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1、第三章 植物离体快繁技术,第一节 离体快繁的方法,一、植物的离体快速无性繁殖,1、概念 利用离体培养技术，将来自优良植株的茎尖、腋芽、叶片、鳞片等器官、组织或细胞进行离体培养，在短期内获得大量遗传性一致的个体的方法。 2、特点： 繁殖速度快、数量大； 培养条件可控 占地小 管理方便，利于自动化 便于种质保存和交换,组织培养与植物快速无性繁殖,无性繁殖：扦插、嫁接、压条、分离繁殖、组织培养 有性繁殖：种子繁殖 兰花工业：欧洲兰花的工厂化生产 荷兰的球根花卉：郁金香、洋水仙、小苍兰，能够准确控制开花期，运往世界各地。,利用组织培养快速繁殖已在粮食作物、经济作物、观赏作物、药用等100多种植物上获得
2、成功。其中在生产上推广应用的有马铃薯、甘蔗、三倍体无籽西瓜、葡萄、山楂、菊花等。 我国山东、东北等省区建立了无毒马铃薯原种场，广西柳城已建立了甘蔗快速繁殖育苗车间。,芦笋,石刁柏,百合科植物石刁柏Asparagus officinalis L. 的块根 化学成分 含皂甙，其皂甙元为美洲菝葜皂甙元 润肺镇咳，祛痰杀虫 芦笋是指石刁柏的嫩茎，因其嫩茎形似芦苇的嫩茎和竹笋，故称芦笋 芦笋雌雄异株，是一种多年生宿根性草本植物，以食其嫩茎为主,芦笋,它是一种极好的保健蔬菜，为二十一世纪的“蔬菜之王”“蔬菜中的贵族菜”。 芦笋营养丰富，香肥、脆嫩，视感极佳，并带有特殊的芳香味。 具有人体所必需的多种氨基酸
3、，含量比例也比较适当，无机盐元素中有较多的硒、钼、镁、锰、铬等微量元素，它们对防治癌症及心脏病有重要的作用 还含有大量的天门冬酰胺为主体的非蛋白质含氮物质和天门冬胺酸以及多种甾体、皂甙、芦酊、甘露聚糖、胆碱等，对心脏病、高血压、心率过速、疲劳症、水肿、膀胱炎、排尿困难等病症有一定的疗效。 含有天门冬酰胺酶，能治疗白血病.,石刁柏干种子我国首次植物上太空 7天后，卫星载着石刁柏种子返回地面。由于干种子水分含量少，对环境的忍耐力高，种子没有任何改变。,芦笋繁殖,芦笋为雌雄异株植物，在自然群体中，其单株之间的遗传组成极为复杂，由于长期异交，种性退化十分严重，所以通过种子繁殖不能保持品种的优良性状。
4、分株无性繁殖速度慢，繁殖系数低，成为其产业化进程中的限制因素。 目前，我国尚不能生产芦笋的种子，生产用种一直靠国外进口。随着芦笋品种的更新，今后尚需不断进口种子，不仅消耗大量外汇，而且种子纯度差，直接影响其产量和品质。,细胞工程技术的研究和发展为芦笋的快速繁殖开辟了新的途径，其不仅能够保持品种的优良特性，而且能够加大繁殖系数。 如果每人每天接种500个来自母株的芽，每隔34个月就可以得到350株能够移栽的生根小植株。如果每人每年工作200天可生产大约7万棵芦笋植株，繁殖速度比常规分株繁殖高几万倍以上 。,3、离体快繁的程序和技术关键,培养物的建立 茎芽的增殖 完整植株的形成 再生植株的锻炼和移
