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草莓组织培养研究进展

草莓组织培养研究进展
草莓组织培养研究进展

草莓组织培养

[摘要] 从草莓组织培养类型(草莓茎尖组织培养、草莓花药培养、草莓叶片、叶柄组织培养)开始,介绍了近几十年国内外草莓组培的研究现状和进展。

[关键词]草莓;组织培养;

草莓是蔷薇科草莓属多年生草本植物,是世界上七大水果之一,素有“水果皇后”的美称。草莓果实色泽艳丽,芳香多汁,酸甜适度,鲜美可口,营养丰富,每百克果实内含有蛋白质1g,脂肪0.6g,糖4~12g,酸0.8~2g,无机盐0.6g,粗纤维1.5g,Vc45~120mg,比苹果和葡萄高10多倍,并含有丰富的磷、钙、铁、锌等矿物质,其中锌的含量是香蕉的4倍以上,比柑橘高6倍以上,比苹果高40倍以上。另外食用草莓对肠胃病和贫血病有一定的疗效,对促进智力发育有重要作用。深受国内外消费者的喜爱。草莓作为一种栽培周期短、结果早、见效快的经济作物,近15年来在我国发展迅猛,中国园艺学会草莓分会统计2003年底,我国草莓总面积和总产量均跃居世界第一位。在浆果中,草莓的总产量和总面积仅次于葡萄,成为我国发展农村经济,促进农民增收的重要经济作物。

随着草莓在国内栽培面积的扩大和种植年限的延长,草莓的病毒病严重影响草莓的生产。作为高级浆果的草莓,在我国目前的生产栽培上多沿用无性繁殖种苗:主要方法是匍匐茎繁殖和分株繁殖,但这两种方法效率低、种苗易退化、易造成病毒蔓延。王国平(1988)等调查,我国栽培草莓带病毒植株率过80%以上,戴子林(1995)等调查,我国长江流域感染大面积植株感染率在50%以上;感染了病毒病的草莓果子一年比一年小、畸形、品质差、生长缓慢,一般减产30%-80%,并逐年加重;严重影响草莓的长势、品质和产量,对病毒病目前还没有药剂可以防治。

通过草莓组织培养扩繁草莓脱毒苗,可以解决上述问题。近年来在草莓种苗生产中,有关草莓组培快繁技术的研究备受人们的重视,本文就草莓组织培养研究与应用作一综述。

一、常见草莓组织培养类型

目前,国内外在草莓品种快速繁殖上已有不少报道:常用的外植体主要有:茎尖(Adam,1972;庆子孝,1972;谭兰英等,1981)、腋芽(Boxus,1974、1977;杨乃博,1981)、叶片、叶柄、茎段,花药(Quak,1977;大泽,1972)。常见的草莓组织培养主要的类型:草莓茎尖组织培养、草莓叶片和叶柄组织培养、

草莓茎段组织培养、草莓花药培养。其中,草莓在繁殖脱毒苗选择外植体主要是茎尖和花药;组织苗叶片和叶柄是进行组织培养,有取材方便、便于保存和携带的优点。草莓茎段使用较少。

1.草莓茎尖组织培养

草莓茎尖组织培养的主要目的,在短时期内加速繁殖优良品种,脱除感染病毒的草莓品种。

茎尖组织培养程序一般可分为四个阶段:

(1)外植体的准备;从田间采取供试草莓品种茎尖,用自来水将其冲洗干净,用纱布轻轻擦干,然后在超净工作台上,按程序消毒。

(2)茎尖苗的诱导和增殖培养;取茎尖和匍匐茎顶端生长点,在MS培养基成活2-3周,再接种到附加不同浓度激素的MS中进行扩繁增殖试验。茎尖外植体的脱毒率与所取茎尖大小有直接关系,外植体越小,脱毒率越高,但相对成活率越低,且很难操作。,王长芸等(2007)不超过0.2㎜的茎尖脱毒率100%,0.3-0.4㎜的茎尖脱毒率84.5%以上,1㎜以上的茎尖脱毒率极低。一般取0.2-0.4㎜为宜, 在这个范围内脱毒率较高操作比较容易。

(3)生根培养;将材料接种促进生根的培养基上生根成苗。

(4)小苗的移植驯化。移栽前将瓶苗提前1~2d放在自然温度下,让组培苗在自然环境下适应一段时间。边启盖边将苗子根部琼脂洗净,栽入由土、沙、珍珠岩2:1:1配制好的苗床中,湿度保持70~80%,用膜覆盖3~5d,温度20℃~25℃和光照以55%~70%自然光为宜,成活率可达90%左右。

这四个阶段并不是一成不变的,邓明琴等(1983)草莓茎尖试验无根苗外生根试验表明。以珍珠岩作基质的生根成苗率达86.7-100%移栽成活率也较高.育苗周期缩短20天,繁殖生根可以扩大规模,节省人力,财力,降低成本。

草莓茎尖组织培养过程中不需要形成愈伤组织和再分化过程,培养时间短,

变异率低.但在分生组织培养中培养材料易感染,消毒难,茎尖培养操作繁琐。

2.草莓花药培养

草莓花药培养在上世纪70-80年代发展很慢,到1971年仍停留在愈伤组织阶段。直到20世纪80年代,国内外仅有两例经花药培养获得单倍体植株的报道,即国内薛光荣等通过改变培养基成分等措施,培养东方草莓的花药,首次成功得到单倍体植。Nicmirowica-Szczytt等利用激动素代替BA,从八倍体“Redgauntlet”品种获得了15个单倍植株,但未存活到成熟。之后,Oosawa and Takayanagi

(1982),Velchev and Milanov对不同品种进行了培养,所获得植株仍为正常八倍体。草莓花药培养意义不断扩大。

草莓花药培养方法:

(1)材料准备与消毒,采用花粉发育至单核靠边期的花药,通常花粉单核靠边期的草莓花蕾形态是: 花蕾未开放,花蕾略长于花冠或花冠刚露白,花冠白色或者淡绿且不松动,花药微黄而充实。张慧琴等(2006)认为,花药培养时,花粉在接种时所处的发育时期可能比培养基更为重要。

将采取的新鲜花药放在2-4℃的低温中预处理2-3天,进行预处理。自来水将经过预处理花药冲洗干净,用纱布轻轻擦干,然后在超净工作台上,按程序消毒。

(2)草莓花培诱导和绿苗分化,将剥落的花药接种到分化培养基上,MS培养基为基本培养基,添加一定浓度的诱导分化激素组合。培养基中,徐振南与万蜀渊证实,较高的[NO3-]/[NH4]比有利于草毒花药培养中愈伤组织的产生。无机成分中铁对多种植物花药培养中愈伤组织的产生有重要影响,鳌合铁被认为是必须的。另外,培养基中的有机成分对愈伤组织的诱导同样具有重要作用。另外,蔗糖浓度在花药培养诱导单倍体植株过程中起重要作用。较高的蔗糖浓度可以提高花药培养效率。徐振南研究蔗糖、乳糖、甘油、葡萄糖在草毒花药培养中的作用,认为3.0-5.0%的乳糖效果明显优于蔗糖。而Owen等研究了葡萄糖、蔗糖、麦芽糖3种碳源,结果表明葡萄糖效果最好。

