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1、章植物快速繁殖和脱毒章植物快速繁殖和脱毒 n n 节植物快速繁殖的途径和方法节植物快速繁殖的途径和方法 n n n n 节继代培养节继代培养 n n n n 节快速繁殖中茎尖培养脱毒节快速繁殖中茎尖培养脱毒 n n n n 节其他途径脱毒节其他途径脱毒 n n n n 节脱毒苗的鉴定节脱毒苗的鉴定 n n n n 节脱毒后防病毒再感染节脱毒后防病毒再感染 n n 第一节第一节 植物快速繁殖的途径和方法植物快速繁殖的途径和方法 植物离体快速繁殖技术的概念植物离体快速繁殖技术的概念 n n 将来自优良植株的将来自优良植株的茎尖 腋芽 鳞片 叶片茎尖 腋芽 鳞片 叶片等器等器 官 组织或细胞进行官
2、组织或细胞进行离体培养离体培养 以期在 以期在短期短期内以内以 快速快速获得遗传上稳定一致的大量个体 获得遗传上稳定一致的大量个体 n n 与传统无性繁殖方式的与传统无性繁殖方式的区别区别 n n 繁殖速度快 不受自然的干扰 使育苗工厂化 繁殖速度快 不受自然的干扰 使育苗工厂化 n n 植物快繁的类型与器官形成方式 植物快繁的类型与器官形成方式 1 1 不定芽型不定芽型 2 2 器官型器官型 3 3 器官发生型器官发生型 4 4 胚状体发生型胚状体发生型 5 5 原球茎发生型原球茎发生型 比较 1 1 不定芽型不定芽型 n n 诱导顶端分生组织产生不定芽 再生成植株的诱导顶端分生组织产生不定
3、芽 再生成植株的 方式 方式 n n 方法 方法 选取已经发育成熟的选取已经发育成熟的顶芽和腋芽顶芽和腋芽 连同 连同 短枝经表面灭菌后 在无菌条件下培养 短枝经表面灭菌后 在无菌条件下培养 诱导诱导 不定芽并使其生根形成植株的方式不定芽并使其生根形成植株的方式 n n 取材取材 只要有明显的顶端分生组织和次生组织 只要有明显的顶端分生组织和次生组织 的植物均适用 的植物均适用 n n 原理 原理 n n 不少植物具有大量的不少植物具有大量的腋芽分生组织腋芽分生组织 但在 但在 整体植物上由于整体植物上由于顶端优势顶端优势效应 多数腋芽效应 多数腋芽 受到内源激素的制约而抑制生长 受到内源激素
4、的制约而抑制生长 n n 若将腋芽从整体植物上分离下来 给以相若将腋芽从整体植物上分离下来 给以相 应的培养条件 即可形成应的培养条件 即可形成大量不定芽大量不定芽 腋芽增殖 n n 不定芽发生型的特点 不定芽发生型的特点 n n 繁殖率高繁殖率高 n n 利用外植体原有的芽 包括隐芽在内利用外植体原有的芽 包括隐芽在内 繁殖数量大 繁殖数量大 n n 同时能保持该植物种的遗传稳定性 同时能保持该植物种的遗传稳定性 n n 从器官外植体诱导不定芽 再生成植株的从器官外植体诱导不定芽 再生成植株的 方式方式 n n 方法 方法 选取充分发育的器官诸如选取充分发育的器官诸如茎 叶 茎 叶 花器 鳞
5、片花器 鳞片等 经离体培养而产生植株的等 经离体培养而产生植株的 方式 方式 2 2 器官型器官型 n n 器官型特点 器官型特点 n n 遗传性也比较稳定 遗传性也比较稳定 n n 但繁殖速度慢 但繁殖速度慢 从器官外植体诱导从器官外植体诱导愈伤组织 经愈伤组愈伤组织 经愈伤组 织细胞的分化再生成植株的方式织细胞的分化再生成植株的方式 3 3 器官发生型器官发生型 n n 器官发生型的特点 器官发生型的特点 n n 繁殖速度快 繁殖速度快 n n 由于经愈伤组织而再生成植株 遗传性由于经愈伤组织而再生成植株 遗传性 不稳定 不稳定 n n 由植物器官 组织和细胞培养而直接发生由植物器官 组织
