植物组织培养研究进展

第9卷 第1期2005年 3月 河北农业科学Journa l o fH ebeiAgr i c u ltura l Sciences Vo l 19No 11 M ar 12005收稿日期:2004-11-05

作者简介:许凤芹(1977-),女,河北唐山人,硕士在读,研究方向为作物遗传育种。

文章编号:1008-1631(2005)01-0099-05

植物组织培养研究进展

许凤芹,刘桂茹,杨学举

(河北农业大学农学院,河北保定 071001)

摘要:综述了植物组织培养在快速繁殖、无病毒种苗生产、花药培养和单倍体育种、胚胎培养、植物次生代谢产物生产、植物细胞突变体筛选、原生质体培养与细胞融合、体细胞胚胎和人工种子、组织细胞培养物超低温保存及种质库建立等方面取得的进展,并提出了植物组织培养中存在的主要问题及相应对策。

关键词:植物;组织培养;研究进展

中图分类号:Q94416 文献标识码:A

R esearch Advances of P lant T issue Culture

XU Feng -q i n ,LI U Gu-i ru ,YANG Xue -ju

(A g ronomy Co llege ,A gr icu lt ura lU niversity of H ebe,i Baod i ng 071001,Ch i na)

Abst ract :This paper descri b ed the research advances o f plan t tissue cu lture techno logy in m icro -propagation plant ,production of no -v ir us seedli n gs ,anther cu lture and breeding ofm onoplo i d plan,t e m br yoculture ,cell cu lture and production of secondary m etabo lites ,selection of plan t cellm utan ,t protoplast cult u re and so m atic hybridization ,so m atic e m br yogenesis and artificial seed ,cryopreservation o f plant ce lls .The prob le m s o f plant tissue cu lture w ere ra ised and the counter m easures w ere put fo r w ard .

K ey w ords :Plan;t T issue cult u re ;R esearch advance

生物技术在医学、农业、食品工业、能源工业、环境保护等领域显示出极大的生产潜力。作为生物技术重要手段之一的植物组织培养技术日益受到重视,研究领域从植物生理学科逐渐扩展到细胞生物学、分子生物学、遗传学、园艺学、育种学等学科。特别是近30年来,植物组织培养技术在理论与应用上的重要性日益显著,从植物快繁、花药培养发展到细胞器培养、原生质融合以及DNA 重组技术等。

1 植物组织培养研究进展

111 植物快速繁殖和无病毒种苗生产

20世纪60年代,法国的M o rel 用茎尖培养的方法大量繁殖兰花获得成功,揭开了植物快速繁殖及无病毒种苗研究和应用的序幕。目前,通过离体培养获得小植株并且具有快速繁殖潜力的植物已有

100多科1000种以上,有的已经发展成为工业化生产的商品[1]。例如,世界上80%~85%的兰花是

通过组织培养进行脱毒和快繁的。利用试管繁殖建立的兰花工厂使新加坡、泰国每年出口创汇数百万

元[2,3]。培养的植物种类也由以观赏植物为主逐渐发展到园艺植物、大田作物、经济植物和药用植物等。美国、法国、意大利、荷兰等欧美国家试管苗的年产量均在数千万株以上,并且以每年7%~8%的速度增加。我国植物快速繁殖和无病毒种苗生产的研究始于20世纪70年代。马铃薯无毒种薯

河北农业科学第9卷和甘蔗种苗已在生产上大面积种植,兰花、香石竹、月季、菊花、唐菖蒲、百合、重瓣玉簪、橡皮树、草莓、茶花、桉树、杨树、苹果、柑桔、枣树、醋栗、葡萄、木薯、甘蔗、香蕉、巴戟天、大蒜、金线莲、枸杞、半夏、红花、银杏等已进行规模化生产或中间试验。试管苗的年产量已由20世纪90年代初期的2000万株左右发展到现在的5000万~1亿株以上。利用组织培养进行植物快速繁殖及无病毒种苗生产不仅能够获得显著的经济效益,同时能够挽救珍稀濒危物种,而且能够帮助解决药用植物野生资源缺乏而造成的短缺问题[4,5]。

112 植物花药培养和单倍体育种

1964年印度学者Guha 和M aheshw ari 成功地将曼陀罗花药培养成花粉单倍体植株,从而促进了植物花药单倍体育种技术的发展。将植物花药培养成单倍体植株,再经过染色体加倍,很快能得到纯合的二倍体,这样将大大缩短育种年限。迄今为止,世界上通过花粉和花药培养已获得了几百种植物的单倍体植株。印度科学家应用这种方法培育的水稻品系比对照提高产量15%~49%。韩国先后育成了5个优质、抗病、抗倒伏的水稻品种应用于生产。法国育成了冬小麦新品种/Florin 0。我国于1970年开始该领域的研究,已培育了40种以上植物的花粉或花药发育成单倍体植株,其中小麦、黑麦、小冰麦、玉米、橡胶树、杨树、辣椒、甜菜、白菜、油菜、柑桔、甘蔗、大豆、葡萄和苹果等的单倍体植株为我国首创。玉米获得了100多个纯合的自交系,橡胶获得了二倍体和三倍体植株。仅/九五0期间,就育成高产、优质、抗逆、抗病新品种44个,种植面积超过1亿亩

