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1、第2章 愈伤组织培养,第2章 愈伤组织培养,本章主要内容： 愈伤组织的诱导与分化 愈伤组织的继代培养 愈伤组织的形态发生 不定芽和根的发生 体细胞胚的发生 愈伤组织培养的应用,1、了解愈伤组织细胞分化的各时期的特点 2、掌握植物激素控制理论 3、掌握愈伤组织的形态发生 4、区别胚状体发生途径与器官发生途径形成植株 5、愈伤组织培养在园艺植物育种中的应用,本章教学目的与要求,定义:是指将外植体接种到人工培养基上，在激素作用下，进行愈伤组织诱导、生长和分化的培养过程。,愈伤组织培养(callus culture),第一节 愈伤组织的诱导和分化,一 愈伤组织的诱导 诱导愈伤组织的关键主要是培养条件，
2、其中激素的成分和浓度是最重要的因素。,Callus arising from leaf tissue,Callus arising from vascular tissue,From root,From embryo culture,Photo indicating where the callus (c) arises from,Wound callus on the stemof an Erythrina tree 刺桐树,第一节愈伤组织的诱导和分化,二愈伤组织的分化,从外植体脱分化形成典型的愈伤组织大致可分为三个时期：,Stage 1. Induction（诱导期）:,细胞准备进行分裂的
3、时期，是愈伤组织形成起点。,诱导期细胞内发生的变化,气体交换增加，如氧气的吸收增加 RNA含量增加（增加到300%） 蛋白质量增加（每个细胞的总增加量为200%） 酶活性增强,Stage 2. Cell division 分裂期,指外植体细胞经诱导脱分化，不断分裂、增生子细胞的过程。,1.细胞的数目迅速增加。 2.每个细胞平均鲜重下降。 3.细胞体积小，内无液泡。 4细胞的核和核仁增大到最大。 5.细胞中RNA含量减少，而DNA含量保持不变。 6. 随着细胞不断分裂和生长，细胞总干重、蛋白质和核酸量大大增加，新细胞壁合成极快。,分裂期细胞的主要表现:,细胞分裂快，结构疏松，缺少有组织的结构，维
4、持其不分化的状态，颜色浅而透明。,1mg/l 2,4-D,10mg/l 2,4-D,分裂期愈伤组织的共同特征：,Stage 3. Differentiation 分化期,指愈伤组织细胞停止分裂，细胞内发生一系列形态和生理上的变化,形成一些不同形态和功能的细胞的时期。,第一节愈伤组织的诱导和分化,A 细胞分裂部位和方向发生改变： B 形成瘤状或片状的分生组织结节。或维管组织结节。 C 细胞的体积相对稳定，不再减少。 D 出现了各种类型的细胞：如管胞、纤维细胞、薄壁细胞、分生细胞、色素细胞等。 E 生长旺盛的愈伤组织呈乳白色、白色或浅绿色，老化的多转化为黄色或褐色。,第一节愈伤组织的诱导和分化,分
5、化期细胞特点：,Callus types：,Friable易碎,Hard / lignified callus,Rhizogenic callus 生根的愈伤,Callus exuding sticky poly-saccharides 渗出粘性多糖的愈伤,根据愈伤质地划分为：,第一节愈伤组织的诱导和分化,Callus may have a yellow, white, green or red (anthocyanin 花青苷) appearance.,不同颜色的愈伤,第二节 愈伤组织的继代培养,1、定义：培养物在培养基上生长一段时间以后，由于营养物质枯竭，水分散失，以及代谢产物的积累，必须