6、和细胞培养而直接发生胚胚 状体状体 最后以 最后以胚状体胚状体成苗的方式 成苗的方式 n n 据不完全资料统计 在被子植物中有胚状体据不完全资料统计 在被子植物中有胚状体 发生的植物已达发生的植物已达100100余种 分属近余种 分属近4040个科 个科 4 4 胚状体发生型胚状体发生型 可可心形胚和球形胚 香蕉心形体细胞胚 玫瑰心形体细胞胚 n n 胚状体发生型的特点 胚状体发生型的特点 n n 遗传性一致 遗传性一致 n n 部分植物体细胞发生数量相当大 部分植物体细胞发生数量相当大 5 5 原球茎型原球茎型 n n 大部分兰花属于这一类型 大部分兰花属于这一类型 n n 原球茎原球茎是兰
7、花种子萌发时产生的呈珠粒状 缩是兰花种子萌发时产生的呈珠粒状 缩 短的 类似嫩茎的器官 短的 类似嫩茎的器官 n n 方法 方法 种子消毒后 在培养基上播种 经一段种子消毒后 在培养基上播种 经一段 时间培养而发生时间培养而发生原球茎 带芽 原球茎 带芽 然后由原球然后由原球 茎直接长成植株 茎直接长成植株 原球茎 原球茎发育成兰苗 1 1 不定芽型 不定芽型 容易成苗 对培养基要求不高 后代容易成苗 对培养基要求不高 后代 遗传性较为稳定 遗传性较为稳定 缺点 缺点 但取材受到一定限制 但取材受到一定限制 仅限于仅限于具有明显顶端分具有明显顶端分 生组织和次生分生组织的物种 生组织和次生分生
8、组织的物种 2 2 器官型和胚状体发生型器官型和胚状体发生型 遗传性稳定 遗传性稳定 缺点 缺点 对培养基要求对培养基要求高高 器官发生条件 器官发生条件苛刻苛刻 繁殖数 繁殖数 量不如不定芽型和器官发生型多 量不如不定芽型和器官发生型多 五种器官发生方式优点 缺点比较 五种器官发生方式优点 缺点比较 3 3 器官发生型器官发生型 由愈伤组织再生植株 由愈伤组织再生植株 n n 优点 优点 成苗数量大 对培养基要求不算高 容易调成苗数量大 对培养基要求不算高 容易调 配 配 n n 缺点 缺点 通过愈伤组织成苗 细胞的染色体容易发生通过愈伤组织成苗 细胞的染色体容易发生 数量和结构变异 很难使
9、再生植株群体保持稳定的数量和结构变异 很难使再生植株群体保持稳定的 遗传性 遗传性 第七章第七章 植物快速繁殖和脱毒植物快速繁殖和脱毒 n n 第一节第一节 植物快速繁殖的途径和方法植物快速繁殖的途径和方法 n n 第二节第二节 继代培养继代培养 n n 第三节第三节 快速繁殖中茎尖培养脱毒快速繁殖中茎尖培养脱毒 n n 第四节第四节 其他途径脱毒其他途径脱毒 n n 第五节第五节 脱毒苗的鉴定脱毒苗的鉴定 n n 第六节第六节 脱毒后防病毒再感染脱毒后防病毒再感染 第二节第二节 继代培养继代培养 n n 在初代培养的基础上所获得的芽 苗 胚状体和在初代培养的基础上所获得的芽 苗 胚状体和 原
10、球茎等 数量都还不够 需要进一步增殖 使原球茎等 数量都还不够 需要进一步增殖 使 之越来越多 从而发挥快速繁殖的优势 之越来越多 从而发挥快速繁殖的优势 n n 继代培养 继代培养 是继初代培养之后的连续数代的扩繁是继初代培养之后的连续数代的扩繁 殖培养过程 殖培养过程 n n 继代培养的继代培养的后代按几何级数后代按几何级数增加 如果以增加 如果以2 2株苗株苗 为基础 那么经为基础 那么经1010代将生成代将生成2 210 10株苗 株苗 n n 1 1 驯化现象驯化现象 n n 2 2 衰退现象衰退现象 第二节第二节 继代培养继代培养 1 1 驯化现象驯化现象 n n 驯化 驯化 ac
11、climationacclimation 在开始继代培养要加入生长调节物质在开始继代培养要加入生长调节物质 其后加入少量或不加入生长调节物质就可以生长的现象 其后加入少量或不加入生长调节物质就可以生长的现象 n n 如在胡萝卜薄壁组织培养过程中 初代中加入如在胡萝卜薄壁组织培养过程中 初代中加入1010 6 6mol L mol L IAAIAA 才能达到最大生长量 才能达到最大生长量 n n 但经多次继代培养后 在不加但经多次继代培养后 在不加IAAIAA的培养基上也可达到同样的培养基上也可达到同样 生长量生长量 n n 发生原理 发生原理 n n 继代培养中细胞积累了较多的生长物质 因此逐