[6]。目前,花药培养作为一种崭新的育种手段正在植物育种研究工作中发挥巨大优势。

113 植物胚胎培养

杂交育种中,杂种胚常败育,因此将早期生长的胚取出,应用组织培养方法,就有可能培育出杂种植物。胚胎培养技术主要应用于一些亚洲国家[1]。已经有100篇以上幼胚培养成为植株的报道。印度科学家在栽培种菜豆、黄麻和花生的远缘杂交中获得了理想的重组体。日本科学家获得了3个柑桔属、李属、芸苔属品种和5个百合栽培种。中国农业科学院蔬菜研究所培养结球甘蓝和大白菜的杂种胚得到了种间杂种。西北植物研究所得到了节节草和普通小麦的属间杂种。大麦+小麦、大麦+提莫菲维小麦、小麦+冰草(育成新品种小堰6号)等也通过胚培养获得了杂种。烟草属间杂种、水稻品种间杂种也已经得到。中国科学院植物研究所和北京市农林科学院合作育成的早熟桃新品种/京早3号0,成熟期比一般早熟桃提前15~20d 。此外,龙眼、荔枝的焦核胚胎培养研究,为果树选育优良焦核品种开辟了新途径。

114 愈伤组织或细胞悬浮培养生产有用次生代谢物

全世界75%的人口以植物作为治疗、预防疾病的药物来源[7]。仅20世纪90年代以来,植物药

用有效成分的国际专利就达50多项,其中大多为抗病毒、抗癌化合物

[4]。但有些植物生长周期长,繁殖慢,市场价格昂贵,如从长春花提取的抗癌生物碱)))长春新碱,用于治疗白血病时,售价高达6000美元/g 。在美国,来源于植物的药物市场估计在90亿美元[8]。自从1967年Kau l 和Staba 从牙

签草的组织和细胞培养物中分离出目的次生代谢物呋喃色酮以来,这一领域的研究取得了飞速发展。已经研究了400多种植物,从培养细胞中分离到600多种次级代谢产物,其中60多种在含量上超过或等于原植物,20种以上干重超过1%[9]。例如,白芷是一种药草,主要用于治疗头痛,其主要药效成分是i m perato ri n 。利用悬浮培养可以从白芷中生成次生代谢物i m perator i n 。从薯芋(D ioscorea do -

ryopho ra)愈伤组织和悬浮细胞生产的diosgenni n 用于合成甾体药物[10]。德国科学家在毛地黄细胞培

养中加入生物合成途径的中间化合物毛地黄毒素和B -甲基毛地黄毒素,培养细胞以几乎100%的转化速率使之羟基化,变为医药强心剂地高辛。这一技术已实现工业化生产[9]

。最近抗癌药物紫杉醇

)))红豆杉细胞培养物,可用75t 发酵罐培养,已达到商业化生产水平[11]。另外,达到商品化水平

的还有紫草、人参、黄连、老鹳草等;长春花、毛地黄、烟草等已实现工业化生产;牙签草、三分

三、红花等20多种植物正在向商品化过渡。

115 原生质体培养与细胞融合#100#

第1期许凤芹等:植物组织培养研究进展1960年,英国学者Cocki n g 首次利用纤维素酶从番茄幼苗的根分离原生质体获得成功,这是组织培养的一大突破[12]。1971年,日本的Takebe 和N abata 首次利用烟草叶片分离原生质体并获得再生植株。到1983有70种植物的原生质体能再生植株,90年代初期达到100种以上。我国获得了30个以上品种的原生质体再生植株,其中包括难度较大的重要粮食作物和经济作物大豆(W ei and Xu ,1988)、水稻(W ang 等,1989)、玉米(蔡起贵等,1987;孙敬三等,1989)、小麦(王海波等,1989)、谷子(董晋江、夏镇澳,1989)、高粱(卫志明、许智宏1988)、棉花(陈志贤等,1989)、等[13]。在木本植物、药用植物、蔬菜和真菌原生质体培养方面的进展也十分迅速。原生质体培养的成功促进了体细胞融合技术的发展。1972年美国的C arlson 诱导粉蓝烟草和郎氏烟草的原生质体融合并获得了第一棵体细胞杂种植株。Po w er (1976)从矮牵牛和拟矮牵牛2个不同种植物得到了种间体细胞杂种。M e lchers 等(1978)得到马铃薯和番茄的属间体细胞杂种。因此,原生质体培养及体细胞杂交为解决常规育种工作中远缘杂交不亲和等难题提供了可行性理论依据。植物原生质体培养还可应用于外源基因转移、无性系变异及突变体筛选等研究,因而越来越受到人们的重视。

116 植物细胞突变体筛选

通过离体培养筛选植物突变体是生物技术研究中一个较为新颖的领域,也是当前植物遗传操作研究中引人瞩目的课题。筛选植物的有益突变体对作物改良有重要意义,特别是对提高作物的抗逆性、改良作物的品质有重要作用;并能为植物遗传工程研究提供各种带有遗传标记的受体突变体细胞;同时对于研究植物体内一些生理生化机理亦有重要意义。细胞突变体的筛选最早始于1959年,

G 1M e lchers [14]在金鱼草悬浮细胞培养中获得了温度突变体。1970年,P 1S 1C arlson 、H 1B i n d i n g 和

Y 1MH ei m er 等[15~17]分别分离出烟草营养缺陷型细胞、矮牵牛抗链霉素细胞系及烟草抗苏氨酸细胞系。之后,植物细胞突变体的筛选研究进入了迅速发展时期。迄今为止,已经在不少于15个科45个种的植物细胞培养中筛选出100个以上的细胞突变体或变异体,其中包括抗病细胞突变体,如玉米抗

