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1、植物器官和组织培养植物器官和组织培养第一节第一节 植物器官和组织培养的基本程序植物器官和组织培养的基本程序第二节第二节 植物营养器官培养植物营养器官培养第三节第三节 植物繁殖器官培养植物繁殖器官培养第四节第四节 植物组织培养植物组织培养第五节第五节 常见污染问题和解决方案常见污染问题和解决方案植物器官培养植物器官培养（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
2、进行离体培养的技术。第一节第一节 植物器官和组织培养的基本程序植物器官和组织培养的基本程序一、一、无菌外植体的获得无菌外植体的获得二、初代培养物的建立二、初代培养物的建立三、形态发生和植株再生三、形态发生和植株再生四、培养物的观察记载四、培养物的观察记载一、一、无菌外植体的获得无菌外植体的获得 从自然界或室内采集的植物器官和组织从自然界或室内采集的植物器官和组织携带有各种微生物，容易造成培养基和培养携带有各种微生物，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。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。不同植处理外植体的重要工作是灭菌。不同植物或同一植物不
3、同器官、不同组织，灭菌的物或同一植物不同器官、不同组织，灭菌的方法不同。方法不同。1、茎尖、茎段、叶片的灭菌茎尖、茎段、叶片的灭菌茎尖、茎段、叶片茎尖、茎段、叶片清水清洗、吸干清水清洗、吸干0.1%-0.2%氯化氯化汞浸泡汞浸泡2-10min70%酒精酒精浸泡浸泡10-30s10%次氯酸钙次氯酸钙浸泡浸泡10-20min70%酒精浸泡酒精浸泡10-30s2%次氯酸钠次氯酸钠浸泡浸泡15-30min无菌水冲洗无菌水冲洗3-5次次分割后接种分割后接种2、根、块茎、鳞茎的灭菌根、块茎、鳞茎的灭菌特点：生长在土特点：生长在土中，挖取时易受中，挖取时易受伤，伤，灭菌较困难灭菌较困难清水清洗、清水清洗、切
4、除损伤部位切除损伤部位70%酒精浸泡酒精浸泡10-30s6-10%次氯酸钠次氯酸钠浸泡浸泡5-15min无菌水冲洗无菌水冲洗3-5次次分割后接种分割后接种根、块茎、鳞茎根、块茎、鳞茎0.1%-0.2%氯化氯化汞浸泡汞浸泡5-12min3、花蕾的灭菌花蕾的灭菌特点：未开放花蕾特点：未开放花蕾中的花药被花被包中的花药被花被包裹，处于无菌状态。裹，处于无菌状态。可直接灭菌。可直接灭菌。70%酒精酒精浸泡浸泡10-30s无菌水冲洗无菌水冲洗3-5次次接种接种花蕾花蕾0.1%氯化汞氯化汞浸泡浸泡3-10min1%次氯酸钠次氯酸钠浸泡浸泡10-20min4、果实、种子的灭菌果实、种子的灭菌无菌水冲洗无菌水
5、冲洗3-5次次接种接种种子种子0.1-0.2%氯化汞氯化汞浸泡浸泡5-10min10%次氯酸钠次氯酸钠浸泡浸泡20-30min特点：这类材料的表皮特点：这类材料的表皮有茸毛或蜡质需在灭菌有茸毛或蜡质需在灭菌剂中加入几滴吐温剂中加入几滴吐温-80，以增加灭菌效果。以增加灭菌效果。清水清洗、吸干清水清洗、吸干果实果实70%酒精酒精浸泡浸泡10-30s2%次氯酸钠次氯酸钠浸泡浸泡10-20min常用表面灭菌剂使用浓度和效果常用表面灭菌剂使用浓度和效果二、二、初代培养物的建立初代培养物的建立无菌环境无菌环境规范操作规范操作条件合适条件合适组组织织内内无无菌菌培培养养基基无无菌菌接接种种器器械械无无菌菌
6、工工作作台台无无菌菌技技术术熟熟练练经经验验丰丰富富培培养养基基种种类类激激素素种种类类和和浓浓度度外外植植体体来来源源外外植植体体生生理理状状态态培培养养条条件件手手及及工工作作服服消消毒毒配套技术配套技术三、三、形态发生和植株再生形态发生和植株再生外植体外植体愈伤组织愈伤组织胚状体胚状体器官分化器官分化植株植株有根茎的有根茎的两极器官两极器官植株植株先茎后根先茎后根单极器官单极器官先根后茎先根后茎单极器官单极器官脱脱分分化化再再分分化化芽或芽原基起源于表层细胞（外起源）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根芽原基起源于深层细胞(内起源内起源)四、四、培养产物的观察记载培
7、养产物的观察记载1、愈伤组织、愈伤组织愈伤组织的类型和色泽愈伤组织的类型和色泽愈伤组织诱导率愈伤组织诱导率=愈伤组织生长量愈伤组织生长量=培养一段时间后愈伤组织重培养一段时间后愈伤组织重接种时愈伤组织重接种时愈伤组织重产生愈伤组织的外植体数产生愈伤组织的外植体数外植体总数外植体总数100%2、胚状体、胚状体胚状体诱导率胚状体诱导率=产生胚状体的外植体数产生胚状体的外植体数外植体总数外植体总数100%3、芽、芽芽分化率芽分化率=产生芽的外植体数产生芽的外植体数外植体总数外植体总数100%4、根、根先诱导芽后诱导根时，先诱导芽后诱导根时，发根率发根率=培养芽数培养芽数100%发根芽数发根芽数第二节
8、第二节 植物营养器官培养植物营养器官培养一、植物根段培养一、植物根段培养二、植物茎段培养二、植物茎段培养三、植物叶培养三、植物叶培养离体根培养的意义：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、植物根段培养一、植物根段培养离体根的无性系：离体根的无性系：由单个直根衍生，并经继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、根无性系的建立建建立立根根无无性性系系的的方方式
