,生物碱是其有效成分之一,应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs,类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程如下: 在固体培养基上,PLBs的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如图17所示,请回答下列问题: ⑴选用新生营养芽为外植体的原因是,诱导外植体形成PLBs的过程称。 ⑵与黑暗条件下相比,PLBs在光照条件下生长的优势体现在,,。 ⑶脱落酸(ABA)能提高生物碱含量,但会抑制PLBs的生长。若采用液体培养,推测添加适量的ABA可提高生物碱产量。同学们拟开展探究实验验证该推测,在设计实验方案是探讨了以下问题: ①ABA的浓度梯度设置和添加方式:设4个ABA处理组,1个空白对照组,3次重复。因ABA受热易分解,故一定浓度的无菌ABA母液应在各组液体培养基后按比例加入。②实验进程和取样:实验50天完成,每10天取样,将样品(PLBs)称重(g/瓶)后再测定生物碱含量。如初始(第0天)数据已知,实验过程中还需测定的样品数为。 ③依所测定数据确定适宜的ABA浓度和培养时间:当某3个样品(重复样)的时,其对应的ABA浓度为适宜浓度,对应的培养时间是适宜培养时间。

【答案】(1)细胞分化程度低,容易诱导形成PLBs(2分);细胞的脱分化(2分)(2)生长起始快(2分),快速生长时间较长(2分);PLBs产量较高(2分);(3)①灭菌、冷却(2分);②75(2分);③PLBs重量和生物碱含量乘积的平均值最大(3分) 【解析】(1)新生营养芽分裂能力强,全能性容易表达;根据题干可知,PLBs类似愈伤组织,外植体形成愈伤组织的过程是脱分化。(2)据图分析,光照下PLBs的重量高于黑暗条件下,原因可能是光照有利于细胞增殖、叶绿体的形成和进行光合作用制造有机物。(3)①由于ABA受热易分解,所以各种液体培养基灭菌后,冷却,再加入不同浓度的ABA ②根据题干可知,实验50天完成,每10天取样,需要取样5次,4个ABA处理组,1个空白对照组,3次重复,因此每次取样需要记录15个样品中的数据,共需要测定样品数75 ③适量的ABA可提高生物碱产量,当样品的平均值最大时,所对应的ABA浓度和时间为最适。 2.(2014江苏卷)(9分)为了获得植物次生代谢产物,先用植物外植体获得愈伤组织,然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题: (1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为。 (2)在愈伤组织悬浮培养时,细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如右图所示。细胞干重在12d后下降的原因有;培养液中蔗糖的作用是、。 (3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经处理,会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目,压片前常采用纤维素酶和酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞(2n)经诱导处理后,观察到染色体数为8n的细胞,合理的解释是、。 (4)为了更好地获得次生代谢产物,生产中采用植物细胞的固定化技术,其原理与酵母细胞固定化类似。下列说法正确的有(填序号)。 ①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋②必须在光照条件下培养

植物组织培养教学设计说明

课题1 菊花的组织培养 ★课题目标 (一)知识与技能 1、熟悉植物组织培养的基本过程 2、理解细胞分化的概念及离体植物细胞的脱分化和再分化 3、通过联系农业生产实际,培养学生活学活用,理论联系实际的能力[来源:学|科|网] (二)过程与方法 归纳MS培养基的配制方法,并设计表格比较微生物培养基与MS培养基的配方的异同。 (三)情感、态度与价值观 通过阅读植物组织培养技术的发展史,课下查阅植物组织培养技术在生产实践中应用的资料,关注学生科学态度的教育,拓展学生视野,感受科学技术在生产实践中的重要价值。★课题重点 植物组织培养过程中使用的无菌技术 ★课题难点 植物组织培养过程中使用的无菌技术 ★教学方法 启发式教学 ★教学工具 多媒体课件 ★教学过程 (一)引入新课 上节课我们探讨学习了如何从土壤中分离出尿素分解菌和纤维素分解微生物及其计数方法。这节课我们来学习研究植物的组织培养技术。