(3)花培增芽带培养和花药植株生根,若分化出来的丛芽太小,则将丛生芽切成小块,接种到增殖培养基,继代扩繁一次。生长健壮的无根苗接种生根培养基上诱导生根。

(4)炼苗、移栽与扩繁,移栽前将瓶苗提前3d放在自然温度下,取出小苗,洗去根部残留培养基移到用高压灭菌锅消过毒的蛙石和腐殖土等量的基质中,喷施0.1%的多菌灵溶液,炼苗1周即可移栽。移栽时,适温、高湿是移栽成活的关键再结合沙培移栽,成活率一般在90%以上。要进行保湿,每天喷水2次,一周后揭膜。

草莓花药培养中,花药外植体接种操作起来比较简单,容易消毒,脱毒率可以达到100%,可以免去病毒检测,具有广泛的适用性,但从花药培养到分化出再生苗需要时间较长,因为花药培养首先要经过愈伤组织的诱导和再分化过程,然后才能转人正常的继代快繁培养过程。

3.草莓叶片、叶柄组织培养

叶片和叶柄是草莓基因转导中常用的外植体,在草莓组织培养中取材最为方便,便于携带和保存。

草莓叶片、叶柄组织培养方法:

(1)取材,取草莓健壮叶柄(约2㎝)和青嫩叶片,按程序消毒。另外,也可直接取组织苗的健壮叶柄、叶片为接种材料。采外植体时的最佳时期是6-7月份,此期间外界的条件最适合草莓生长发育,外植体生命力强,再生效果好。错过了最佳时间,外植体的生命力下降,可能会影响愈伤的发生率。

(2)诱导愈伤,取叶柄切成5㎜的小段,叶片切成直径4㎜的圆盘,或取20~30d叶龄的组培苗,弃去叶缘和叶尖,切成0 2cm×0 2cm小块接种于诱导愈伤培养基中。宋国庆等(2000)认为,同一基因型的同一组织或器官再生能力还受培养苦放置方式的影响,叶背面接触培养基时的再生能力,显著高于叶面接触培养基。张红梅,王俊丽(2003)认为,诱导叶盘再生不定芽的最佳外植体培养基为MS+6-BA(1.5mg/l)+IAA(1.5mg/l)。

(3)诱导生根,芽形成植株后,将生长健壮的无根苗接种生根培养基上诱导生根。

(4)驯化移栽,前须先炼苗2-3天,然后洗去根部培养基、剪去老叶、栽入经过消毒和洗涤的腐殖土-蛭石-珍珠粉(1:1:1)为基质的育苗钵中,盖膜、适时浇水,置于散射光下培养,成活率达80-90%。艾勇等(2000)认为也可把苗直接栽入消毒过的苗床上,浇足水盖上塑料膜,遮荫不遮光,每天喷少量雾水,湿度保持80%-90%,周后逐步降低湿度,2周后揭膜。4周后成苗率一般达85%以上。

草莓叶片组织培养不仅可以作为快繁和研究器官建成的一项重要途径,更重要是的是对于体细胞诱变育种和和基因转化等有重要的意义。但目前我国大部分草莓品种叶片再生率低,只有少数几个品种获得了简单、高效的叶片再生芽系统。需要更进一步的研究。

二、草莓组织培养影响因子

(1)消毒剂与消毒时间

草莓组织培养中常用的灭菌剂的种类很多,常用的有次氯酸钠溶液(含有效氯0.4%-0.5%)、过氧化氢10%-12%水溶液、升汞0.1%水溶液。其中前两种灭菌剂对接种材料比较安全,但灭菌时间较长,常使接种材料外层氧化变褐,且灭菌

效果不如升汞。升汞有很强的杀菌能力,但浸泡时间稍长,会造成接种材料中毒。因此,材料消毒处理时间不能过长,时间短根本不能杀灭细菌,灭菌10min后,大部分分生组织褐化严重,因此草莓组织培养用升汞0.1水溶液消毒处理8min-10min最好,且处理后一定要用无菌水充分清洗。

(2)激素及附加成份

1.激素

对于草莓叶片组织培养而言,一旦外植体确定,影响其再生效果的最关键因素即为激素。在有关文献报道中,绝大多数都有激素方面的研究。不同品种对激素种类及浓度要求不同。同时,大量试验结果证明,花药离体培养过程中,各生长调节物质的配比及含量对愈伤组织的产生具有重要的影响作用。它们的组成与配比不但显著的影响着出愈率,而且对愈伤也有重要的调控作用。草莓花药培养中附加一定量的生长素和细胞分裂素对愈伤组织的诱导是必需的。马洪民和高公泓的试验,于培养基中仅附加NAA时,花药不能被诱导产生愈伤组织,而以IAA 和BA相配合则可诱导出愈伤组织。Margaret等也证实,合理的NAA与KT配比对愈伤组织的诱导是不可或缺的。大泽胜次以不同激素配比的培养基培养草莓花药,在附加NAA和BA的培养基上培养2-3周后得到了颗粒状的黄绿色愈伤组织。

2.附加成分,附加成份是指在含有一定激素配比的培养基中添加的某些营养物质(如水解酪蛋白、谷氨酞胺等)、吸收物质(如活性炭等)及抗氧化物质(如AgNO3,Vc等)等外源添加物。这些附加成份也在草莓组织培养中有着重要的作用。

(3)培养方式与环境

草莓花药、茎尖、叶片和叶柄等组织培养一般采用琼脂固化培养法。光照与培养温度对草莓组织培养的影响很大。光质对植株再生有不同的影响,往往光合的作用光谱对再生作用最有效,在试验室培养过程中最常用的是白色荧光。秦永华等对草莓叶片离体再生研究发现,不同滤光膜对草莓不定芽的分化有显著效应,绿膜和红膜对芽的分化有明显促进作用。草莓花药培养前期采用暗培养,直接光照培养均有报道。而Owen等研究表明先暗培养30d然后在白色荧光下培养30d比直接在黄光或白色荧光下培养的芽诱导率要高很多。但适合单倍体诱导的光质和光量尚需要进一步研究。草毒花药培养温度一般都控制在25℃左右,笔者曾采用20℃和25℃两种温度诱导了花药愈伤组织形成,结果表明20℃诱导的

愈伤组织结构紧密,颜色绿,活力强,易分化。

三、结语

其它方面,草莓组织培养的研究与应用也有着重要的作用,是一条非常有价值的保存种质资源的途径,采用组织培养将种质保存在试管内,可以较小的空间内有效的保存大量的种质资源,而且能很快恢复繁殖,免遭病虫危害,有得于种质交换等优势。但在用植物细胞大量培养的研究还有很多关健性的问题没有得到根本性解决,始终制约着植物组织培养实现工业化生产的进程。因此,对于草莓组织培养规模放大的研究和利用范围的推广仍然是一项十分有意义而又艰巨的研究任务。

参考文献:

[1] 牛红云,王荃,薛贵彬,等.草莓(Fragaria ananassa Duch)茎段组织培养的

研究[J].东北农业大学学报,2004,(10):542-545.

[2] 袁惠燕,谈建中,黄秀勤,等.激素条件对不同品种草莓组培快繁效果的影响[J].苏州大学学报,2007,(7):23.

[3] 淑明,张学英,李青云,等.草莓脱毒技术研究进展[J].河北果树2007,(4).

[4] 李慧。草莓茎尖离体培养研究[J].贵州农业科学,2004,32(2):10-11

[5] 梁贵秋,唐燕梅.草莓的组织培养和快速繁殖[J],广西热带农业2004.

[6] 邓明琴,雷家军.中国果树志草莓卷[M].北京:中国林业出版社,2005.1-9.

