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1、第四章 植物器官和组织培养,2006年10月,植物器官培养（Organ Culture）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。分为营养器官（根、茎、叶）和繁殖器官（果实、种子、花器官）培养。 组织培养指对植物组织（分生组织、表皮组织、薄壁组织）及愈伤组织进行离体培养的技术。,植物器官和组织培养的基本程序,植物营养器官培养,植物繁殖器官培养,植物组织培养及脱毒苗的生产,第一节 植物器官和组织培养的基本程序,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、培养产物的观察记载,一、无菌外植体的获得,1、茎尖、茎段、叶片的灭菌 2、根、块茎、鳞
2、茎的灭菌 3、花蕾的灭菌 4、果实、种子的灭菌,主要过程：,二、初代培养物的建立,（一）无菌环境 （二）规范操作 （三）条件合适,三、形态发生和植株再生,四、培养产物的观察记载,（一）愈伤组织 诱导率=产生愈伤的外植体 数/外植体总数 （二）胚状体 诱导率的计算 （三）芽 芽分化率的计算 （三）根 发根率=发根芽数/培养芽数,第二节 植物营养器官培养,根段培养,茎段培养,叶培养,植物叶培养是指以离体的叶片器官为外植体进行培养，再生植株的过程。植物叶培养常用于研究叶形态发生过程以及进行光合作用、叶绿素形成、遗传转化等。 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。,一、植物叶
3、培养,叶片离体培养过程,A,B,E,C,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。 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。通常添加高浓度的细胞分裂素，降低生长素浓度以诱导不定芽的形成。,（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。,二、植物根段培养,植物根
4、段培养是指以植物的根切段为外植体进行离体培养，再生完整植株的过程。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。培养方法与叶片培养相似。 培养过程包括愈伤组织诱导、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,植物茎段培养是指对植物的带有定芽或不定芽的外植体进行离体培养，再生完整植株的过程。 茎段培养是植物离体快繁的主要途径。易培养、变异小、性状均一、繁殖速度快。（下节课讲解）,三、植物茎段培养,第三节 植物繁殖器官培养,一、植物花器官的培养(主要见胚胎培养和花药培养) 二、植物幼果培养(了解),三、植物种子培养： 定义：是指对受精后发育不全的未成熟种子和发育完全的成熟种
5、子进行离体培养的技术。 用途：打破种子休眠，缩短生活周期；挽救远缘杂种，提高杂种萌发率等。 对培养的要求：成熟种子萌发培养所用培养基成分简单，不需生长调节剂；未成熟种子萌发培养则需要添加一定的营养成分和生长调节剂。若需要其形成愈伤组织，需要相应的生长调节剂及营养物质。,第四节 植物组织培养和脱毒苗的生产,一、植物分生组织(meristem culture)培养： 定义：是指对植物的分生组织进行离体培养的技术，包括植物根尖、茎尖等顶端分生组织和形成层组织的培养。其中茎尖培养广泛应用于植物再生和脱病毒研究。,二、植物茎尖(stem tip culture)培养： 茎尖培养（shoot tip cu
6、lture）指对植物顶端的原分生组织和衍生的分生组织的培养。小到10100um的茎尖分生组织，大到几十毫米的茎尖或更大的芽。茎尖培养的成活率与茎尖大小呈正相关。 茎尖培养广泛应用于种苗快速繁殖，脱毒苗的生产，品种改良和基础理论研究。快繁可取数毫米大小，脱病毒培养要求取小于1mm的茎尖。,植物茎尖培养过程,茎尖离体培养可能出现的培养反应：,生长太慢 生长过旺，愈伤增多 生长正常,三、利用茎尖培养生产脱毒苗,脱毒苗生产的意义 茎尖脱毒机理 基本技术规程 影响脱毒效果的因素,1、脱毒苗生产的意义： 目前受病毒危害严重影响生产的有： 大田作物：马铃薯、甘薯、甘蔗 蔬菜：大蒜、葱、番茄 果树：柑桔、苹果
7、、草莓、香蕉 花卉：各种菊花、香石竹、紫罗兰等,茎尖脱毒是控制植物病毒的有效途径 药剂防治病毒效率低 抗病毒育种步履艰难 组织培养的高效隔离防止了病毒的再侵染 脱毒保持种性快繁已是一个系统技术,2、茎尖培养脱毒的基本原理： 病毒在植物体内的分布具有不均匀性,1934年，White通过观察烟草根系，首先发现病毒在植物的不同区域分布是不均匀的，越靠近根尖区病毒越少，根冠区不含病毒。 1949年，Limasset和Cornnet提出了茎的分生组织区也应存在与根尖分生组织区同样的病毒分布特征。 1952年，Morel 和Martin首先利用马铃薯茎尖分生组织进行离体培养获得了无病毒苗，证实了这种理论。
8、同时也获得了大丽花的无病毒苗。并建立了茎尖组织培养的繁殖体系。,外植体选取热处理钝化病毒分生组织培养 | 形成茎、根 | 再生完整植株 | 病毒检测 | 扩繁 进一步检测病毒 移栽获得脱毒植株,3、茎尖培养脱毒基本技术规程：,（1）母体植株的选择和预处理,母体的选择 欲脱毒材料的品种典型性 植株健康程度,外植体的预处理,（2）茎尖分生组织培养再生植株,基本过程：外植体消毒茎尖剥离茎砂培养 茎尖分生组织培养有两个概念： Shoot tip/shoot apex Apical meristem/apical dome,virus-free tissue,virus particles found
9、here,（3）脱毒效果检测,直接测定法 指示植物鉴定：指利用具有能够辨别某种病毒专化性症状的寄主植物进行鉴定。 血清鉴定：试管沉淀反应；免疫双扩散；酶联免疫吸附测定。 核酸分析法,指示植物,CMV病毒感染的植株叶片,（4）脱毒苗的保存与繁殖,脱毒苗的离体保存与繁殖 建立脱毒种苗生产繁网络体系 木本植物建立隔离的脱毒苗母本圃,4、影响脱毒效果的因素：,母体材料病毒侵染的程度 外植体的生理状态 起始培养的茎尖大小,茎尖大小对马铃薯脱毒效果的影响,思考题：,植物器官和组织培养的基本程序是什么？如何获得无菌培养材料？ 离体茎尖经培养后将会出现怎样的培养反应？ 植物脱病毒的机理是什么？ 影响茎尖组织培养脱毒效果的因素有哪些？,