12、渐减少对外继代培养中细胞积累了较多的生长物质 因此逐渐减少对外 源生长物质的需要 源生长物质的需要 2 2 衰退现象衰退现象 n n 衰退衰退 recession recession 长期培养的材料也会逐渐衰退长期培养的材料也会逐渐衰退 丧丧 失形态发生能力 表现为生长不良 再生能力和失形态发生能力 表现为生长不良 再生能力和 增殖率下降等 增殖率下降等 n n 不同的植物其保持再生能力的时间是不同的 而不同的植物其保持再生能力的时间是不同的 而 且差异很大 且差异很大 n n 在以在以腋芽或不定芽增殖腋芽或不定芽增殖继代的植物中 在培养许继代的植物中 在培养许 多代之后仍然保持着旺盛的增殖能
13、力 一般较少多代之后仍然保持着旺盛的增殖能力 一般较少 出现再生能力丧失问题 出现再生能力丧失问题 2 1 2 1 分化能力衰退的机理 分化能力衰退的机理 1 1 愈伤组织中含有从外植体启动分裂时就包括进来 愈伤组织中含有从外植体启动分裂时就包括进来 的的成器官中心成器官中心 分生组织 当重复继代会逐渐 分生组织 当重复继代会逐渐 减少减少或丧失 这意味着不能形成维管束 只能保或丧失 这意味着不能形成维管束 只能保 持无组织的细胞团 持无组织的细胞团 2 2 也可能是在继代培养过程中 逐渐消耗了原有的 也可能是在继代培养过程中 逐渐消耗了原有的 与器官形成有关的与器官形成有关的特殊物质特殊物质
14、 3 3 也可能与 也可能与内源生长调节物质的减少内源生长调节物质的减少或丧失有关 或丧失有关 4 4 也可能是 也可能是细胞染色体出现畸变细胞染色体出现畸变 数目增加或丢失 数目增加或丢失 1 1 植物材料的影响 植物材料的影响 2 2 培养基及培养条件 培养基及培养条件 3 3 继代培养时间长短 继代培养时间长短 4 4 季节的影响 季节的影响 2 2 2 2 影响继代培养的因素影响继代培养的因素 2 2 2 2 影响继代培养的因素影响继代培养的因素 1 1 植物材料的影响 植物材料的影响 n n 不同种类植物 同种植物不同品种 同一植物不不同种类植物 同种植物不同品种 同一植物不 同器官
15、和不同部位继代繁殖能力也不相同 同器官和不同部位继代繁殖能力也不相同 n n 一般是草本 木本 被子植物 裸子植物 年幼一般是草本 木本 被子植物 裸子植物 年幼 材料 老年材料 刚分离组织 已继代的组织 材料 老年材料 刚分离组织 已继代的组织 胚 营养体组织 芽 胚状体 愈伤组织 胚 营养体组织 芽 胚状体 愈伤组织 2 2 培养基及培养条件 培养基及培养条件 n n 培养基及培养条件影响颇大 故常改变培培养基及培养条件影响颇大 故常改变培 养基和培养条件来保持继代培养 养基和培养条件来保持继代培养 n n 如在如在水仙水仙鳞片基部再生子球的继代培养中 加活鳞片基部再生子球的继代培养中 加
16、活 性炭的培养基中再生子球比不加性炭的培养基中再生子球比不加活性炭活性炭的要高出的要高出 一至几倍 一至几倍 n n MSMS培养基初次培养的培养基初次培养的桃茎尖桃茎尖 若转入同样的 若转入同样的MSMS 培养基则生长不良 而转入培养基则生长不良 而转入降低氨态氮和钙降低氨态氮和钙 增 增 加硝态氮 镁和磷的培养基中则能继代繁殖 加硝态氮 镁和磷的培养基中则能继代繁殖 3 3 继代培养时间长短 继代培养时间长短 n n 继代培养次数对繁殖率的影响不一 继代培养次数对繁殖率的影响不一 n n 有的材料有的材料长期继代可保持原来的再生能力和增殖率长期继代可保持原来的再生能力和增殖率 如葡萄 月季和倒挂金钟等 如葡萄 月季和倒挂金钟等 n n 有的经过有的经过一定时间继代培养后才有分化再生能力一定时间继代培养后才有分化再生能力 沙枣愈伤组织继代培养沙枣愈伤组织继代培养6 6次后 才分化苗 保持二年次后 才分化苗 保持二年 仍具有分化能力 仍具有分化能力 n n 有的随继代时间加长而分化再生繁殖能力降低有的随继代时间加长而分化再生繁殖能力降低 如 如 杜鹃茎尖外植体 连续继代培养 产生小枝数