小斑病突变体[18]和小麦抗赤霉病、根腐病突变体[19~21];抗氨基酸及其类似物细胞突变体,如甘蓝型

油菜抗HYP 突变体[22];逆境胁迫抗性突变体,如水稻耐盐突变体[23]和小麦抗盐突变体

[24];抗除草

剂细胞突变体及营养缺陷型细胞突变体等。其中以抗病突变体居多。117 体细胞胚胎和人工种子

1958年,Reinert 在胡萝卜的组织培养中最先发现了体细胞胚胎(胚状体)。据不完全统计,能大量产生胚状体的植物有43科、92属、100多种。一些重要作物如水稻、小麦、玉米、珍珠谷等,也能通过离体培养产生胚状体。这些胚状体用褐藻酸钠等包埋,再加上人工种皮,就形成了人工种子。人工种子的优点是:(1)繁殖快速。如胡萝卜细胞的悬浮培养,在1个培养瓶中可产生10万个胚状体。这些胚状体可像种子一样萌发成为结构完整的小植株,且成苗率极高。(2)不受气候影响,1年4季皆可工厂化生产,具有极显著的经济效益。80年代初,美、日、法等国相继开展了人工种子的研究,并且在胡萝卜、苜蓿、芹菜、花椰菜、莴苣等植物上获得了初步成功。欧洲将人工种子研究纳入/尤里卡计划0。我国人工种子的研究始于/七五0期间,并于1987年被列入了/863高技术研究发展计划0。

118 组织细胞培养物的超低温保存及种质库建立

植物细胞全能性的发现和证实,为植物种质资源的长期保存开辟了一条新途径。采用液氮超低温保存技术,能保持很高的存活率,并且能再生出新植株和保持原来的遗传特性。如建立茎尖分生组织培养物的超低温保存种质库时,不仅可以防止种质的遗传变异和退化,而且可以长期保存无病毒的原种。我国对水稻、小麦、玉米、甘蔗、马铃薯、红豆、草莓、唐菖蒲、三分三、长春花等植物的茎尖分生组织、愈伤组织、胚状体和幼胚、花粉等材料,展开了材料特性、预处理、光照、冰冻保护剂、降温冰冻方法对恢复生长的影响以及种质保存后遗传性状分析等研究。有关这方面的研究近20年来

已经取得了很大的进展[25]。

2 植物组织培养存在问题及对策

#

101#

河北农业科学第9卷虽然植物组织培养在理论与应用上的重要性日益显著,发展十分迅速,成就令人兴奋,但需要指出的是植物组织培养中还存在着一些重要的问题急待解决。

211 植物组织培养机理有待于进一步研究

组织培养的早期研究,主要集中在基础探索上,如愈伤组织培养体系的建立、细胞全能性的证实等。而有关植物细胞全能性表达和激素的作用机理等未做深入研究;并且早期研究所用的材料是胡萝卜、烟草、曼陀罗等易培养的植物,对一些/困难植物0如多年生果树的组织培养技术却未做系统研究,导致/困难植物0的组织培养进展缓慢。五六十年代研究出的培养基如M S 、W h ite 、B5、N itsch 、B lagdes 、L5、N6等目前仍然沿用,关于培养基中的植物生长物质、矿质元素、各种有机添加物等对植物细胞全能性表达的影响还未找到一个可普遍遵循的规律,更未找到普遍适用的培养基。各种培养目的都建立在经验的基础上,相当多的植物没有得到相应的离体培养技术。因此一些珍稀濒危植物无法得到有效利用或保存,组织或细胞产生的有用物质得不到开发,遗传转化技术不能得到广泛应用,植物体细胞无性系突变体筛选工作、人工种子研究等都受到了制约。所以,加强组织培养机理的研究已迫在眉睫。

212 基因型限制仍是组织培养的一大难题

根据植物细胞全能性学说,任何一种植物的基因型都能培养,但研究发现没有适合于培养任何基因型植物的培养基。因此,在已有组织培养经验的基础上,对/困难植物0培养条件的探索研究有助于发现不同基因型的作用本质和机理,揭示其特殊性并获得使不同基因型材料培养成功的经验,才能有助于探讨组织培养的一般规律,建立适应性更广的组织培养技术。

213 操作复杂,效率不高

目前许多重要农作物及部分果树的原生质体培养已获得成功,但应用于遗传工程操作还有一定困难,除了基因型限制之外,还存在操作复杂、烦琐、完成周期较长等问题,如建立理想的悬浮系至少需要几个月时间才能获得这些细胞系游离培养,到获得再生植株又要几个月甚至1a 以上的时间,而且经过多代培养,众多无法预知因素的影响,使培养结果不稳定,部分细胞丧失分化能力。因此,实际操作时应尽量简化操作程序并要防止细胞衰老、变异等。

214 降低成本,加快成果的应用推广

植物组织培养应用研究成本较高,难以推广应用。因此,植物组织培养研究中开发的项目要因地制宜加以扩充,尽量降低成本,以产生更多的经济效益。此外,我国植物资源丰富,仅高等植物就有217万种左右,但用于栽培和进行试种的不到1/10,宜挖掘野生植物资源以提供各种有经济价值的种质资源,繁荣市场。