[7] 陈秀蕙,符文英.草莓的组织培养研究.[J].海南大学学报自然科学版,1992.2.

[8] 程林梅,张一萍,孔毅等.草莓生物技术研究进展[J].植物学通报,2002,19(1):39-43.

[9] 艾勇,赵佐敏,唐虹.草莓组织培养及产业化应用初步研究[J].种子Seed,2002,5.

[10] 张红梅,王俊丽,草莓叶片再生不定芽的研究(简报)[J].生物技术,2003(4).35-36.

[11] 张密恰,张学英,葛会波.草莓叶片再生不定芽研究进展[J].河南农业大学学

报,2002(5):131-133

[12] 张慧琴,谢鸣,孙崇波,等.草莓花药培养研究进展[J].浙江农业科学,2006,

2:218-221.

[13] 杨振英,苏佳明,薛光荣.6个草莓品种花药培养试验[J].中国果树,2001,5:22-24.

[14] 朱文勇.无毒草莓组织培养工厂化快速育苗技术研究[J].山西果树,1995,(1):21-22.

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】

植物组织培养研究进展

植物组织培养研究进展 摘要 植物组织培养技术作为一种科研手段,发展异常迅猛。从组织培养的原理、培养过程中遇到的问题以及前景和展望这3方面综述了我国近几年植物组织培养的新研究。 关键词: 组织培养;存在问题;措施;发展 20 世纪后半叶,植物组织培养发展十分迅速,利用组织培养,不仅可以生产大量的优良无性系,并可获得人类需要的多种代谢物质;细胞融合可打破种属间的界限,克服远缘杂交不亲和性障碍,在植物新品种的培育和种性的改良中有着巨大的潜力;还可获得单倍体、三倍体及其它多倍体、非整倍体;组织培养的植物细胞也成为在细胞水平上分析研究的理想材料[1]。因此,植物组织培养广泛应用于植物科学的各个分支,如植物学、植物生理学、遗传学、育种学、栽培学、胚胎学、解剖学、病理学等,并广泛应用在农业、林业、医药业等多种行业,产生了巨大的经济效益和社会效益,被认为是一项很有潜力的高新技术。 1组织培养的基本原理 1.1植物组织培养的概念 植物组织培养技术是指在无菌条件下,将离体的植物器官(如根尖、茎尖、叶、花、未成熟的果实、种子等)、组织(如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)、细胞(如体细胞、生殖细胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生质体培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱发产生愈伤组织或潜伏芽等,或长成完整的植株的技术[2]。 1.2植物组织培养的依据 植物组织培养的依据是植物细胞“全能性”及植物的“再生作用”。1902年,德国著名植物学家GHaberlanclt根据细胞学理论[3],大胆地提出了高等植物的器官和组织可以不断分割,直到单个细胞,即植物体细胞在适当的条件下具有不断分裂和繁殖,发育成完整植株的潜力的观点。1943年,美国人White在烟草愈伤组织培养中, 偶然发现形成一个芽, 证实了GHaberlanclt的论点[4]。在许多科学家的努力下,植物组织培养技术得到了迅速发展,其理论和方法趋于完善和成熟,并广泛应用产生了巨大的经济效益和社会效益。 1.3培养基的选择 组织培养的基础培养基有MT、MS、SH、White等[5]。由于不同植物所需要的生长条件有所不同,会对培养基做一些不同的处理,一般采用较多的是MS。组织培养采用固体培养基的较多,但只有在植物周围的营养物和激素被吸收,如果其他残留的培养基也能被利用,对工厂化生产的成本减少方面有很大的帮助。董雁等[6]利用回收转换后废弃的继代培养基,加入原继代培养基30 %浓度母液的培养基,培养效果与原继代培养基的基本相同,说明继代培养基再利用是可行的,这为规模化组培育苗开辟了新的途径。杜勤[7]等在无外源激素条件下,研究液体和固体培养基对黄瓜子叶培养器官分化的影响,结果用液体培养基直接诱导花芽率更高,分化高峰期出现的时间也更早,说明液体培养基对外植体的生长更有利,只是固体培养基更易操作而被较广泛应用。 2植物组织培养过程中存在的问题 2.1 污染问题 组织培养过程中的污染包括内因污染和外因污染。内因污染指由于外植体的表面或者内部带菌而引起的污染;外因污染则是主要由环境污染和操作不当引起,是指在接种或培养过程中病菌入侵,例如培养基、接种工具和接种室消毒不严格以及操作不规范等[8]。 针对植物组织培养中污染产生的原因,应从以下2个方而着手来控制污染。一是控制外植体自身带菌,外植体的表而带菌可以经过一系列的杀菌处理来减少;而外植体的内部带菌是不

植物组培培养基的成分

植物组培培养基的成分 培养基是人工配制的,满足不同材料生长,繁殖或积累代谢产物的营养物质。在离体培养条件下,不同种类植物对营养的要求不同,甚至同一种植物不同部位的组织以及不同培养阶段对营养要求也不相同。筛选合适的培养基是植物组织培养极其重要的内容,是决定成败的关键因素之一。 大多数植物组织培养基的主要成分是无机营养物质(大量营养元素和微量营养元素)、碳源、有机添加物、植物生长调节剂和凝胶剂。一些组织可以生长在简单的培养基上,这些培养基只含无机盐和可利用的碳源(蔗糖),但大多数组织必须在培养基中添加维生素、氨基酸和生长物质,而且经常还将一些复合的营养物质加入到培养基中,这种由“化学定义”的化合物组成的培养基称为“合成”培养基。 人们已设计了许多培养基用于特殊组织和器官的培养。 怀特培养基是最早的植物组织培养基之一,最初作为根培养的培养基。为了诱导培养组织器官发生和再生植株,广泛使用含有大量无机盐成分的MS(Murashige和Skoog,1962)和LS(Linsmaier 和Skoog,1965)培养基。原本为细胞悬液或愈伤组织培养而设计的B5培养基,经过改良后,被证实有利于原生质体培养。同时,B5培养基也被用于诱导原生质体再生植株。尽管Nitshch(1969)为花药培养设计的培养基仍然使用频繁,但另一个称为N6的培养基,专门用于禾谷类花药培养和其他组织培养。类似的,N6培养基越来越多地

用于大豆、红三叶草和其他豆科植物的培养。该培养基营养成分促进胚性细胞和原生质体再生细胞快速生长。使用这些培养基成功的原因很可能是营养元素的比例和浓度基本上满足不同培养体系中细胞或组织生长和分化的最适需要。 植物组织培养基中无机和有机成分的浓度用质量浓度(mg/L 或ppm,但现在习惯用mg/L)或物质的量浓度(mol/L)表示。按照国际植物生理学协会的推荐,应该用mol/L表示大量营养元素和有机营养成分浓度,用μmol/L表示微量营养元素、激素、维生素和有机成分浓度。用物质的量浓度的优点是,每一种化合物每一摩尔的分子数是常数,所以按照特定培养基配方配制培养基时,无论无机盐化合物的水分子数为多少,原物质的量浓度都可以使用。但是,用质量浓度来表示浓度的话,就不能不考虑无机盐化合物的水分子数目了。 1、水分 水分是植物体的主要组成部分,也是一切代谢过程的介质和溶媒,在植物生命活动过程中不可缺少。配制培养基母液时要用蒸馏水或纯水,以保持母液及培养基成分的精确性,防止储藏过程中发霉变质。研究培养基配方时尽量用蒸馏水,以防成分的变化引起不良效果。而在大规模工厂化生产时,为了降低生产成本,常用自来水代替蒸馏水。如自来水中含有大量的钙、镁、氯和其他离子,最好将自来水煮沸,经过冷却沉淀后再使用。

