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1、第四章 植物器官和组织培养 第一节 植物器官和组织培养的基本程序 第二节 植物营养器官培养 第三节 植物繁殖器官培养 第四节 植物组织培养植物器官培养（Organ culture ） ：对植物某一器官（营养器官和繁殖器官）的全部或部分或器官原基进行离体培养的技术。如根、茎、叶、花、果实、种子等。植物组织培养（Tissue culture） ：对植物组织（分生组织、形成层组织、表皮组织、薄壁组织等）及培养产生的愈伤组织进行离体培养的技术。第一节 植物器官和组织培养的基本程序一、无菌外植体的获得二、初代培养物的建立三、形态发生和植株再生四、培养物的观察记载一、无菌外植体的获得从自然界或室内采集的植
2、物器官和组织携带有各种微生物，容易造成培养基和培养材料的污染，污染是组织培养的一大障碍。处理外植体的重要工作是灭菌。不同植物或同一植物不同器官、不同组织，灭菌的方法不同。1、茎尖、茎段、叶片的灭菌茎尖、茎段、叶片清水清洗、吸干0.1%-0.2%氯化 汞浸泡2-10min70%酒精 浸泡10-30s10%次氯酸钙 浸泡10-20min70%酒精浸泡10 -30s2%次氯酸钠 浸泡15-30min无菌水冲洗3-5次分割后接种2、根、块茎、鳞茎的灭菌特点：生长在土 中，挖取时易受 伤，灭菌较困难清水清洗、 切除损伤部位70%酒精浸泡10-30s6-10%次氯酸钠 浸泡5-15min无菌水冲洗3-5次
3、分割后接种根、块茎、鳞茎0.1%-0.2%氯化 汞浸泡5-12min3、花蕾的灭菌特点：未开放花蕾 中的花药被花被包 裹，处于无菌状态 。可直接灭菌。70%酒精 浸泡10-30s无菌水冲洗3-5次接种花蕾0.1%氯化汞 浸泡3-10min1%次氯酸钠 浸泡10-20min4、果实、种子的灭菌无菌水冲洗3-5次接种种子0.1-0.2%氯化汞 浸泡5-10min10%次氯酸钠 浸泡20-30min特点：这类材料的表皮 有茸毛或蜡质需在灭菌 剂中加入几滴吐温-80， 以增加灭菌效果。清水清洗、吸干果实70%酒精 浸泡10-30s2%次氯酸钠 浸泡10-20min二、初代培养物的建立无菌环境 规范操作
4、 条件合适 组 织 内 无 菌培 养 基 无 菌接 种 器 械 无 菌工 作 台 无 菌技 术 熟 练经 验 丰 富培 养 基 种 类激 素 种 类 和 浓 度外 植 体 来 源外 植 体 生 理 状 态培 养 条 件手 及 工 作 服 消 毒配套技术 三、形态发生和植株再生外植体 愈伤组织 胚状体 器官分化 植株 有根茎的 两极器官 植株 先茎后根 单极器官先根后茎 单极器官脱 分 化 再 分 化 芽或芽原基起源于表层细胞（外起源） 根芽原基起源于深层细胞(内起源)四、培养产物的观察记载1、愈伤组织愈伤组织的类型和色泽愈伤组织诱导率=愈伤组织生长量=培养一段时间后愈伤组织重接种时愈伤组织重产
5、生愈伤组织的外植体数 外植体总数 100%2、胚状体胚状体诱导率=产生胚状体的外植体数 外植体总数 100%3、芽芽分化率=产生芽的外植体数 外植体总数 100%4、根先诱导芽后诱导根时，发根率=培养芽数 100%发根芽数第二节 植物营养器官培养一、植物根段培养二、植物茎段培养三、植物叶培养离体根培养的意义： 是研究根系生理代谢、器官分化及形态建成的良好实验体系； 对生产某些药物有重要作用，因为有些化合物只能在根中形成。离体根的培养多见于草本。注：自然条件下生长在土壤中的根，解决消毒问题非常困难，在离体根培养中，常用无菌苗的根作为培养材料。一、植物根段培养离体根的无性系：由单个直根衍生，并经继
6、代培养而保持遗传性一致的根的培养物。1、根无性系的建立建 立 根 无 性 系 的 方 式根的直接增殖根的间接增殖无菌根切段接种在低盐培养基（如 White或1/2MS培养基）中，25，暗培养，茎段形成主根和侧根，每 隔7-10天继代一次，取主根增殖。无菌根切段接种在愈伤组织诱导培 养基中，诱导愈伤组织，而后再生 植株。根 切 段 的 培 养 方 法固体培养法液体培养法根切段平放在液体培养基中，摇床 上震荡培养。根切段根尖方朝上浸露在液体培养 基中，另一端插在固体培养基中。固-液双层培养法根切段平放在固体培养基上。2、影响离体根发生和生长的因素基本培养基植物材料 光温条件 低 盐 培 养 基蔗
7、糖 浓 度 低 1- 3 %生 长 素 利 于 生 根植 物 种 类 ： 木 本 困 难植 物 部 位发 育 年 龄不 同 材 料 有 差 异黑 暗 利 于 根 形 成要 求 温 度 较 低 ， 16 - 25 基 因 型生长调节剂培养方式 pH值 培 养 方 式 对 发 根 率 有 影 响二、植物茎段培养1、概念植物茎段培养：对植物的带有一个以上定芽或不定芽的外植体（包括块茎、球茎、鳞茎在内的幼茎切段）进行离体培养的技术。2、茎段培养的目的 茎段用于植物离体快繁； 获得突变体 ； 理论基础研究。3、茎段培养过程表面消毒的茎段切成几厘米长带节的节段接种到固体培养基直接发生不定芽形成愈伤组织再生