3 展望

植物组织培养研究与应用是20世纪科技进步的重大成果之一,为研究植物生长发育、抗性生理、激素及器官发生与胚胎发生等提供了许多良好实验材料和有效途径。植物组织培养方法不断提高的同时,也相应拓宽了其应用范围。由于组织培养在人工控制的条件下进行,故容易掌握花芽分化和开花的成因;通过胚胎培养,能够得到杂种或自交种;通过分离单倍体细胞,能培育纯合的二倍体优良品系;提高育种多样性的同时缩短了育种时间;通过突变体筛选,提高植物的品质,增强抗逆境胁迫能力,扩大植物的生长范围;将体细胞冷藏在低温下,建立基因库,达到保存物种的目的;获得药用价值高和工业生产所需的次生产品,加快了药物生产的时间、增加了产量,并且减少了单纯依靠天然植物的被动性。植物组织培养技术已经深入地渗透到人们的生产、生活和科研等各个领域,将日臻完善。

参考文献:

[1]李思经1国际农业生物技术进展[M ]1北京:中国农业科技出版社,1997151

#102#

第1期许凤芹等:植物组织培养研究进展

[2]陈维伦1植物生物技术改良[M ]1北京:中国科技出版社,

199112131[3]罗士韦1植物组织培养和细胞培养工作的进展[A ]1全国细胞培养与体细胞杂交线粒体呼吸代谢与杂种优势会议论文集[C]1北京:科学出版社,19781

[4]徐忠东1植物组织培养生产药物研究进展[J]1生物学杂志,

2001,18(6):13-141[5]彭爱红,何永睿,邹修平,等1观赏植物组织培养与基因工程研究进展[J]1亚热带植物科学,

2002,31(2):58-631[6]郑企成,白新盛,刘录祥1浅议我国农作物细胞工程育种[J]1农业生物技术学报,

2000,8(增刊):74-771[7]邢建民,赵修德,李茂寅,等1植物细胞培养生产黄铜类化合物研究进展[J]1生物工程进展,2001,21(1):47-501

[8]刘 涤,胡之壁1生物技术在传统药材生产中的应用前景[J]1生物工程进展,

1997,17(2):13-161[9]郑光植1植物细胞培养及其次级代谢[M ]1昆明:云南大学出版社,

1992171[10]蔡新声1台湾组织培养研究现状[J]1植物生理学通讯,

1994,30(6):427-4761[11]孙彬贤,章国瑛,刘 涤,等1红豆杉细胞培养与紫杉醇的生产[J]1植物生理学通讯,1999,35(2):135-1401

[12]孙敬三,桂耀林1植物细胞工程实验技术[M ]1北京:科学出版社,1995141

[13]孙勇如,安锡培1植物原生质体培养[M ]1北京:科学出版社,1991121

[14]M e lchers ,G 1Ber ,D tsch 1Bo t 1G es ,1959,78:211

[15]Carlson ,P 1S 1science ,1970,168:487-4891

[16]B i nd i ng 1H 1N alur w i ssenschaften ,1970,3:138-1391

[17]H ei m er ,Y 1M 1et al 1B i ochi m 1B i ophys 1A cta ,1970,215:1521

[18]G engenbach 1B 1G 1et al 1C rop Sc ,i 1975,15:645-6491[19]欧阳俊闻,周嘉平,贾双娥,等1植物细胞工程与育种[M ]1北京:北京工业大学出版社,19901254-2601

[20]阎 博,薛秀庄,陈建莉,等1利用幼穗愈伤组织筛选小麦抗赤霉病菌毒素体细胞突变体的研究[J]1西北农

业学报,

1995,4(3):8-121[21]李社荣,李安生,张 敬,等1小麦抗赤霉病突变体的离体筛选及生化变化的研究[J]1核农学报,1995,16(3):158-1611

[22]吴沿友,罗 鹏1甘蓝性油菜抗HYP 突变体的筛选及鉴定[J]1中国油料作物学报,1998,20(2):10-151

[23]T hpe TA 1P lant T issue M ethod and A ppli cation i n A gr i culture 1A cade m ic P ress 1198112731[24]郭房庆,李 群,顾瑞琦1抗盐小麦突变体的诱变筛选及其抗盐性的比较[J]1核农学报,