兰花组织培养技术

兰花组织培养技术 摘要:在适宜的条件下,将兰花植株的外植体在无菌环境中应用人工培养基,通过外植体的采集与处理、培养基的制作、外植体的接种、继代增殖以及驯化移栽等操作技术,可在短期内获得大量幼小的无病毒植株,从而达到增殖扩繁的目的。组织培养技术是经济有效快速繁殖优良品种的方法,也是产生脱毒苗的重要途径。 关键词:组织培养兰花外植体试管苗 花属兰科多年生草本植物,中国兰花为兰科属中的地生兰。其香味怡人,花色淡雅,品种丰富,素有“花中君子”之称。具有很强的观赏价值和经济价值,深受人们的喜爱。此外,其也是目前世界上栽培较广的切花材料之一,兰花的切花生产,需要大批量的种苗,要获得优质高产,兰花种苗必须具备种性一致,生长齐一,长势旺盛的特点。在种苗生产上运用最广泛的是组培快繁和分株。生产实践证明,运用组织培养快繁技术生产种苗,其长势旺盛,品种复壮,抗病性强,切花质量好,对加快优良品种的培育,挽救珍惜濒危种类等起到十分重要的作用。 兰花在植物分类学上属于单子叶植物中的一个科,为多年生草本植物,附生、地生或腐生。兰花根呈圆柱状,属肉质组织,茎很短,高度约为2~3cm,兰叶大多叶边全缘,有的略有锯齿。其花属于不整齐花范畴,总状花序。兰属植物的果实为蒴果,呈三角或六角形,俗称“兰荪“。 一、无菌培养物的建立 (一)培养容器的洗涤及培养基的制作 1.培养容器的洗涤 容器的洗涤是否干净直接影响组织培养的成败,为保证培养材料在瓶内生长健壮,在培养前期一定要对容器进行彻底的洗涤与灭菌。以达到“瓶壁锃亮、水膜均匀,不挂水珠”为标准。洗涤时用洗衣粉水洗刷,再用清水冲洗3~4次,干燥后备用。 2.培养基的制作 培养基是植物组织培养的“血液”,血液的成分及其供应状况直接关系到外植体的生长于分化。组培快繁中最常用的培养基主要是MS培养基。母液要根据药剂的化学性质分别配置,一般配成大量元素、微量元素、铁盐、有机物、激素类母液。其配置方法是先进行大量元素的配置,称量时应注意多余的药品不能回放在瓶中,应做其它处理。电子天平在使用时先对其进行调平,然后进行微量元素母液、有机物母液的配制。 当MS母液配好以后,则可进行培养基的制作,继之对琼脂和蔗糖进行称取、溶解,琼脂呈现半透明状时将糖加入容器中溶解,再加入事先吸取好的各类母液混合均匀后转入1L容量瓶中对其进行定容,然后根据培养基的要求对PH进行调整(PH值控制在5.6~5.8测定不得少于3~4次)。进行分装时,一般以培养瓶的1/4~1/3为宜,分装后立即进行灭菌。

草莓组织培养研究进展

草莓组织培养 [摘要] 从草莓组织培养类型(草莓茎尖组织培养、草莓花药培养、草莓叶片、叶柄组织培养)开始,介绍了近几十年国内外草莓组培的研究现状和进展。 [关键词]草莓;组织培养; 草莓是蔷薇科草莓属多年生草本植物,是世界上七大水果之一,素有“水果皇后”的美称。草莓果实色泽艳丽,芳香多汁,酸甜适度,鲜美可口,营养丰富,每百克果实内含有蛋白质1g,脂肪0.6g,糖4~12g,酸0.8~2g,无机盐0.6g,粗纤维1.5g,Vc45~120mg,比苹果和葡萄高10多倍,并含有丰富的磷、钙、铁、锌等矿物质,其中锌的含量是香蕉的4倍以上,比柑橘高6倍以上,比苹果高40倍以上。另外食用草莓对肠胃病和贫血病有一定的疗效,对促进智力发育有重要作用。深受国内外消费者的喜爱。草莓作为一种栽培周期短、结果早、见效快的经济作物,近15年来在我国发展迅猛,中国园艺学会草莓分会统计2003年底,我国草莓总面积和总产量均跃居世界第一位。在浆果中,草莓的总产量和总面积仅次于葡萄,成为我国发展农村经济,促进农民增收的重要经济作物。 随着草莓在国内栽培面积的扩大和种植年限的延长,草莓的病毒病严重影响草莓的生产。作为高级浆果的草莓,在我国目前的生产栽培上多沿用无性繁殖种苗:主要方法是匍匐茎繁殖和分株繁殖,但这两种方法效率低、种苗易退化、易造成病毒蔓延。王国平(1988)等调查,我国栽培草莓带病毒植株率过80%以上,戴子林(1995)等调查,我国长江流域感染大面积植株感染率在50%以上;感染了病毒病的草莓果子一年比一年小、畸形、品质差、生长缓慢,一般减产30%-80%,并逐年加重;严重影响草莓的长势、品质和产量,对病毒病目前还没有药剂可以防治。 通过草莓组织培养扩繁草莓脱毒苗,可以解决上述问题。近年来在草莓种苗生产中,有关草莓组培快繁技术的研究备受人们的重视,本文就草莓组织培养研究与应用作一综述。 一、常见草莓组织培养类型 目前,国内外在草莓品种快速繁殖上已有不少报道:常用的外植体主要有:茎尖(Adam,1972;庆子孝,1972;谭兰英等,1981)、腋芽(Boxus,1974、1977;杨乃博,1981)、叶片、叶柄、茎段,花药(Quak,1977;大泽,1972)。常见的草莓组织培养主要的类型:草莓茎尖组织培养、草莓叶片和叶柄组织培养、