(二)进行新课 1.基础知识 知识回顾:联系“植物细胞工程”,回答下列问题: 1.1具有某种生物全套遗传信息的任何一个活细胞,都具有发育成完整个体的能力,即每个生物细胞都具有全能性。但在生物体的生长发育过程中并不表现出来,这是因为在特定的时间和空间条件下,通过基因的选择性表达,构成不同组织和器官。 1.2植物组织培养技术的应用有:实现优良品种的快速繁殖;培育脱毒作物;制作人工种子;培育作物新品种以及细胞产物的工厂化生产等。 活动1:阅读“植物组织培养的基本过程”,讨论并完成以下问题: 1.3细胞分化:个体发育中细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。 〖思考1〗细胞分化是一种持久性的变化,它有什么生理意义? 使多细胞生物体中细胞结构和功能趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。 1.4愈伤组织是通过细胞分裂形成的,其细胞排列疏松而无规则,高度液泡化呈无定形状态的薄壁细胞。 〖思考2〗填表比较根尖分生组织和愈伤组织的异同: 1.5植物组织培养的过程可简单表示为: 活动2:阅读“影响植物组织培养的条件”,讨论并完成以下问题: 1.6材料:植物的种类、材料的年龄和保存时间的长短等都会影响实验结果。菊花组织培养一般选择未开化植物的茎上部新萌生的侧枝作材料。

浅谈植物组织培养及其应用---论文

浅谈植物组织培养及其应用 目前,生物技术正在世界突飞猛进地发展,而且在医学、农业、食品工业、能源工业、环境保护各个领域显示出极大的生产潜力。作为生物技术有力手段的组织培养,也日益受到重视,组织培养在农林作物的脱毒快繁、突变诱发、细胞工程和基因工程等方面都可以发挥作用。 当前人类正面临淡水资源短缺的困难,同时土地沙荒化、盐渍化也对人类造成威胁。我国是属于淡水资源缺乏的国家,除积极进行节用水,在农业上选育耐旱作物品种以及提高农作物的抗旱性之外,应用细胞工程技术快速繁殖固沙植物,筛选抗旱和抗盐的细胞突变体,以至利用基因工程方法将抗旱基因引入到禾谷类作物中,最终将会对干旱、半干旱及滩涂地区的开发利用产生极大影响。可喜的是,目前科学家们已做出积极努力,在渗透调节基因工程方面取得了有意义的进展。 总之,生物技术的应用将对我国农林生产带来革命性的变化,本节所讲的组织培养的基本原理及其应用,希望能引起读者广泛的兴趣,以便为不久的将来应用生物技术在解决我国旱区的实际问题上,能有所启迪。 一、植物组织培养中的细胞分化与器官建 (一)植物细胞的全能性 植物细胞的全能性即是每个植物的本细胞或性细胞都具有该植物的全套遗传基因,因此在一定培养条件下每个细胞都可发育成一个

与母体一样的植株。这个概念虽然在本世纪初已经提出,但在当时的技术条件下,在实践上并没做到,经过几十年来组织培养技术的不断改进,目前细胞的全能性不但在理论上完全被证实,而且为组织培养在实践上的应用奠定了基础。 植物细胞要表现出全能性,须经过几个步骤: 成熟细胞→分生细胞→胚状体→完整植株。 成熟细胞→愈伤组织→出根出芽→完整植株。 脱分化也就是已经分化定型的细胞,经过诱导成为重新恢复了分裂能力(也就是成为分生状态)细胞的过程。 不但植物体细胞可以表现全能性,花粉在培养条件下也可能进行脱分化,通过愈伤组织或胚状体发育成单倍体植株。 植物细胞为什么表现出全能性呢?就要从动物与植物细胞的区别说起。不论是植物、动物还是微生物,其代谢的分子基础基本是一样的,从微生物到人,遗传的信息是一致的。但动物与植物细胞区别还是很大的这差别主要地在于: 第一,自养与异养的差别。高等绿色植物是自养的,对营养的要求较简单,因此培养基的成分大部分为无机物和少量简单有机物。而高等动物是需要多种复杂营养的异养生物,它们从复杂的来源中吸收、消化和同化其营养,并通过血液将养分输送到全身细胞和器官。 第二,外界环境的差别。动物细胞直接所处的内部环境,以上对浓缩的形式来满足其营养要求。植物所处的环境变化大,它中收养分是以稀释的状态。植物细胞束缚在纤维素壁内,内部液泡保持相当稳