1997,11(1):1-81

[25]夏镇澳1植物组织培养与农业1植物生理学通讯[J]11995,31(1):62-641

[责任编辑 周洪芬]#103#

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】

植物组织培养实验室 组培室 规划设计

植物组织培养实验室组培室规划设计 一、实验室要求理想的组织培养实验室应该建立在安静、清洁、远离污染 源的地方，最好在常年主风向的上风方向，尽量减少污染。规模化生产的组织 培养实验室最好建在交通方便的地方，便于培养产品的运送。实验室的建设均 需考虑两个方面的问题：一是所从事的实验的性质，即是生产性的还是研究性的，是基本层次的还是较高层次的；二是实验室的规模，规模主要取决于经费 和实验性质。无论实验室的性质和规模如何，实验室设置的基本原则是：科学、高效、经济和实用。一个组织培养实验室必须满足3个基本的需要：实验准备(培养基制备、器皿洗涤、培养基和培养器皿灭菌)、无菌操作和控制培养。此外，还可根据从事的实验要求来考虑辅助实验室及其各种附加设施，使实验室 更加完善。在进行植物组织培养工作之前，首先应对工作中需要哪些最基本的 设备条件有个全面的了解，以便因地制宜地利用现有房屋，或新建、改建实验室。实验室的大小取决于工作的目的和规模。以工厂化生产为目的，实验室规 模太小，则会限制生产，影响效率。在设计组织培养实验室时，应按组织培养 程序来没计，避免某些环节倒排，引起日后工作混乱。植物组织培养是在严格 无菌的条件下进行的。要做到无菌的条件，需要一定的设备、器材和用具，同 时还需要人工控制温度、光照、湿度等培养条件。二、实验室组成(一)基本实 验室基本实验室包括准备室、洗涤灭菌室、无菌操作室、培养室、缓冲间，是 组织培养实验所必须具备的基本条件。如进行工厂化生产，年产4万-20万， 需3-4间实验用房，总面积60平方米。1、准备室(化学实验室)功能：又叫化 学实验室，进行一切与实验有关的准备工作：完成所使用的各种药品的贮备、 称量、溶解、器皿洗涤、培养基配制与分装、培养基和培养器皿的灭菌、培养 材料的预处理等。要求：最好有20平方米左右。要求宽敞明亮、以便于放置多个实验台和相关设备，方便多人同时工作；同时要求通风条件好，便于气体交换；实验室地面应便于清洁，并应进行防滑处理。分类：分体式-研究性质实验室，分开的若干房间将准备室分解为药品贮藏室、培养基配制与洗涤室和灭菌 室等，功能明确，便于管理，但不适于大规模生产。通间式-规模化实验室，准备室一般设计成大的通间，使试验操作的各个环节在同一房间内按程序完成。 准备试验的过程在同一空间进行，便于程序化操作与管理，试验中减少各环节 间的衔接时间，从而提高工作效率。此外还便于培养基配制、分装和灭菌的自

植物组织培养复习资料.doc

1.植物组织培养按培养对象分为______ 、 _______ 、________ 、 ________ 、________ 等几种类型。 2.一个己停止分裂的成熟细胞转变为分生状态，并形成耒分化的愈伤组织的现象称为 n tv 3.不同的灭菌剂其灭菌的机理一般不一样，次氯酸钙和次氯酸钠都是利用分解产生 _________ 来杀菌的；升汞是靠 ________ 来达到灭菌日的。 4.去除植物病毒的主耍方法是 _____ 和_______ 两种方法，当把二者结合起來脱毒效 果最好 5.在通过微茎尖培养脱毒时，外植体的大小应以成苗率和脱毒率综合确定，一般以 __________ mm、带 ________ 个叶原基为好。 6.White培养基________ 浓度低，适合生根培养。 7.一个已停止分裂的成熟细胞转变为_________ 状态，并形成_________ 的现象称为“ 脱分化”。 8.BA/NAA的高低决定了外植体的发育方向，比值低时促进 ________ 的生长，这时 _________ 占主导地位；比值高促进_________ 的生长，这时 _________ 占主导地位。 9.进行植物组织培养最基本的前提条件是 _____ 。 1、植物组织培养的理论基础是植物细胞全能性。 2、组织培养实验室必要的设备有超净工作台、高压灭菌器、空调机、夭平、显微镜、蒸饱水发生器等。 3、糖在植物组织培养中是不可缺少的，它不但作为离体组织赖以生长的碳源，而且还能维持培养菇渗透压 4、培养基灭菌一般在-108 kPa的压力下,锅内温度达121 °C ,维持20-30 min o 5、在离体叶培养中，6?BA和KT利于芽的形成:24D利于愈伤纟FI织的形成 6、在离体叶组织脱分化和再分化培养屮，茎和芽的分化主要有4个途径：方?接产生不泄芽、由愈伤组织产工不定芽、胚状体形成、形成球状体或小鳞茎等途径。 7、目前培育无病毒苗最广泛和最重要的一个途径是茎尖培养脱毒。 8、花药培养前的预处理:低温冷藏是最常用的方法。 1、植物组织培养的发展分为三个阶段：萌芽阶段、奠基阶段和快速发展和丿、'、/「用阶段。 2、培养基最常用的碳源是蔗糖,使用浓度在1%?5%常用 _3_%o 3、培养基的种类按其态相不同分为固体培养基与液体培养基，其火菌方法一般采用壷热消毒灭菌方法。 4、 pll的大小会影响琼脂的凝固能力，一般当pll大于6.0时，，培养基将会 ___________ ,低于5.0时，琼脂不能很好地凝同。 5、一般情况下，生长索/细胞分裂素的比值高，有利于根的形成和愈伤组织的形成:比值低有利于芽的形成。

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。

植物组织培养实验设计及.doc

植物组织培养实验设计及 常用设备的使用与维护 一．实验目的 1.熟悉植物组织培养实验室的组成及设备 2.掌握植物组织培养实验室的设计要求 3.熟悉植物组织培养所需的仪器设备 二．实验原理 植物组织培养是通过无菌操作，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。要达到无菌操作和无菌培养，就需要人为创造无菌的环境，使用无菌的器皿及器械，同时还需要人工控制的温度,光照，湿度等培养条件。无菌环境和培养条件的创造需要一定的设施及设备。 三．实验步骤 1.实验室的设计要求 功能齐全、布局合理、环境清洁、易于灭菌 2.实验室的组成及功能 实验室的组成： 洗涤室、药品室、称量室、培养基配制室、灭菌室、接种室、培养室、观察记录室、储藏室、移苗室 实验室的功能： 洗涤室用于玻璃器皿、实验用具的清洗、干燥、培养材料清洗、预处理也可在本室完成。室内应建造大型水槽和一个或几个浸泡