蝴蝶兰组织培养研究进展_综述_

2006,35(1):71-74. Subtropical Plant Science 蝴蝶兰组织培养研究进展(综述) 郑玉忠,张振霞,陈泽华 (韩山师范学院生物系, 广东潮州 521041) 摘要:本文从蝴蝶兰外植体的选择、不同基本培养基、激素及添加物对其增殖与分化的影响,外植体褐变的防治以及生根壮苗方法等,概述蝴蝶兰组培快繁方面的研究进展,为其组培技术研究提供参考。 关键词:蝴蝶兰;组织培养;原球茎 中图分类号:Q943.1;S682.31 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2006)01-0071-04 Progress in Tissue Culture of Phalaenopsis spp. ZHENG Yu-zhong, ZHANG Zhen-xia, CHEN Ze-hua (Department of Biology, Hanshan Teachers College, Chaozhou 521041, Guangdong China) Abstract: The research progress of tissue culture of Phalaenopsis, including the effects of explants sources, culture mediums, hormones and nutrition compositions on multiplication and differentiation of protocorm-like body, the inhibition on browning of explants and methods of rooting and seedling strengthening before transplanting, are reviewed. Some reference materials are also provided for further study in tissue culture of phalaenopsis. Key words:Phalaenopsis spp.; tissue culture; protocorm-like body 蝴蝶兰(Phalaenopsis spp.)属热带或亚热带的兰科植物,其花形奇特,姿态优雅,色彩鲜艳,花期长久,素有“兰花皇后”之美誉,观赏价值极高,深受人们的喜爱,国内外市场的需求量越来越大。蝴蝶兰的传统繁殖方式为分株繁殖,繁殖系数低,速度慢,不能满足日益增长的市场需求。因此,研究和开发蝴蝶兰具有重要的意义。 组织培养是蝴蝶兰快速繁殖的有效途径,主要通过两条途径:一是利用种子无菌发芽,二是从离体器官诱导产生原球茎,通过原球茎的增殖培养,得到大量幼苗[1]。早在1949年,Potor[2]利用无菌培养技术成功地促使蝴蝶兰花梗上的休眠芽发育成完整植株,该方法经过其他研究人员改进后,曾一度成为蝴蝶兰的主要无性繁殖方式。1974年,Intuwong等[3]利用蝴蝶兰茎尖诱导产生了原球茎状体,再由原球茎分化成植株,为实现蝴蝶兰工厂化生产奠定了基础。原球茎是一类呈珠粒状的幼嫩器官,在兰科植物中多以这种器官发育、增殖和分化。 蝴蝶兰的组织培养中有几个关键的时期:原球茎的诱导、原球茎的继代增殖、壮苗的培育。根据这几个重要的时期及其组织培养的外界条件,国内外研究人员对蝴蝶兰组织培养进行了广泛的研究,并取得了一定的成效。本文就近年来蝴蝶兰组培快繁技术的研究现状进行综述,包括外植体的选择,不同基本培养基、激素、添加物对其增殖与分化的影响,外植体褐变的防治,以及生根壮苗的方法等。同时展望未来的发展趋势,为该研究领域今后的发展提供有益的信息。 1 外植体的选择 诱导蝴蝶兰原球茎采用的外植体主要有根段[4]、花梗苗根尖[5]、花梗腋芽[6]、茎尖[7]、叶片[8-10]、胚 收稿日期:2005-08-03 基金项目:韩山师范学院青年基金项目(QN200503)资助 作者简介:郑玉忠(1977-), 男, 广东潮阳人, 硕士, 从事植物生物技术研究。 注:张振霞为通讯作者。

植物组织培养的研究进展和发展趋势

植物组织培养的研究进展和发展趋势 (甘肃农业大学生命科学技术学院植物生物技术,甘肃兰州730070) 摘要:植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。本文简要概述了植物组织培养的概念及研究进展,较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状,最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词:组织培养;研究进展;发展趋势 Research Progress in Plant Tissue Culture and trends (College of life science and technology of plant biotechnology of Gansu Agricultural University,gansulanzhou 730070) Abstract: Plant tissue culture plant cells are totipotent under the principle and developed a biotechnology. This article provides a brief overview of the concepts and plant tissue culture research, a more comprehensive overview of plant tissue culture propagation of new technologies as well as in detoxification, breeding, germplasm conservation, extraction of secondary metabolites, and other aspects of gene transfer research status , Finally, the future trends in plant tissue culture. Key words: organizational culture; research status; trends 引言 植物组织培养是20世纪之初,以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术,是指在无菌条件下,将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体,在人工配制的环境里培养成完整的植株,也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934 年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究,已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学 等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一[1]。近年来,随着 科学技术的不断发展,植物组织培养新方法和新技术不断涌现,研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪,生物技术是最有生命力的一门学科,而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段,被认为具有巨大的潜力,现就植物组织培养技术研究进展做一简单综述。 1在植物育种上的应用 植物组织培养技术对培养有粮作物品种开辟了全新的途径。目前,国内外已

蕨类植物组织培养研究进展

蕨类植物组织培养研究进展 蕨类植物也称羊齿植物,起源于古生代志留纪和泥盆纪的棵蕨,是分类地位介于苔藓植物和种子植物之间的一大类植物,全世界约有12000多种。由于蕨类植物具有独特的叶形,观赏蕨成为切叶的主要种类。此外,颜类植物还用于食用、药用、指示植物等”。由于蕨类植物的生活史迥异于种子植物,因此被作为一种研究植物形态发生和遗传变异的有效手段广泛应用。自然条件下,蕨类植物主要通过孢子进行繁衍,或通过根、根状茎、叶等部位产生无性芽抱和顶端分生组织产生新植株。然而,自然繁殖的蕨类植物远远不能满足人类的需求,一些颜类植物也因生境的恶化而日趋减少,组织培养作为一种有效的快速繁殖手段运用于蕨类植物生产中。目前,部分蕨类植物生产已进入商品化。通过组织培养方式进行繁殖对于一些无孢子或孢子量少、孢子不育的杂交种以及孢子繁殖困难的种类尤为适宜。此外,对于蕨类植物物种,尤其是濒危物种砂锣的保存也具有重要意义,利用无菌保存(配子体或孢子体)可以在不受自然条件影响下,在有限空间保存大量种质资源。 1 蕨类植物组织培养途径 藻类植物组织培养可分为以孢子为外植体和以孢子体(根状茎、匍匐茎、嫩叶)为外植体两种途径。 1.1以袍子为外桓体的途径 在自然条件下,蕨类植物通过叶腋及叶背产生的抱子进行繁殖,孢子囊内的孢子母细胞经过减数分裂,产生大量孢子,孢子经萌发形成原叶体,原叶体再分化形成颈卵器和精子器,在有水的条件下颈卵器中的卵子和精子器中的精子受精形成合子,合子发育成胚,进而形成幼小孢子体。以孢子作为外植体即是用组织培养的条件模拟自然条件下孢子发育所需条件而进行的。目前在藻类植物中许多种类已利用孢子进行组织培养获得成功,由于蕨类植物生活史与种子植物有很大差别,因此,在孢子培养过程中所需条件亦不尽相同。 1.1.1孢子萌发孢子接种后一般于2—4周萌发,但蕨类植物中有些种类的孢子如渺锣、狠尾蕨、鹿角蕨的孢子具有休眠特性,致使从孢子萌发到形成原叶体的阶段延长,有些种类萌发时间长达1—2年。对于此类抱子可采用激素,如GA3处理以打破休眠,渺锣抱子经50mdLGA;处理2—5min,能使孢子萌发时间从1年缩短至2 个月。 孢子萌发培养基一般采用MS为基本培养基,但有些种类在全量MS中不能萌发,只在稀释的MS 、Knudsont、Knop等低盐培养基中才可萌发。培养基中糖浓度对孢子萌发也 1.1.2原叶体的生长和发育在原叶体生长和发育阶段加入细胞分裂素、糖对原叶体发育和孢子体形成有促进作用,但也有例外,如在Osmunda、Pteris ensiformis中发现培养基中加入蔗糖反而抑制原叶体发育并使其坏死。培养基中琼脂浓度、pH值和培养温度对原叶体生长也有一定的影响。 原叶体培养普遍采用半固化培养基,Douglas等r采用液体培养基将原叶体进行悬浮培养,取得较半固化培养基更好的增殖效果。