5、植,（1）无菌外植体的制备方法,概念：在无菌条件下，用于试管内继代增殖的植物材料，称为无菌外植体或繁殖外植体。 制备方法：田间取回嫩枝、消毒、接种、形成丛芽 技术关键： 材料的灭菌：杀菌、材料成活 培养基的筛选：考虑植物种类、外植体类型、成苗途径,步骤,1.入：将预备接种的培养基、菌种、接种用具及消毒用品全部放入接种箱，封闭接种箱 2.擦：接种前用75%的酒精棉球擦手，然后伸进接种箱复擦一次，特别是手指夹内，并擦拭所有用具。 3.烧：用酒精灯火焰外焰烧灼接种器具，待其冷却待用。 4.喷：双手伸进接种箱，用已装好3%来苏水或5%石碳酸的小喷雾器喷雾，沉降粉尘，净化接种箱。,5.薰：将称量好的高锰
6、酸钾倒入甲醛溶液中产生蒸汽薰蒸，消毒30分钟，杀死箱内杂菌，其比例为高锰酸钾5g/m3，加10ml甲醛溶液。 6.照：用紫外线灯照射15-30分钟 7.轻：接种时轻拿轻放 8.除：指将无关物品全部清除出接种箱。,简化超净工作台,（2）不定芽的增殖,不定芽型：抑制顶端优势，促进腋芽生长。 顶芽和腋芽萌发途径 胚状体途径：形成胚状体后成苗。特点：繁殖率高，遗传性稳定 原球茎途径：兰属特有；种子、原球茎、植株,不定芽型容易成苗，对培养基要求不高，后代遗传性稳定；但取材受限制。 胚状体发生型对培养基要求高，但遗传性稳定,切割 调节激素种类和配比 外源激素的积累，过量会造成畸形芽、透明芽，影响不定芽的质
7、量，因此应适时降低激素的浓度。,（3）完整小植株的形成,诱导根分化的技术关键： 调节激素种类和浓度：提高生长素相对浓度、降低细胞分裂素的浓度、无激素 调节基本培养基的营养组成：1/2或1/4MS 适当降低渗透压：根分化低于芽分化的渗透压 添加活性碳：造成黑暗的环境,培养基内诱导 基质生根法：糠灰、蛭石、珍珠岩、沙 嫁接生根法：无籽西瓜嫁接在瓠子上长根,诱导根分化的方法：,滤纸桥瓶外 生根技术,1、实验条件,在温室内搭建塑料拱棚，长2m，宽1m，在薄膜上面加上微喷设施，以便调节温度，在拱棚的一侧设有加湿器的通道，允许湿雾进入棚内，并根据光强在拱棚上搭遮阴网。,2、操作过程,取材：在组培室中剪取1
8、.5-2.0cm长的带顶芽的茎段，余下部分可作继代扩繁培养。 生长素处理：所剪取茎段的基部在一定浓度的生长素蘸过后，轻轻插入滤纸桥中，放入棚内有一定营养液的的长方形容器内，然后启动调控措施。 保养：在操作过程当中，要对茎段不时的喷水雾以防止失水过多而萎蔫，通过观察茎段的生根情况，并根据所出现的情况及时调整光强，温度、湿度，筛选出最佳的生根条件。,（4）小植株的驯化和移栽,日光锻炼，恢复叶绿体光合作用 湿度锻炼，打开培养瓶12周 冲洗干净培养基 选择基质 保湿，移栽10天内空气相对湿度应在80%90%,注意事项,在培养中，如果出现杂菌污染，应立即将该培养物倒掉。对于愈伤组织或试管苗长势良好，仅有
9、局部杂菌污染的试管或三角瓶，也可在无菌条件下，将愈伤组织或试管苗取出，重新放入装有相应培养基的试管或三角瓶中，继续培养。 炼苗后，也可先将试管苗浸泡在含有生长素的清水中1-2h，再移栽到驯化苗圃中。 在驯化过程中，要注意防止各种病虫害的发生。,芦荟,芦荟,在二战中，美国在日本的长崎和广岛投下两颗原子弹后，大量的幸存者被原子同位素核辐射灼伤。任何药物都医治无效，医学专家也没切实可行治疗方案，后来有人提议用芦荟绞汁抹于伤口，并开始了试用，惊人的奇迹出现，伤口竟愈合的又快又好，比其他药物再生速度要快倍以上，甚至不留痕迹。 素有“万应良药”、“天然美容师”、“家庭医生”等美称,美容、药用的芦荟种类,库