植物组织培养重点

器官培养:即离体器官的培养。植株培养:对完整植株材料的培养。 组织或愈伤组织培养:是对植物体的各部分组织进行培养或对由植物器官培养产生的愈伤组织进行培养,二者均通过再分化诱导形成植株. 细胞培养:是对由愈伤组织等进行液体振荡培养所得到的能保持较好分散性的离体单细胞或花粉单细胞或很小的细胞团的培养. 原生质体培养:是用酶及物理方法除去细胞壁的原生质体的培养。 初代培养:芽、茎段、叶片、花器等外植体在离体培养条件下诱导愈伤组织、侧芽或不定芽、胚状体过程植物组织培养:是指通过无菌操作分离植物体的一部分(外植体),接种到培养基上,在人工控制的条件下(包括营养、激素、温度、光照、湿度)进行培养,使其产生完整植株的过程。 愈伤组织:原指植物在受伤之后于伤口表面形成的一团薄壁细胞,在组培中则指在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则细胞,多在植物体切面上产生。 外植体:从植物体上分离下来的用于离体培养的材料。 植物细胞全能型:任何具有完成细胞核的植物细胞,能拥有形成一个完整植株所必须的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。 脱分化:已分化好的细胞在人工诱导条件下,恢复分生能力,回复到分生组织状态的过程。 再分化:脱分化后具有分生能力的细胞再经过与原来相同的分化过程,重新形成各类组织和器官的过程。胚状体:在离体过程中产生一种形似胚(具有明显的根端和芽端),功能与胚相同的结构。 褐变现象:指在接种后,其表面开始褐变,有事甚至会使整个培养基褐变的现象。 继代培养材料的玻璃化:当植物材料不断的进行离体繁殖时,有些培养物的嫩芽,叶片往往会呈半透明水迹状,这种现象通常成为玻璃化。 人工种子:通过植物组织培养的方法获得的具有正常发育能力的材料,外被有特定的物质,在适宜的条件下可以发芽成苗的植株幼体。 植板密度:形成的细胞团数/植板的细胞总数×100% 对称融合:双方原生质体均带有核基因组和细胞质基因组的全部遗传信息。 非对称融合:指一方亲本的全部原生质与另一方亲本的部分核物质及细胞质物质重组产生不对称杂种。 继代培养:是初代培养之后的连续数代的扩繁培养过程。目的:繁殖出相当数量的无菌苗,最后达到边繁殖边生根的目的。 细胞悬浮培养:将游离的植物细胞按一定的细胞密度悬浮在液体培养基中进行培养的方法。根据培养基的类型分为: 固体培养(琼脂、卡拉胶等固化),半液半固体培养(固液双层),液体培养(震荡、旋转或静置培养)。 液体培养的优点:不使用凝固剂,节约生产成本,营养吸收充分;操作过程简化。 组织培养按培养对象可分为:植株培养,器官培养,组织培养,细胞培养,原生质体培养。 植物组织培养一般过程:初代培养,继代培养,生根培养,驯化移栽。 植物组织培养的特点:培养条件可以人为控制,生长周期短,繁殖率高,管理方便,利于工厂化生产和自动化控制。 组织培养技术在农业生产上的应用主要体现于以下几个方面:快速繁殖优良苗木;获得脱毒苗;育种上应用;工厂化育苗。 1902年,德国著名的植物生理学家和植物学家哈伯兰特提出了高等植物细胞全能性。1958年,美国植物学家斯图尔德等人,用胡萝卜根韧皮部的细胞进行培养,得到了完整植株,证明了细胞全能性。 怀特于1943年发表了《植物组织培养手册》专著,使植物组织培养开始成为一门新兴的学科。 腺嘌呤与生长素的比例是控制芽和根形成的主要条件之一,这一比例高时,产生芽,这一比例低时,则形成根,相等则不分化。 标准的组培实验室包括:1、洗涤室,器具的洗涤,干燥和消毒,2、配置室,进行药品的保存,配置,消毒,分装等,3、灭菌室,培养基及使用器具的消毒与灭菌,4、接种室,进行材料的接种,内置超净工作