植物组织培养MS培养基配方

植物组织培养MS培养基配方 (一)母液配制与保存 配制培养基时,如果每次配制都要按着杨成分表依次称量,既费时,又增加了多次称量误差。为了提高配制培养基的工作效率,一般将常用的基本培养基配制成10~200倍,甚至1000倍的浓缩贮备液,即母液。母液贮存于冰箱中,使用时,将它们按一定的比例进行稀释混合,可多次使用,并在配制较多数量的培养基时,降低工作强度,也提高试验的精度。 基本培养基的母液有四种:大量元素(浓缩20倍),微量元素(浓缩100倍),铁盐(浓缩200倍),除蔗糖之外的有机物质(浓缩100倍) 1大量元素 配制大量元素母液时要分别称量,分别溶解,在定容时按表1中的序号依次加入容量瓶中,以防出现沉淀。倒入磨口试剂瓶中,贴好标签和做好记录后,可常温保存或放入冰箱内保存。 表1大量元素母液(配1L20倍的母液) 序号成分配方浓度/(mg.L-1)称取量/mg 配1mL培养基吸取 量/mL 1 硝酸铵NH4NO3 1650 33000 50 2 硝酸钾KNO 3 1900 38000 3 磷酸二氢钾KH2PO 4 170 3400 4 七水合硫酸镁MgSO4.7H2O 370 7400 5 氯化钙无水CaCl2 440 6644 2微量元素母液 在配制微量元素母液时,也应分别称量和分别溶解,定溶时不分先后次序,可随意加入溶量瓶中定容(表2),一般不会出现沉淀现象。倒入磨口试剂瓶中,贴好标签和做好记录后,可常温保存或放入冰箱内保有存。 表2微量元素母液(配制1L100倍母液) 成分配方浓度/(mg.L-1) 称取量/mg 配制1L培养基吸取 量/mL 碘化钾KI 0.83 83 10 硫酸锰MnSO4.H2O 22.3 2230 硼酸H3BO3 6.2 620 硫酸锌ZnSO4.7H2O 8.6 860 钼酸钠Na2MoO4.2H2O 0.25 25 硫酸铜CuSO4.5H2O 0.025 2.5 氯化钴CoCl2.6H2O 0.025 2.5 3铁盐母液 由于铁盐无机化合物不易被植物吸收利用,只有基螯合物才能被植物吸收利用,因此需要单独配成螯合物母液表3)。 配制方法:称取5.56g硫酸亚铁和7.46g乙二胺乙酸二钠,分别用450ml的去离子水溶解,分别适当加热不停搅拌,分别溶解后将硫酸亚铁溶液缓缓加入到乙二胺四乙酸二钠溶液中,将两种溶液混合在一起,最后用去离子水定溶于1000mL,倒入棕色贮液瓶中,贴好标签和做好记录后放入冰箱内保存。

组培的研究进展及发展趋势

组培的研究进展及发展趋势 植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。简要概述了植物组织培养的概念及研究进展,较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状,最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词:组织培养;新技术;应用现状;发展趋势 植物组织培养是20世纪之初,以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术,是指在无菌条件下,将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体,在人工配制的环境里培养成完整的植株,也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究,已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一。近年来,随着科学技术的不断发展,植物组织培养新方法和新技术不断涌现,研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪,生物技术是最有生命力的一门学科,而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段,被认为具有巨大的潜力。 一、植物组织培养新技术的研究 随着科学技术的发展和对植物组织培养技术的不断深入研究,一些新的培养方法和技术不断出现,为植物组织培养技术的不断优化和发展提供了新的途径。 1.新型光源的应用 光是植物生长发育必不可少的重要因素之一,光照长短、光质、光周期对植物的生长、形态建成、光合作用、新陈代谢以及基因表达均有调控作用。传统的组织培养光源灯普遍存在寿命短、发热量大且不均以及发光效率不理想等缺点。LED作为植物组织培养光源早在1991年就有栽培试验。研究发现, 光质比例和光照强度可调的LED 光源比通常植物组织培养使用的荧光灯更能有效地促进试管苗的光合作用和生长发育。蒋要卫利用LED作为大花蕙兰组培苗光源的研究发现, LED光源可以显著改善大花惠兰试管苗的生长状况和提高其品质。日本的田中道男等运用阴极荧光灯( CCFL)作为文心兰试管苗光源, 结果表明其地上部干、鲜重和试管苗的高度都有显著提高。另外田中道男等利用SILHOS 作为生菜组织培养光源, 获得了高质量的组织培养苗。目前LED是组织培养中最有效的人工照明光源,而CCFL等新型光源是未来发展的主要方向。 2.开放组织培养技术 传统的植物组织培养属于严格的封闭式培养,因而造成灭菌成本偏高、培养基易污染、外界环境调控难度大等缺点。而开放组织培养新技术是在外加抗菌剂的条件下,使植物组织培养脱离严格无菌的操作环境,在自然开放的有菌环境中进行,恰好弥补了这些不足。赵青华等采用开放式组培技术,在培养基中添加抑菌剂,克服了非灭菌条件下魔芋组织培养污染问题,有效地简化了实验步骤,降低了生产成本。何松林的研究表明在添加抗菌剂的开放式组培中,文心

兰花组织培养技术

高等教育自学考试 毕业论文 论文题目:兰花组织培养技术 作者姓名:党莎 专业:应用生物技术 主考学校:甘肃农业大学 准考证号: 440509115003 指导教师姓名职称: 甘肃省高等教育自学考试办公室印制 2010年09月20日

论文标题:兰花组织培养技术论文标题:Orchid tissue culture 论文作者:党莎 论文作者:DANG Sha

目录 摘要 (1) 关键词 (1) 英文摘要 (1) 1.无菌培养的建立 (1) 1.1组织培养的发展史及兰花的形态特征 (1) 1.2培养容器的洗涤及培养基的制作 (2) 1.3外植体的采集及接种 (3) 2.继代增殖 (3) 2.1试管苗生根壮苗培养 (4) 2.2试管苗的驯化移植 (4) 3.影响兰花原球茎增殖的因素 (4) 3.1基本培养基成分对茎增殖的影响 (4) 3.2激素的影响 (5) 3.3切割方式对其影响 (5) 3.4活性炭 (5) 3.5含糖量及培养基硬度的作用 (5) 3.6继代周期的影响 (5) 4.影响兰花生根和移栽成活的因素 (5) 4.4活性炭有否对兰花生根的影响 (5) 4.2生长调节物质的不同种类及浓度比例的影响 (6) 4.3试管苗的生理状况 (6) 4.4无机盐浓度 (6)

5.兰花组培的应用 (6) 5.1快速繁殖优良品种 (6) 5.2建立无病毒株系 (6) 5.3种质资源的保存与交换 (6) 6.兰花病虫害防治 (6) 6.1兰花主要害虫及有害动物 (6) 6.2兰花主要病害 (6) 7.结论 (7) 参考文献 (8) 致谢 (9)

兰花组织培养技术 党莎 (甘肃农业大学生命科学技术学院应用生物技术 730070) 摘要:兰花属兰科(Orchidacere)多年生草本植物,中国兰花为兰科属中的地生兰。其香味怡人,花色淡雅,品种丰富,素有“花中君子”之称。具有很强的观赏价值和经济价值,深受人们的喜爱。如春兰、建兰、墨兰、寒兰等都是珍贵的观赏兰。此外,其也是目前世界上栽培较广的切花材料之一,兰花的切花生产,需要大批量的种苗,要获得优质高产,兰花种苗必须具备种性一致,生长齐一,长势旺盛的特点。在种苗生产上运用最广泛的是组培快繁和分株。生产实践证明,运用组织培养快繁技术生产种苗,其长势旺盛,品种复壮,抗病性强,切花质量好,对加快优良品种的培育,挽救珍惜濒危种类等起到十分重要的作用。关键词:组织培养;兰花;养护管理 Orchid tissue culture DANG Sha (Applied Bio-technology, College of Life Sci. &Tech., Gansu Agricultural University, 730070) Abstract: The orchid is Orchidaceae (Orchidacere) perennial herbs, Chinese orchid is an orchid in terrestrial orchids. The scent is pleasant, elegant colors, variety, known as "Gentleman flowers," said. Highly ornamental value and economic value, very popular. Such as Chunlan, Cymbidium, Cymbidium, Cymbidium orchids and other ornamental and precious. In addition, it also is the world's cultivated a broader one cut material, orchid cut flower production, require large quantities of seed, to obtain high-yield, species of orchid seedlings must have consistent growth and homogeneity, the characteristics of growing strong . In the seed production is the most widely used tissue culture and ramet. Practice shows, the use of tissue culture micropropagation technology to produce seedlings, the growing vigorously and rejuvenation varieties, disease resistance, flower quality, and speed up the cultivation of improved varieties, save endangered species such as value plays an important role. Key words: tissue culture; orchids; conservation and management 1.无菌培养的建立 1.1组织培养的发展史及兰花的形态特征