6、转移到新鲜培养基上培养,这个过程叫做继代培养。,2、愈伤组织培养的调控因素：,外植体,培养基,培养环境,第二节愈伤组织的继代培养,（一）材料本身,第二节愈伤组织的继代培养,1无机营养 培养基中的N，大多数都用硝态氮，对细胞分化起重要作用。,2植物生长调节物质 一般使用的浓度为0.1-10mgL。 使用植物生长调节剂时，要注意种类和浓度，特别是生长素和细胞分裂素的比值。,第二节愈伤组织的继代培养,（二）培养基,器官分化的植物激素控制理论(激素配比模式),生长素与细胞分裂素的比值是根和芽形成的控制条件，决定着发育的方向:是愈伤组织、长根还是长芽。 高 利于根的形成 生长素/细胞分裂素 适中 利于愈
7、伤组织的形成 低 利于芽的形成,第二节愈伤组织的继代培养,愈伤组织分化,第二节愈伤组织的继代培养,培养基中加入糖、各类B族维生素、肌醇和甘氨酸等，可满足愈伤组织生长和分化的要求。 各种氨基酸和嘌呤、嘧啶类物质，可促进器官分化。 水解酪蛋白中含有多种氨基酸，助于器官分化 酰胺类往往有促进器官形成的作用。,第二节愈伤组织的继代培养,3有机成分,第二节愈伤组织的继代培养,4.培养方式：,固体培养,液体培养,（三）培养条件,第二节愈伤组织的继代培养,光照,温度,24-28,光强、光照时间、光质,第三节 愈伤组织的形态发生,形态建成：外植体细胞在适宜的培养条件下发生脱分化、再分化，产生芽和根，或者形成胚
8、状体，发育成苗或完整植株。,魔芋胚状体,小麦愈伤组织,第2章 愈伤组织培养,愈伤组织的形态发生方式:,不定芽方式,胚状体方式,第三节愈伤组织的形态发生,一、不定芽方式（adventitious bud）,第三节愈伤组织的形态发生,愈伤组织的器官发生顺序有四种情况：,（1）愈伤组织仅有根或芽器官的分别形成，即无根的芽或无芽的根； （2）先长芽，后长根，多数情况； （3）先长根，再从根的基部长芽。这种情况较难诱导芽的形成，尤其对于单子叶植物； （4）先在愈伤组织的邻近不同部位分别形成芽和根，然后两者结合起来形成一株植株。,第三节愈伤组织的形态发生,愈伤组织,芽分化,再生苗,第三节 愈伤组织的形态发
9、生,小麦的形态发生,试管苗,胚状体（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。,第三节 愈伤组织的形态发生,二、胚状体方式（somatic embryo）,注意：体细胞胚,1、不同于合子胚,2、不同于孤雌/雄胚,3、不同于器官发生方式形成的幼苗,第三节 愈伤组织的形态发生,胚状体与合子胚的比较:,第三节 愈伤组织的形态发生,由外植体经胚状体形成完整植株的过程：,第三节 愈伤组织的形态发生,胚状体发生途径与器官发生途径形成植株的区别:,胚状体具有两极性，即有茎端和根端。
10、胚状体的维管组织与外植体的维管组织无解剖结构上的联系。 胚状体维管组织的分布是独立的“Y”字形。,第三节 愈伤组织的形态发生,体细胞胚发生与器官发生,第三节 愈伤组织的形态发生,胚状体方式比不定芽方式有更多的优点：,胚状体产生的数量比不定芽多； 胚状体可以制成人工种子，便于运输和保存； 胚状体的有性后代遗传性更接近母体植株。,第三节 愈伤组织的形态发生,第四节 愈伤组织培养的应用,1、加快了园艺植物新品种和良种繁育速度； 2、培育无病毒苗木； 3、获得倍性不同的植株； 4、克服远缘杂交困难； 5、利于种质资源长期保存和远距离运输； 6、提供育种中间材料； 7、诱发和离体筛选突变体； 8、制造人工种子。,第四节 愈伤组织培养的应用,本章小结：,1、愈伤组织培养含义 2、愈伤组织形成分三个时期：诱导期、分裂期、分化期。 3、诱导期、分裂期、分化期细胞的特点 4、分裂期愈伤组织的特征：细胞分裂快，结构疏松，缺少有组织的结构，维持其不分化的状态，颜色浅而透明。 5、继代培养的含义。 6、培养方式分为固体和液体培养两大类。 7、形态建成含义 。 8、器官发生形成小苗的方式 。 9、胚状体发生途径与器官发生途径形成植株的区别,第2章 愈伤组织培养,