植物组织培养技术的应用

农艺·园艺农村经济与科技2018年第29卷第12期(总第440期) 1?植物组织培养技术原理 1902年,德国科学家Haberlandt预测植物细胞具有全能性:植物体的全部遗传信息存在于每一个植物细胞中,因此任何一个植物细胞都有可能发育成为一棵新植株。此后,无数植物学家献身研究,证实了此假说的正确性,并使植物组织培养技术诞生并迅速发展起来。植物组织培养是在指无菌环境中、适宜条件下,在培养基上培养植物的外植体并使其分化、发育成一个新植株。此技术有两个重要的过程:脱分化和再分化。所谓脱分化是指已经停止分化或分化程度高的细胞在适宜的培养条件下获得再次分裂分化的能力,形成愈伤组织是脱分化成功的标志。而后者是指愈伤组织在适宜的诱导条件下,发育成组织、器官、完整植株。随着科学技术的进步与发展,植物组织培养技术现已成熟应用于育种、遗传学、植物生理学、植物病理学等多个生物学研究领域;除此之外,医药、农业、园林、工业等行业的发展也离不开组织培养技术的发展。因此,组织培养技术已经渗透于多个领域,现简单综述其应用研究进展。 2?应用进展 2.1?单倍体育种 本物种配子染色体组数等于体细胞染色体组数的细胞称为单倍体细胞。植物的单倍体细胞包括花粉、花药、胚珠和未受精的子房细胞等,通过诱导这些细胞发育成单倍体植株,再经过秋水仙素等合适的处理,使染色体加倍,从而使植物恢复原来的染色体组数以获得正常植株的育种方法叫做单倍体育种。单倍体育种经过近60年的发展,现在已经广泛应用在多个领域:庄稼如马铃薯、红薯、小麦、高粱等的育种中,研究证明,单倍体育种大大缩短了育种周期;经济作物如烟草、番茄、棉花、苹果等的育种中,试验表明单倍体育种可以获得纯合的二倍体,具有可操作性强等优点;园林植物如:牡丹、菊花、吊兰、多肉等多种观赏植物中,实际证明单倍体育种增加了突变频率,为培育新品种提供了可能。我国单倍体育种技术的运用已经非常成熟,上世纪七十年代以来,我国科学家培育出的烟草“单育1号”、水稻“中华8号”等品种已经被多国科学家承认,在此技术的应用上处于世界先列水平。 2.2?种质库保存 近年来,由于无法规避的自然灾害和社会发展所必需的人类活动已经破坏了一部分植物的种质资源,导致了像红豆杉、银杏这些珍稀植物种濒危。为保证物种资源多样性,发展植物种质资源保存技术显得无比重要。目前,我国主要运用原位保存和移位保存两种方式保护种质资源。其中移位保存中的种质库保存是较普遍的被子植物保存方法——种子保存,无性繁殖的多年生植物常靠种质圃的方式保存。但是这两种方法存在保存时间短、保存质量低、耗费人力物力等不足之处。而植物组织培养保存种质资源就能克服这些缺点。甘薯试管苗库和马铃薯试管苗库是我国通过植物组织培养成功建立的两个试管苗库,把离体组织保存在试管里可以有效保存种质资源。除此之外,超低温保存技术也日渐兴起。所谓冷冻保存就是把离体植物组织用防冻材料保护处理后置于-196℃液氮环境中,此时细胞代谢完全停止,并阻断了变异的可能性,可以达到长时间稳定保存种质资源的目的。