植物组织培养的培养基

植物组织培养的培养基中,需要添加糖类作为碳源物质,因此糖类是影响植物组织培养成功与否的关键之一。高中生物教材中明确指出,植物组织培养的培养基中添加的糖类是蔗糖。那么为什么不添加葡萄糖呢?很多资料上解释为蔗糖较葡萄糖便宜,易被植物细胞吸收。其实并非如此。之所以以蔗糖作为碳源,主要有三个方面的原因: (1)同样作为碳源为植物细胞提供能量来源,蔗糖较葡萄糖能更好地调节培养基内的渗透压。配制相同质量分数的培养基,蔗糖形成的渗透压要明显低于葡萄糖,因此若采用葡萄糖作为碳源,易使植物细胞脱水而生长不良。同时,植物细胞吸收蔗糖的速率要明显慢于吸收葡萄糖的速率,所以蔗糖形成的渗透压可相对长期的保持稳定。 (2)植物组织培养过程中,要时刻注意防止培养基受到微生物的污染。微生物生长所需的碳源最常用的是葡萄糖,一般很少利用蔗糖。因此,采用蔗糖作为培养基的碳源,可一定程度上减少微生物的污染。 (3)诱导作用。在培养基成分中,增加生长素的浓度,导致木质部形成,增加蔗糖浓度则导致韧皮部形成。当生长素水平恒定时,2%蔗糖使分化出的全部是木质部,4%蔗糖使分化出的几乎全部是韧皮部,3%蔗糖则可以分化出两者。所以,生长素和蔗糖浓度决定愈伤组织中维管束的类型与数量。因此,在植物组培中要选用蔗糖而不选用葡萄糖。 通过细胞膜内外的液体的浓度差来调节 当细胞膜内的浓度小于细胞膜外的时候蔗糖救能进入细胞中了 植物细胞培养中最常用的培养基的碳源是蔗糖,已知葡萄糖和果糖也能使某些植物生长得很好。植物细胞可以分解蔗糖,蔗糖是由一分子果糖和一分子葡萄糖组成的,蔗糖是可以直接进入细胞的,蔗糖跨质膜从质外体进入细胞是由载体介导并需要消耗能量的质子-蔗糖共运输机制进行的,另外,植物能够利用的某些其他形式的碳源有麦芽糖、半乳糖、甘露糖和乳糖等。葡萄糖更不稳定,培养基需添加葡萄糖一般都在灭菌后再兑换。实在要添加葡萄糖那么灭菌温度一般控制在108~110左右,120度灭出来的就有一定程度的碳化了。所以用蔗糖更简单 动物细胞只能吸收葡萄糖,二糖蔗糖是无法吸收的。 以蔗糖为植物培养基碳源有两个原因: 1.抑制杂菌生长.细菌等不能直接以蔗糖为碳源,故可起抑制其生长的作用 2.蔗糖被植物细胞利用机理目还无定论.主要有以下两个学说(1)植物细胞先以次级主动运输的方式在细胞内外形成质子梯度,然后蔗糖就会利用这个梯度被吸收进细胞. (2).植物的细胞壁中含有能分解蔗糖的相关酶,蔗糖先在细胞膜外被分解为单糖,然后这些单糖再以主动运输的方式进入细胞,从而被细胞利用.

国内外苔藓植物组织培养研究进展

国内外苔藓植物组织培养研究进展 文章在对苔藓植物的特征及组织培养研究简史进行简要介绍的基础上,重点介绍了国内外学者对苔藓植物组织培养材料及基质的选择、外植体的消毒方法、培养基成分的选择及培养条件的筛选等4个方面的研究进展。 标签:苔藓植物;组织培养;消毒方法;培养基 苔藓植物是植物界中比较特殊的一个植物类群,主要生活在阴湿的环境中,是一类由水生向陆生过渡的重要的原始高等植物。苔藓植物生活史为典型的异型世代交替,孢子体则寄生于配子体上生活,孢子在产生新的配子体过程中还需要经过一个原丝体阶段。目前,全世界大约有2.3万种苔藓植物,其种类仅次于被子植物。 苔藓植物能够蓄积大量水分,因此对水土保持与涵养、森林及某些附生植物的发育都有极其重要的作用。此外,苔藓植物还含有脂类、萜类、黄酮类、生物碱、醌类等活性物质,因此具有极高的药用价值。 苔藓植物的组织培养历史可以追溯到1902年Haberlandt的研究和1905年Goebel等人的研究,此后的50余年时间内,科学家的关注点更多的集中于被子植物组织培养上,对苔藓植物的组织培养几无涉及。1957年,Allsopp利用石地钱和小叶苔的孢子进行组织培养,首次成功获得相应愈伤组织及再生叶状体。此后,世界范围内的关于苔藓植物组织培养的实验研究逐渐展开并取得了一定的成果。 1 苔藓植物组织培养供试材料及基质 目前,可以用于苔藓植物组织培养的材料主要是苔藓植物的配子体、孢子体和原丝体,此外还可以利用其生殖器官、芽孢、游离原生质体等。1960年,Ward 以Knudson培养基培养金发藓和波叶仙鹤藓的孢子并获得其无菌原丝体,并在添加了蔗糖的基本培养基中利用该无菌原丝体诱导获得了相应的愈伤组织及再生植株。2003年,高永超等利用牛角藓配子体茎段诱导获得相应愈伤组织,并探讨了蔗糖及大量元素对愈伤组织细胞生长的影响。2007年,于传梅利用膨叶唇藓苔和溪苔的叶状体、柳叶藓的茎段、短叶藓和江岸立碗藓的孢子进行组织培养,获得了相应的愈伤组织或再生植株。 2 苔藓植物组织培养供试材料的消毒 可用于苔藓植物外植体消毒的试剂包括乙醇、次氯酸钠、升汞等,不同的供试材料和不同部位的外植体所用消毒剂有所不同。Saboljevic等研究表明,适用于Aloina aloides孢子和配子体消毒的次氯酸钠浓度分别为120.00g·L-1和90.00g·L-1。于传梅(2007)研究表明,适用于膨叶唇藓苔和溪苔的叶状体消毒的试剂为0.1%次氯酸钠,消毒时间为5分钟。梁书峰(2010)研究表明,适用

