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1、,第三章 园艺植物种苗快繁及脱毒苗培养,一、植物器官培养及类型 植物器官培养（Organ Culture）是指离体条件下对植物体的不同器官进行培养，并再生植株的过程，主要包括离体根、茎、叶、果实、种子、花器官的培养。 其中离体茎的培养（包括茎尖、茎段及节间）和叶片培养（包括叶片和叶柄）应用的较为广泛。,第一节 植物器官培养技术,二、植物茎尖培养： 茎尖培养（shoot tip culture）的含义比较广，包括小到10100um的茎尖分生组织，大到几十毫米的茎尖或更大的芽。一般材料体积小或不带叶原基的茎尖分生组织培养较困难，成苗所需时间较长，而培养材料体积越大，成苗速度越快。 茎尖培养在植物组
2、织培养中广泛应用，主要用于种苗快速繁殖，进行脱毒苗的生产，品种改良和基础理论研究。,茎尖培养的阶段划分： 1、起始培养阶段：Initiation 2、增殖培养阶段：Multiplication 3、生根培养阶段：Rooting 4、驯化移栽阶段：Acclimatization,（一）外植体（explant）的起始培养 起始培养阶段为无菌体系的诱导和建立过程。主要受外植体、培养基以及环境条件等的影响。,1、起始培养的一般过程： A、选取适宜的基因型（品种）； B、选取适宜的茎尖外植体； C、流水冲洗外植体； D、外植体切割、分离及灭菌处理；75乙醇和0.1%的HgCl2。 E、外植体接种于诱导培
3、养基；添加细胞分裂素。 F、 控制环境条件促进外植体的生长。,2、接种茎尖外植体的生长过程： A 细胞分裂的启动； B 细胞增殖； C 组织和器官的形成。,3、离体茎尖的发育方向： A 腋芽萌发进行增殖； B 脱分化形成不定器官； C 脱分化形成形成胚状体； D 脱分化形成愈伤组织。,4、影响茎尖外植体起始培养的因素： （1） 外植体的遗传基础及生理 （2） 培养基组成成分 （3） 培养条件,（1）外植体 外植体种类及基因型 外植体供体植株和外植体的生理状态 外植体大小 外植体的极性,单子叶植物不易诱导器官发生。b. 木本植物较难诱导。c. 存在基因型差异（如番茄29%63%）d. 开始生长季
4、节取材容易诱导。,外植体大小： 外植体越小成苗能力越弱，较大的外植体增殖较快。外植体极性： 当外植体以形态学的基部接种于培养基上时，从远离基部的表面诱导出芽、苗数目较多。,（2）培养基 A 培养基类型: MS、B5、White B 碳 源的影响: 蔗糖、葡萄糖等 C. 植物生长调节物质 细胞分裂素、生长素类、赤霉素类、其他有机化合物,a.部分植物单独使用细胞分裂素（CTK）可以形成 无根苗b.部分植物无根苗的形成需要细胞分裂素和生长素配合使用。c. 外源CTK与生长素必须维持适当比例以改变内源激素平衡，促进器官发生。d. 不同细胞分裂素对分化的作用效果不同。,赤霉素类： 赤霉素与促进细胞伸长和
5、开花反应，组织培养条件下只在少数植物上对芽的诱导有促进作用。 如马铃薯、甜菜、樱桃等。,其他有机化合物： 腺嘌呤衍生物具有促进器官分化作用。 椰子汁等物质也具有促进分化的功能。,（3） 培养条件及其他因素 A 光照 通常10005000 Lx 16 小时光照。 洋葱 16小时，马铃薯连续光照，葡萄要求短日照。 光质也影响芽的再生，蓝光有利于器官发生，烟草实验，而红光有利于根的发生。,B、温度 大部分植物要求25 oC，少数要求较低温度（15 20 oC）或较高的温度（30 oC ） 如菖蒲、水仙、洋葱、龟背竹等。 变温处理对有些植物器官发生有促进作用，如豌豆。,C、 培养基其他因素： 如活性炭