池，水槽最好上一内衬白瓷片的水泥槽，为防止碰坏玻璃器皿，下面可铺一活动的橡胶板。备有晾瓶架，用于放置刷净的培养器皿，配备有一定数量的周转盘或小推车，用于运输培养器皿。地面要注意防滑，排水通畅，墙壁要有耐湿、防潮功能。 药品室用于存放各种药品试剂。室内要求干燥、通风，避免光照，配有药品柜、冰箱等设备。化学试剂物品分类存放于柜中，有毒物质如升汞需要专人密封保存。原药可室温下存放，配好的母液，宜置于4℃冰箱中保存。药品室紧邻称量室较好，便于工作。 称量室进行化学药品的称量。要求干燥、密闭，无直射光照，避免腐蚀性药品和水气直接接触。有固定的水磨石平台，安放普通天平、精密天平和分析天平，要有电源插座，最好设计在阴面的房间，这样对怕光药品的保存和称量有利，称量室紧邻培养基配制室较好，以方便配制母液和培养基。房间较少时，可以与药品室合二为一。 培养基配制室主要进行母液的配制，培养基的配制、分装、包扎和灭菌前的暂时存放。在条件允许下，面积宜大不宜小，室内应有大型实验台。配有电炉、锅子、量具、培养基分装器具、吸管、培养容器、水浴锅和酸度计等。如规模较小，可与洗涤室、灭菌室合并在一起。

植物组织培养复习重点

组培复习材料 一、名词解释 1、培养基：是离体植物（外植体）赖以生长、分化的基础，是根据植物的需求，人工配制的含有各种营养成分的营养液。 2、液体培养：把细胞或生物体的一部分，置于液体培养基中使其发育，并不断振荡，使之均匀地在悬浊液中进行培养的一种方法。 3、种子培养：是成熟种子和发育不全的未成熟种子的无菌培养。 4、叶培养：从母体植株上将叶组织（包括叶原基在内）切下，放在无菌的人工条件下使其生长发育形成植株的技术。 5、热处理脱毒：在一定范围内，用高温处理可部分或完全钝化植物组织中的某些病毒而不伤害或很少伤害植物本身的脱毒方法。 6、花药培养：是把花粉发育到一定阶段的花药接种到培养基上，来改变花粉的发育程序，使其分裂形成细胞团，进而分化成杯状体，然后再生植株，或形成愈伤组织，由愈伤组织再分化成植株。 7、连续培养：是利用特别的培养容器进行大规模细胞培养的一种培养方式。（培养过程中，不断注入新鲜培养基，排掉等体积用过的培养基，或者抽取悬浮培养物，使培养物的营养物质得到不断补充，从而保持其恒定体积的培养。—— 8、分批培养：指把细胞分散在一定容积的培养基中进行培养，建立单细胞培养物的培养方式。（细胞生长在固定体积的培养基中，当主要营养物质耗尽时，细胞的分裂和生长即停止。） 二、简答题 1、MS培养基特点。 答：MS培养基是Murashige和Skoog于1962年为烟草细胞培养设计的，其特点是无机盐和离子浓度较高，是较稳定的离子平衡溶液，具有高含量的氮、钾，尤其是硝酸盐用量大，还有一定数量的铵盐，其养分的数量和比例合适，不需要添加更多的有机附加物，就能满足植物组织对矿质营养的要求，加速愈伤组织和培养物的生长，当培养物就不转移时仍可维持其生存。目前应用最广泛。 2、植物组培生产特点。 答：①和传统的生产方式相比，具有不占耕地、生产不受季节限制而且能够整年连续进行、不受灾害性天气和病虫害影响的特点； ②具有人为可控性，可采用更适合于植物生长的“培养基”代替土壤提供养分和生长调节物质；

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

植物组织培养实验报告

植物组织培养实验报告 一实验目的 让植物组织经过脱分化作用，形成愈伤组织，经过再分化作用，愈伤组织又能重新分化为有结构的组织和器官，最终形成完整的植株。 二实验原理 植物组织培养是把植物的器官，组织以至单个细胞，应用无菌操作使其在人工条件下，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“脱分化作用”，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“再分化作用”。植物激素在此过程中起着重要的作用，吲哚乙酸（IAA ）和 6 –苄基氨基腺嘌呤（6 – BA ）的比例，决定了根和芽的分化。 三实验器材 （一）试剂 乙醇、IAA 或 2 ，4 – D 、HgCl 2 （或次氯酸钠）、6- 苄基氨基腺嘌呤（6-BA ） MS 培养基 （二）仪器设备 培养室，高压灭菌锅，水浴锅，解剖刀，三角烧瓶（100mL ），烧杯，量筒，培养皿，超净工作台，分析天平，长镊子，剪刀，橡皮筋等 三实验步骤 1. 配制培养基 （1 ）愈伤组织诱导培养基：MS 培养基（蔗糖含量为10 g/L ，2,4 – D 含量为 2 mg/L ，琼脂10 g/L ）。 （2 ）试验培养基：在MS 培养基中按表33 – 1 加入IAA 和6–BA 。 吲哚乙酸先用少量0.1 mol/L NaOH 溶解，6- 苄基氨基腺嘌呤先用少量0.1 mol/L HCl 溶解，然后用蒸馏水稀释，再加入培养基中。 2. 培养基灭菌 将配好的培养基加入琼脂加热溶解，调至pH 5.8 ，趁热分装于100 mL 三角烧瓶中，每瓶约20 mL 。待培养基冷却凝固后，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 ℃（ 1 kg/cm 2 ）下灭菌20 min 。取出三角烧瓶放在台子上，