由此可见,利用植物组织培养技术保存种质资源是必然的发展趋势。 2.3?人工种子 随着植物组织培养技术的发展,科学家们模仿天然种子构想并发明出了人工种子,这一发明建立在胚状体的发现上。所谓胚状体是在离体培养未受精的细胞发育成的形状、功能都类似胚的细胞团,最先在胡萝卜离体培养中发现。众所周知,天然种子一般是由种皮、子叶、胚乳和胚组成。上文提到的人工胚状体相当于天然种子中的胚,完整植株就由胚发育而来。具有保护胚状体功能的人工种皮和人工配制的各种适合胚发育的营养物质作用类似于种皮和胚乳。携带方便、易于保存、保存时间长、成苗率高、节约粮食等都是人工种子带来的益处。据报道,能大量产生胚状体的植株有117种,可见人工种子具有广阔的应用前景。我国已经从事了将近40年的人工种子的研究,虽然部分植株的人工种子研制已经相当成熟,例如胡萝卜的人工种子制作。但是仍然存在待解决的技术问题,如:人工种皮昂贵且生产质量难以控制、人工胚乳配比难以掌握、发芽要求高等,这就要求我国有更多技术类人才投身试验。 2.4?植株去毒 植物组织培养技术的另一个重要应用是植株去毒、快速繁殖。众所周知,微生物无处不在,在大自然中生长的植物不可避免地会遭受到病毒的侵害,自然灾害或人为原因都有可能造成植物死亡,导致农作物、经济作物欠收,损失严重。传统的农药、杀菌剂等化学药物虽能达到一定的杀菌效果,但由于有机化合物含有有毒物质,对环境不友好,甚至会造成土壤、水体污染,植物体内农药残留的结果。而利用组织培养技术就能及时解决病毒带给植物的伤害,并且避免了污染。具体做法为:选取一株植物上没有被感染的健康组织(例如茎尖)经过特殊处理使组织细胞脱分化成愈伤组织,经再分化获得完整无毒植株。根据培养规模,一块离体组织在一年内可以分化得到数万株无毒苗,具有效率高、速度快、成本低的优点。世界上已经成功离体脱毒的常规作物有果树、蔬菜等,我国的甘蔗、香蕉、苹果等果蔬的组织培养脱毒技术已经相当成熟,显而易见的,组织培养去毒快繁技术应用前景广阔。 [参考文献] [1]?王卢平.植物组织培养技术的应用[J].农家顾问,2014(12). [2]?卢思.植物组织培养技术及应用[J].科技展望,2016(26). [3]?周权男等.植物组织培养在农业生产中的应用研究进展[J].北 方园艺,2014(13). [4]?张东旭等.植物组织培养技术应用研究进展[J].北方园 艺,2011(06). 植物组织培养技术的应用 段莹星 (河南师范大学生命科学学院,河南?新乡?453007) [摘 要]近年来,植物组织培养技术发展迅速、应用广泛,已经成为了一门基础的生物学技术。本文综述了植物组 织培养技术在单倍体育种、种质库保存、人工种子、去毒快繁等方面的应用。 [关键词]植物;组织培养;应用 [中图分类号]S567.79 [文献标识码]A [收稿日期]2018-04-23 [作者简介]段莹星(1997-),女,河南许昌人,本科在读。 -33-

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