6、（Activated Charcoal）、酚类物质（Phenolic compounds）、pH值、继代培养次数（subculture）、渗透压等。,（二）无菌苗的增殖,1、增殖培养过程： 增殖培养过程是促进无菌苗数量增加的过程。主要通过芽增殖芽的过程进行。,蝴蝶兰的增殖培养,无菌苗增殖培养,（1）细胞分裂素浓度直接影响增殖的效果，通常使用浓度低于起始培养阶段。 高浓度细胞分裂素会导致植株玻璃化（Vitrification）等现象的发生，过低的浓度会影响增殖速率，因此应选择适宜的浓度。 （2）添加少量的生长素，如NAA或IAA有利于维持无菌苗适宜的激素平衡，促进增殖。,2、影响增殖的因素：,（
7、3）增殖阶段要给予外植体适宜的温度和光照条件，才能保证其旺盛的增殖过程。（4）增殖培养阶段要注意及时转接，否则生长变弱。,3、增殖培养中的常见问题： （1）小型化和无效苗： 激素浓度过高导致无效苗增加。可以通过降低细胞分裂素浓度克服。 （2）玻璃化现象： 琼脂用量低，相对湿度大，激素浓度高，温度高等导致玻璃化。,（3）变异问题： 继代次数过多；或由愈伤组织途径形成的无菌苗的连续增殖；激素条件不适宜等易导致变异。 （3）污染问题： 转接前未将污染材料分出造成交叉污染；培养环境无菌程度低。,（三）生根培养阶段 (Rooting) 增殖培养阶段形成的无根苗在适当的条件下诱导形成不定根的过程.,1、培
8、养基成分对不定根形成的影响 （ 1）矿质营养： 76%的植物可以在MS, 1/2MS, 1/3MS培养基上正常生根。低盐有利于生根（White, Knop），提高Ca浓度有促进作用。 （2）碳源的影响 多数植物在2030gL-1蔗糖有利于生根。 无蔗糖生根减少，浓度影响根重。,（3） 植物激素及生长调节物质 生长素类：通常为生根必需。,细胞分裂素： 通常有抑制作用，使用浓度 较低。,ABA 和 GA：ABA/GA3高比值促进生根，,2、培养条件及其他因素的影响 （1）温度： 21-30 oC 对多数植物有利。 （2）光照因素:黑暗条件利于生根。,（四）生根苗的驯化移栽 1、透气锻炼： 逐渐打开
9、瓶口，增加适应性。37天。 2、洗去培养基： 生根苗培养基中由于带有蔗糖而易滋生细菌和真菌。,3、选择适宜的驯化基质： 透气保水性要好。蛭石、泥炭、珍珠岩等。4、无菌苗移栽： 驯化锻炼的无菌苗栽植于基质中。水分要浇足，注意保湿，也要注意透气。,5、移栽后的环境条件控制： 温度：低温季节提高根部温度。促进新根形成；高温季节注意降温。 湿度：成活前均要注意保湿，防治水分蒸腾。可以采取喷雾加湿。 光照：前期适当遮荫，保持弱光条件，成活后逐渐加强。 水分：移栽时浇足水，以后适当控制，不干不浇。 营养：组培苗新根形成前不施肥，成活后补充营养，采用营养液或复合肥等。,三、叶片离体培养： 对离体的叶片外植体
10、进行培养，并再生出完整植株的过程。 培养过程主要包括：愈伤组织诱导；不定芽分化；无菌苗增殖及生根等。,叶片离体培养过程,A,B,E,C,F,G,花烛叶片离体培养及植株再生,（一）愈伤组织诱导： 诱导接种的叶片外植体脱分化形成愈伤组织的过程。愈伤组织的形成通常经历诱导期、分裂期和分化期等阶段。 生长素及细胞分裂素对愈伤组织的形成具有促进作用。 高浓度生长素及适当浓度的细胞分裂素可以促进愈伤组织的形成。,（二）不定芽的分化： 由脱分化形成的愈伤组织细胞分化出不定芽及不定根的过程。 分化过程受细胞分裂素/生长素比值的影响。较高的细胞分裂素/生长素易诱导不定芽的形成，较低的比值易诱导不定根的发生。 通常添加高浓度的细胞分裂素，降低生长素浓度或去除。,（三）不定芽的增殖及生根： 分化形成的不定芽切下后，接种于增殖培养基中，促进不定芽的增殖，增殖的无根苗转接于生根培养基中可以诱导不定根的形成。,四、离体根培养： 离体条件下对植物的根尖或根段等外殖体进行培养，经脱分化及再分化等过程再生出完整植株的过程。 培养方法与叶片培养相似。 包括愈伤组织诱导、不定芽分化、无菌苗的增殖与生根等。,大蒜根尖培养及植株再生,20130312,