植物组织培养知识点总结

植物组织培养知识点总结第一、二章 1植物组织培养概念、分类、应用、创始人、奠基人 2实验室各分室名称、主要设备、主要功能 3无菌操作技术流程 4表面消毒剂种类及作用效果 5培养基成分及各成分的作用 6植物组织培养三大难题 7那些成分要抽滤灭菌 第三、四章 8植物细胞全能性原理 9名词解释：愈伤组织、脱分化、体细胞胚、人工种子 10体细胞胚的特点 11愈伤组织形成发育的三个时期，两种类型，良好愈伤组织的特点 12植物离体微繁，一般过程，各阶段注意事项 13褐变，影响褐变的因素，克服褐变的措施；玻璃化，无糖培养技术第五、六、七章 14植物脱毒方法、原理 15脱毒率包括两种方面含义 16人工诱导单倍体的三种途径 17花药培养得到的再生植株倍性如何，为什么 18花药培养的应用，花药培养力，一般培养过程。 19离体幼胚培养，胚发育有几种类型各有何特点 20离体授粉离体受精 21简述胚乳培养的意义

第八、九章 22原生质体概念，两种分离方法，纯化方法。 23酶法分离植物原生质体的酶液组成及作用 24简述植物原生质体培养基的特点 25原生质体融合，融合的主要方法 26体细胞杂交过程 27融合产物的种类及特点 28植物细胞无性系变异，特点 29提高植物细胞无性系变异频率的方法 30细胞突变体的类型及对应的筛选方法 植物组织培养知识点总结 第一、二章 1植物组织培养概念、分类、应用、创始人、奠基人 概念：是一种将植物的器官、组织或细胞在适当的培养基上进行无菌培养，并重新再生细胞或植株的技术。 分类：（1）按外植体来源和特性分：植株培养胚胎培养器官培养组织或愈伤组织培养细胞或原生质体培养；（2）按培养方法分：固体培养液体培养固体液体两相培养 应用：（1）克服远缘杂交中杂种不育性，种子无活力或配发育不全的植物获得后代，一年多代育种（2）培育三倍体（3）单倍体育种（4）提高突变频率，筛选变异类型（5）经过细胞融合得到体细胞杂种（6）种质资源保存 2实验室各分室名称、主要设备、主要功能 化学实验室（准备室）

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

植物组织培养期末复习资料

植物组织培养期末复习资料 一、名词解释 1.植物组织培养：是指在无菌和人工控制的环境条件下，利用适当的培养基， 对离体的植物器官、组织、细胞及原生质体进行培养，使其再生细胞或完整植株的技术。又称为植物离体培养、微型培养、试管培养。 2.愈伤组织：是指外植体因受伤或在离体培养时，其未分化的细胞和已分化的 细胞进行活跃的分裂增殖而形成的一种无特定结构和功能的组织。 3.细胞全能性：指植物的每一个具有完整细胞核的活细胞，具有该植株的全部 遗传信息，在一定条件下发育成完整植株的潜在能力。 4.胚状体：指在植物组织培养过程中，由细胞诱导分化形成的胚状结构，其功 能类似于合子胚，可进一步再生成一个完整植株。 5.器官离体培养：是指对植物某一器官的全部或部分或器官原基进行离体培养 的技术。 6.胚胎培养：指对植物的胚、子房、胚珠和胚乳进行离体培养，使其发育成完 整植株的技术。 7.花药培养：是将花粉发育至一定阶段的花药接种到人工培养基上进行培养， 以形成花粉胚或愈伤组织进而分化成植株的技术。 8.花粉培养：是将花粉从花药中分离出来进行离体培养的过程。 9.细胞培养：是指对植物器官或愈伤组织上分离出的单细胞（或小细胞团）进 行培养，形成单细胞无性系或再生植株的技术。 10.原生质体培养：在人工控制条件下，将原生质体进行培养，使其形成完整植 株的技术 11.原生质体融合：也称体细胞杂交，指通过物理化学方法使原生质体融合，经 培养获得具有双亲全部或部分遗传物质的后代的方法 12.植板率：已形成细胞团的百分数（即每100个铺在平板上的细胞中有多少个 能长出细胞团） 13.脱分化〔dedifferentiation〕:指在离体培养条件下，已分化的细胞、组织 和器官在人工诱导条件下，失去原来的结构和功能而恢复分生能力，回复到分生组织状态的过程。（掌握） 14.再分化（redifferentiation):指在离体培养条件下，经脱分化的组织或细胞 在一定的培养条件下可转变为各种不同的细胞类型，形成完整植株的过程。 （掌握） 15.初代培养：指外植体来源于母本植株的最初培养 16.继代培养：将初代培养得到的培养体移植于新鲜培养基中，这种反复多次的 移植培养称为继代培养。 17.胚状体发生（embryoid）：指在组织培养中，由一个非合子细胞(体细胞)，经 胚胎发生和胚胎发育过程（经过原胚、球形胚、心形胚、鱼雷胚和子叶胚5个时期），形成具有双极性的胚状结构。 18.污染：植物组织培养过程中培养基和培养材料滋生杂菌，导致培养失败的现 象 19.玻璃化：试管植物的玻璃化是指试管苗外观形态呈半透明、水渍状的生长异 常现象，一旦形成玻璃苗，植株的增值系数即明显下降，既不能再用于后续的生根或继代增殖培养，移栽也难以成活。