实验一 植物组织培养基母液配制的若干关键环节

实验一、植物组织培养基母液配制的若干关键环节目的与要求: 熟悉MS培养基的组成,掌握贮备液的配制方法. 植物组织培养(plant tissue culture)是指植物的任何器官、组织或细胞,在人工预知的控制条件下,放在含有营养物质和植物生长调节物质等组成的培养基中,使其生长、分化形成完整植株的过程.植物组织培养具有取材少,培养材料经济;人为控制培养条件,不受自然条件影响;生长周期短,繁殖率高;管理方便,利于自动化控制等特点.因而被广泛应用于各种植物的快速繁殖之中. 为了避免每次配制培养基都要对几十种化学药品进行称量,应该将培养基中的各种成分,按原量10倍、100倍或1000倍称量,配成浓缩液,这种浓缩液叫做母液。这样,每次配制培养基时,取其总量的1/10、1/100、1/1000,加以稀释,即成培养液。现将培养液中各类物质制备母液的方法说明如下。 以MS培养基为例,其母液的配制包括大量元素、微量元素、铁盐、维生素、氨基酸、植物生长调节物质和有机附加物等种类.(见表1) 表1 MS培养基母液的配制 成分规定用量 /mg.L-1 扩大倍 数 称取量/ mg 母液定溶 体积/ml 配1LMS培 养基吸取量 /ml 大量元素 KNO3 NH4NO3 MgSO4·7H2O KH2PO4 CaCl2·2H2O 微量元数 MnSO4·4H2O ZnSO4·7H2O 1900 1650 370 170 440 22.3 8.6 20 20 20 20 20 1000 1000 38000 33000 7400 3400 8800 22300 8600 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 50 50 50 50 50 1 1

植物组织培养新技术与应用的研究进展及发展趋势

植物组织培养新技术与应用的研究进展及发展趋势 发表时间:2012-09-04T08:13:38.717Z 来源:《时代报告》2012年第6期作者:白立伟 [导读] 传统的组织培养光源灯普遍存在寿命短、发热量大且不均以及发光效率不理想等缺点。 白立伟(西南大学园艺园林学院,重庆北碚 400715) 中图分类号:Q943.1 文献标识码:A 文章编号:1003-2738(2012)06-0322-01 摘要:植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。本文简要概述了植物组织培养的概念及研究进展,较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状,最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词:组织培养;新技术;应用现状;发展趋势 引言 植物组织培养是20世纪之初,以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术,是指在无菌条件下,将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体,在人工配制的环境里培养成完整的植株,也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934 年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究,已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一[1]。近年来,随着科学技术的不断发展,植物组织培养新方法和新技术不断涌现,研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪,生物技术是最有生命力的一门学科,而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段,被认为具有巨大的潜力。 一、植物组织培养新技术的研究 随着科学技术的发展和对植物组织培养技术的不断深入研究,一些新的培养方法和技术不断出现,为植物组织培养技术的不断优化和发展提供了新的途径。 1.新型光源的应用。 光是植物生长发育必不可少的重要因素之一,光照长短、光质、光周期对植物的生长、形态建成、光合作用、新陈代谢以及基因表达均有调控作用。传统的组织培养光源灯普遍存在寿命短、发热量大且不均以及发光效率不理想等缺点。LED作为植物组织培养光源早在1991年就有栽培试验。研究发现, 光质比例和光照强度可调的LED 光源比通常植物组织培养使用的荧光灯更能有效地促进试管苗的光合作用和生长发育。蒋要卫利用LED作为大花蕙兰组培苗光源的研究发现, LED光源可以显著改善大花惠兰试管苗的生长状况和提高其品质[2]。日本的田中道男等运用阴极荧光灯( CCFL)作为文心兰试管苗光源, 结果表明其地上部干、鲜重和试管苗的高度都有显著提高。另外田中道男等利用SILHOS作为生菜组织培养光源, 获得了高质量的组织培养苗。目前LED是组织培养中最有效的人工照明光源,而CCFL等新型光源是未来发展的主要方向。 2.开放组织培养技术。 传统的植物组织培养属于严格的封闭式培养,因而造成灭菌成本偏高、培养基易污染、外界环境调控难度大等缺点。而开放组织培养新技术是在外加抗菌剂的条件下,使植物组织培养脱离严格无菌的操作环境,在自然开放的有菌环境中进行,恰好弥补了这些不足。赵青华等采用开放式组培技术,在培养基中添加抑菌剂,克服了非灭菌条件下魔芋组织培养污染问题,有效地简化了实验步骤,降低了生产成本[3]。何松林的研究表明在添加抗菌剂的开放式组培中,文心兰试管苗可正常生长[4]。开放式组织培养突破了封闭式培养的限制,从根本上简化了组织培养环节,使将来规模化开放式组织培养成为可能。 3.光独立培养技术。 光独立培养法又称无糖培养法,是指利用CO2代替葡萄糖作为植物组织培养的碳源,人工控制组织培养苗生长所需的光、温、水、气、营养等条件,促使组织培养苗快速转变为自养型的培养方式。一方面避免了由葡萄糖引起的杂菌污染;另一方面,增强了组织培养微环境的人工调控能力。屈云慧等以虎眼万年青为对象的无糖培养研究表明万年青再生芽的生根率高, 种苗质量也优于常规培养[5]。肖玉兰、丁永前等设计的全套无糖组织培养设备培育出的苗具有抽叶多、植株健壮、节间距短、根系发达、干物重积累多、光合自养能力强等更优良的生物学性状。目前,无糖培养法还处于理论研究和应用的开始阶段,随着理论研究的不断深入及相关配套技术的不断完善,必将成为组织培养技术的一种重要手段。 4.多因子综合控制技术。 近年来,随着对植物组织培养机理的深入研究和交叉学科间的相互促进作用,多因子综合控制的环境调控设施越来越多的应用到实际生产中,大大降低了组织培养成本, 促进了组织培养苗商品化的进程。崔谨等运用CO2 监控系统对甘薯组培苗进行调控的结果表明, 在CO2监控系统方式下培养的甘薯组培苗, 具有生长迅速、光合产物积累明显、叶色深绿、根系发达等特点[6]。刘文科等设计了一种新型密闭式组培室, 并研制出一套用于该组培室的综合环境控制系统[7]。李传业等设计的一套能对组培箱内CO2 浓度、相对湿度进行调控的组织培养微环境控制系统试验结果表明, 组织培养箱内CO2摩尔分数和相对湿度达到了预期目标。 二、植物组织培养的应用研究 植物组织培养技术的应用主要理论基础有两方面。一是细胞全能性,植物修复与完善、快繁脱毒苗、育种、种子和种质资源保存、植物检疫等都是其发展和应用的成果。二是悬浮培养液,主要应用于植物次生代谢产物的提取。 1.“全能性”的应用。 植物修复与完善是模拟植物组织培养过程中器官形成和细胞增殖形成的一套全新理论,植物脱毒和离体快速繁殖是目前植物组织培养应用最多、最有效的一个方面,因其快速、无毒的特点,已经广泛应用于观赏植物、园艺作物、经济林木、无性繁殖作物,并已形成产业化、商品化。植物组织培养技术为培育优良作物品种开辟了新的途径,利用该技术,通过花药和花粉培养、胚胎培养与细胞融合、细胞无性系变异、基因工程及突变体筛选等手段,已经培育出一大批具有优良性状的植株。借助植物组织培养技术保存种子和种质资源,因其优于常规方法的特殊性越来越受到重视,已在1000多种植物种和品种上得到应用, 并取得很好的效果。 2.愈伤组织或悬浮培养液的应用。 植物次生代谢物如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱及其他活性化合物是许多医药、食品、香料、色素、农药和化工产品的

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