10、拉索芦荟、巴巴多斯芦荟，俗称美国芦荟 元江芦荟 树芦荟 好望角芦荟 华芦荟 皂质芦荟,芦荟的用途,用于风湿症、体内外各种溃疡、高血压、糖尿病、癌症、胆固醇疾病等患者。 芦荟中的脂肪酸可以有效地防治皮肤病症，因此在治疗烧伤、割伤、擦伤、皮肤病、伤疤等具有显著的疗效 芦荟可以促进皮肤细胞更新。芦荟对皮肤的渗透性强(可深达七层细胞组织) ，广泛用于化妆品和保健品等。 芦荟可以有效地清体内自由基， 排除体内有害物质，促进新陈代谢。,芦荟组织培养快速繁殖技术,芦荟不能自花授粉结实，用种子繁殖非常困难。 繁殖方法主要是分株和分蘖，难以快速、大量地繁殖种苗 对芦荟茎尖进行组织培养快速繁殖试管苗，可在短期内繁
11、殖上百万株的种苗，成本低，效益高,材料和培养基,l0-l5cm高的芦荟幼苗 愈伤组织诱导培养基为MS+(1-6mg/ )BA+(0.1一0.5mg/L)NAA 分化培养基为MS+(2-4mg/L)BA+ (0.1-0.5mg/L)NAA 生根培养基为MS+(0.1一0.5mg/L)IBA+(2一5mg/L)PP33,1、诱导愈伤组织,芦荟幼苗在清水中冲洗，取茎尖部分，再冲洗1-2次，淋干。 在超净台上，先用75%的乙醇将茎尖浸泡30-60s，再用升汞浸5-l0min，最后用无菌水冲洗数次。 用解剖刀取出包括茎尖生长点的组织切块，接种到愈伤组织诱导培养基上。 光照 10-12h，光照度为 100
12、0一2000Lx，温度(25士)2。15-25d后，外植体膨大，形成愈伤组织。 愈伤组织形成1周后，就可将愈伤组织转管进行继代培养或分化培养。,2、继代培养,无菌水反复清洗附着于愈伤组织的培养基 将愈伤块切成数个小块，再接种到装有愈伤组织诱导培养基的三角瓶中，在相同的培养条件下继续培养。 通过继代培养，可繁殖出大量愈伤组织来，用于分化培养。,3、分化培养,将愈伤组织用无菌水洗净，切成小块，接种到分化培养基中。 30-50d后，愈伤组织就可分化出芽，并继续长出小叶片。,4、生根培养,幼苗叶片长到3cm左右时，将幼苗放入装有生根培养基的三角瓶中培养。 大约半个月后，幼苗即可生根。,5、炼苗,当幼苗
13、的根长到一 定长度，幼苗形体已显健壮时。 将幼苗取出，在清水中洗除附着在根上的培养基(注意:一定要严格洗净，否则会烂根)。 将洗净的幼苗排好，用清水喷湿，在15-25、湿度60%- 80%的条件下炼苗24h,6、移栽,炼苗后，将幼苗移栽入由蛭石组成的驯化苗圃中驯化，每天定期给幼苗喷施驯化培养液和清水，大约15-20d后，视幼苗长势，即可移栽到苗圃中。,注意事项,芦荟的虫害主要是红蜘蛛和蚜虫，可喷施40%的氧化乐果乳油1200倍液防治。 芦荟的病害主要是黑斑病，可喷施50%多菌灵可湿性粉剂1000倍液防治。 及时排除田间积水，控制土壤温度，消除低温高湿、高温高湿，及时清除杂草,第二节 快繁中的常见问题,物种的局限 无性系变异 培养物污染（外植体灭菌和环境消毒） 玻璃化现象（细胞分裂素浓度过高，培养温度过高、光照不足、乙烯合成过多） 褐化（酚类物质被氧化为醌类） 黄化（铁盐含量不足等原因）,第三节 离体快繁的应用,用于稀缺或者急需良种植物的繁殖 用于脱毒苗的快速繁殖 雌雄异株植物、三倍体、单倍体以及基因工程植株的快速繁殖 濒危植物的拯救 用于种质的试管保存及交换,