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

植物组织培养复习题

植物组织培养复习题 植物组织培养复习题（习题） 一、名词解释 愈伤组织：在培养基上由培养物产生的无序生长且没有一定结构的薄壁细胞团。 外植体：在组织培养中，由植物体上取下来进行离体培养的那部分组织或器官 脱分化：由高度分化的植物器官，组织或细胞经过离体培养，产生愈伤组织的过程。 半连续培养：利用培养罐进行大量细胞培养的一种方式。 无性系变异：由任何形式的细胞培养所产生的植株所表现出来的差异。 胚状体：在离体植物细胞、组织或器官培养过程中，由一个或一些体细胞，经过胚胎发生和发育过程，形成的与合子胚相类似的结构。 看护培养：用同种或异种材料的愈伤组织作为看护组织培养细胞的一种方法。 无融合生殖：由配囊中卵细胞以外的其他细胞发育成的单倍体植株。 种质：亲代通过生殖细胞活体细胞直接传递给子代并决定固有生物性状的遗传物质。 悬浮培养：将游离的植物单细胞或小细胞团，按一定的细胞密度在受到不断拉动或摇动的液体培养基中进行培养的一种方式。 早熟萌发：在培养后迅速萌发为幼苗，不继续进行胚状生长，超过正常发育阶段。 选择压：在2个相对性状之间，一个性状被选择而生存下来的优势。 细胞全能性：任何有完整细胞核的植物细胞具有全部的遗传信息，在一定条件下，均具有分化，发育成完整植株的潜在能力。 条件培养基：在培养集中加入高密度的细胞进行培养，经过一段时间后，这些细胞向培养基中分泌一些促进细胞生长的活性物质，使培养基条件化，使原来在合成培养基上不能分裂的细胞发生分裂。 离体授粉：将未授粉的胚珠，子房或柱头从母体上分离下来，进行无菌培养，并通过一定的方式授给菌花粉，使其在试管内实现受精的技术。 同步化培养：培养基中大多数细胞都能同时通过细胞周期的各个阶段。

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

植物组织培养知识点总结

植物组织培养知识点总结第一、二章 1 植物组织培养概念、分类、应用、创始人、奠基人 2 实验室各分室名称、主要设备、主要功能 3 无菌操作技术流程 4 表面消毒剂种类及作用效果 5 培养基成分及各成分的作用 6 植物组织培养三大难题 7 那些成分要抽滤灭菌 第三、四章 8 植物细胞全能性原理 9 名词解释：愈伤组织、脱分化、体细胞胚、人工种子 10 体细胞胚的特点 11 愈伤组织形成发育的三个时期，两种类型，良好愈伤组织的特点 12 植物离体微繁，一般过程，各阶段注意事项 13 褐变，影响褐变的因素，克服褐变的措施；玻璃化，无糖培养技术 第五、六、七章 14 植物脱毒方法、原理 15 脱毒率包括两种方面含义 16人工诱导单倍体的三种途径 17花药培养得到的再生植株倍性如何，为什么 18 花药培养的应用，花药培养力，一般培养过程。 19 离体幼胚培养，胚发育有几种类型？各有何特点？ 20 离体授粉离体受精 21 简述胚乳培养的意义 第八、九章 22 原生质体概念，两种分离方法，纯化方法。 23 酶法分离植物原生质体的酶液组成及作用 24 简述植物原生质体培养基的特点 25 原生质体融合，融合的主要方法 26 体细胞杂交过程 27 融合产物的种类及特点 28 植物细胞无性系变异，特点 29 提高植物细胞无性系变异频率的方法 30 细胞突变体的类型及对应的筛选方法 植物组织培养知识点总结

第一、二章 1 植物组织培养概念、分类、应用、创始人、奠基人 概念：是一种将植物的器官、组织或细胞在适当的培养基上进行无菌培养，并重新再生细胞或植株的技术。 分类：（1）按外植体来源和特性分：植株培养胚胎培养器官培养组织或愈伤组织培养细胞或原生质体培养；（2）按培养方法分：固体培养液体培养固体液体两相培养 应用：（1）克服远缘杂交中杂种不育性，种子无活力或配发育不全的植物获得后代，一年多代育种（2）培育三倍体（3）单倍体育种（4）提高突变频率，筛选变异类型（5）经过细胞融合得到体细胞杂种（6）种质资源保存 2 实验室各分室名称、主要设备、主要功能 化学实验室（准备室） 无菌操作室（接种室） 培养室 高压灭菌室 细胞学实验室 3 无菌操作技术流程 4 表面消毒剂种类及作用效果 漂白粉饱和溶液 10-30m 效果很好 氯化汞 0.1-0.2% 3-12m 效果最好 酒精 70-75% 10-30s 效果好 5 培养基成分及各成分的作用 水提供水分，营造环境 无机盐大量微量提供细胞生长所需元素 有机化合物碳源：提供能源、维持渗透压；维生素参与代谢；氨基酸，促进芽根胚状体生长和分化 植物生长调节物质调节细胞生长 天然复合物 其他成分活性炭吸附；抗生素防止内生菌污染 6 植物组织培养三大难题 污染褐变玻璃化 7 那些成分要抽滤灭菌 热不稳定成分如：IAA ABA ZT GA3 第三、四章 8 植物细胞全能性原理 植物的每一个细胞都具有该植物的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。 9 名词解释：愈伤组织、脱分化、体细胞胚、人工种子 愈伤组织：原指植物体的局部受到创伤刺激后，在伤口表面新生的组织。它由活的薄壁细胞组成，可