8、苗生根培养基植 株茎段培养过程示意图取健壮茎段去叶片后自来水冲洗 再生MS培养75%酒精1分钟次氯酸钠5-10分钟0.1%升汞注意事项：嫩茎段常作为快速繁殖的外植体：即当年萌发或新抽出的尚未完全木质化的枝条，其细胞的可塑性大，容易离体培养。体积小、不带叶原基的外植体培养难，成苗所需时间长，体积大的易于成功。4、影响茎段芽增殖的因素细胞分裂素和生长素的配比是关键！其它因素的影响：如月季茎段增殖培养1、腋芽在茎段上的位置。每段的一个腋芽培养在无激素的基本培养基上，23天后，靠近枝条两端的芽发育最慢，枝条中部的芽发育最快。 2、去除茎顶端的作用。继代培养接种时切去嫩茎的顶芽后，再转接于新鲜培养基上，
9、能促进嫩茎的增殖。 3、嫩茎长度对形成多芽苗的影响。茎段为1-10 mm长短时，对形成多芽苗最有效，而且每个茎段的侧枝数也较多，若切割过短(小于1mm)或过长(11-15mm)都对茎的增殖不利。三、植物叶培养1、概念以植物的叶器官（叶原基、叶柄、叶鞘、叶片、叶肉、子叶等）为外植体进行离体培养的技术。2、用途（1）研究叶形态发生过程；（2）研究光合作用、叶绿素形成；（3）研究遗传转化。3、优点（1）多数植物的叶片具有很强的再生能力；（2）数量多、取材方便。4、叶培养的基本过程 取叶片70%酒精浸泡30s0.1%升汞浸泡数分钟接种在固体培养基上愈伤组织胚 状 体再生植株多数情况下是这种途径5、影响
10、叶培养的因素 植物激素的种类和浓度是关键因素。注：一般叶培养比茎段培养困难。叶片诱导丛生芽生根培养移栽。 取嫩叶 70酒精浸泡30s 0.1升汞溶液消毒5-8 min 无菌水冲洗数次 切成0.5-1 cm的小块接种于MS + 1 mg/L 6-BA + 0.1 mg/L NAA固体培养基上 光照下培养，35天后叶片直接分化出丛生芽 小丛生芽转接于1/2 MS + 0.2 mg/L IBA的培养基上，接种10天后，主茎叶片明显增大，根分化，15天后即可移栽。举例：非洲紫罗兰嫩叶离体培养的过程第三节 植物繁殖器官培养一、植物花器官培养二、植物幼果培养三、植物种子培养一、植物花器官培养1、概念对植物
11、的整朵花或花的组成部分（花托、花柄、花瓣、花丝、子房、花药、胚珠等）进行离体培养的技术。子房、花药和胚珠以后章节叙述。2、用途用于性别决定、果实和种子发育、花形态发生的研究。3、基本过程花器官灭菌处理适当切割固体培养基培养成熟果实不定芽或丛生芽愈伤组织再生植株如人参、番茄、 葡萄的花蕾培养如花椰菜的 花托培养如菊花的花托 、花瓣培养二、植物幼果培养1、概念：对植物不同发育时期的幼小果实进行离体培养的技术。2、用途：用于果实发育、种子形成和发育等方面的研究。3、培养过程：培养后直接得到的常是成熟果实或愈伤组织。三、植物种子培养1、概念：对受精后发育不全的未成熟种子进行离体培养的技术。2、用途：打
12、破种子休眠，缩短生活周期；挽救远缘杂种，提高杂种萌发率。3、培养过程及特点： 培养的直接产物有：小植株，愈伤组织，丛生芽或不定芽。种子培养要求糖浓度较低（1-3%），培养目的不同，培养基不同。成熟种子成苗：培养基简单，不加生长调节剂；未成熟种子成苗：培养基成分较全，需加生长调节剂；培养种子产生愈伤组织或不定芽：培养基成分、营养物质全面，添加不同种类、浓度的生长调节剂。第四节 植物组织培养离体植物组织培养对研究形态发生、器官发生、植株再生、植株脱毒、组织培养基础理论的建立等具有重要的作用，在整个离体培养研究中占有重要的地位。植 物 组 织 培 养分生组织培养愈伤组织培养薄层组织培养顶端分生组织（
13、根尖、茎尖等）形成层组织对植物的薄细胞层进行离体培养的技 术。如灭菌后的器官切取3-6层薄细 胞层（如3-6层表皮细胞及表皮下细 胞组成的薄层组织）一、植物分生组织培养分生组织培养的特点：生命力强；分裂能力持久；培养时易发生细胞分化再生植株；利于获得无病毒植株。1、茎尖培养研究最为深入，广泛用于植株再生和脱病毒的研究及应用2、茎尖培养可能发育的方向：（1）芽萌发（2）产生胚状体（3）产生不定器官（4）形成愈伤组织3、影响发育方向的因素（1）茎尖大小（用于脱毒的茎尖小，快繁的茎尖大）（2）培养条件（3）生长调节剂的种类和浓度4、茎尖培养常用的培养基：MS培养基5、注意事项：不得使用2，4-D，避免产生愈伤组织。二、植物愈伤组织培养愈伤组织培养的作用：1、研究脫分化、再分化、生长和发育、遗传变异、育种和次生代谢产物的生产等；2、是悬浮培养的细胞和原生质体的来源。愈伤组织培养的条件：黑暗或弱光，25三、植物薄层组织培养薄层组织培养的作用：研究形态发生机理和影响因素及遗传变异产生的肌理。思考题 根、茎、叶的培养过程 种子培养的用途及所用的培养基 培养产物的数据统计 根切断的培养方法 茎尖培养的注意事项