9、式根的直接增殖根的直接增殖根的间接增殖根的间接增殖无菌根切段接种在低盐培养基（如无菌根切段接种在低盐培养基（如White或或1/2MS培养基）中，培养基）中，25，暗培养，根段形成主根和侧根，每暗培养，根段形成主根和侧根，每隔隔7-10天继代一次，取主根增殖。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，而后再生养基中，诱导愈伤组织，而后再生植株。植株。根根切切段段的的培培养养方方法法固体培养法固体培养法液体培养法液体培养法根切段平放在液体培养基中，摇床根切段平放在液体培养基中，摇床上震荡培养。上震荡培养。根切段根尖方朝上浸露在液体培
10、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。基中，另一端插在固体培养基中。固固-液双层培养法液双层培养法根切段平放在固体培养基上。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、影响离体根发生和生长的因素基本培养基基本培养基植物材料植物材料 光温条件光温条件 低低盐盐培培养养基基蔗蔗糖糖浓浓度度低低1-3%生生长长素素利利于于生生根根植植物物种种类：类：木木本本困困难难植植物物部部位位发发育育年年龄龄不不同同材材料料有有差差异异黑黑暗暗利利于于根根形形成成要要求求温温度度较较低，低，16-25基基因因型型生长调节剂生长调节剂培养方式培养方式 pH值值培培养养方方式式
11、对对发发根根率率有有影影响响大蒜根尖培养及植株再生大蒜根尖培养及植株再生二、植物茎段培养二、植物茎段培养1、概念、概念植物茎段培养：对植物的带有一个以植物茎段培养：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）进行离体培养茎、鳞茎在内的幼茎切段）进行离体培养的技术。的技术。2、茎段培养的目的、茎段培养的目的茎段用于植物离体快繁；茎段用于植物离体快繁；获得突变体获得突变体；理论基础研究。理论基础研究。3、茎段培养过程、茎段培养过程表面消毒的茎段表面消毒的茎段切成几厘米长带节的节段切成几厘米长带节的节段接种到固体培养基接种到固体培
12、养基直接发生不定芽直接发生不定芽形成愈伤组织形成愈伤组织再生苗再生苗生根培养基生根培养基植植 株株茎段培养过程示意图茎段培养过程示意图取健壮茎段取健壮茎段去叶片后自来水冲洗去叶片后自来水冲洗再生再生MS培养培养75%酒精酒精1分钟分钟次氯酸钠次氯酸钠5-10分钟分钟0.1%升汞升汞注意事项：注意事项： 嫩茎段常作为快速繁殖的外植体：即当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。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，体积小、不带叶原基的外植体培养难，成苗所需时间长，体
13、积大的易于成功。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、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！细胞分裂素和生长素的配比是关键！其它因素的影响其它因素的影响：如月季茎段增殖培养：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、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，基本培养基上，23天后，靠近枝条两端的芽发育最慢，枝条中天后，靠近枝条两端的芽发育最慢，枝条中部的芽发育最快。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，、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，能
14、促进嫩茎的增殖。再转接于新鲜培养基上，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、嫩茎长度对形成多芽苗的影响。茎段为1-10mm长短时，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，若切割过短过短(小于小于1mm)或过长或过长(11-15mm)都对茎的增殖不利。都对茎的增殖不利。三、植物叶培养三、植物叶培养1、概念、概念以植物的叶器官（叶原基、叶柄、以植物的叶器官（叶原基、叶柄、叶鞘、叶片、叶肉、子叶等）为外植体叶鞘、叶片、叶肉、子叶等）为外植体进行离体培养的技术。进行离体培养的技术。2、用途、用途（1）研究叶形态发
15、生过程；）研究叶形态发生过程；（2）研究光合作用、叶绿素形成；）研究光合作用、叶绿素形成；（3）研究遗传转化。）研究遗传转化。3、优点、优点（1）多数植物的叶片具有很强的再生能力；）多数植物的叶片具有很强的再生能力；（2）数量多、取材方便。）数量多、取材方便。4、叶培养的基本过程、叶培养的基本过程取叶片取叶片70%酒精浸泡酒精浸泡30s0.1%升汞浸泡数分钟升汞浸泡数分钟接种在固体培养基上接种在固体培养基上愈伤组织愈伤组织胚胚 状状 体体再生植株再生植株多数情况下是这种途径多数情况下是这种途径5、影响叶培养的因素、影响叶培养的因素植物激素的种类和浓度是关键因素。植物激素的种类和浓度是关键因素。
16、注：一般叶培养比茎段培养困难。注：一般叶培养比茎段培养困难。叶片叶片诱导丛生芽诱导丛生芽生根培养生根培养移栽。移栽。取嫩叶取嫩叶70酒精浸泡酒精浸泡30s0.1升汞溶液消毒升汞溶液消毒5-8min无菌水冲洗数次无菌水冲洗数次切成切成0.5-1cm的小块的小块接种于接种于MS+1mg/L6-BA+0.1mg/LNAA固体培养基固体培养基上上光照下培养，光照下培养，35天后叶片直接分化出丛生芽天后叶片直接分化出丛生芽小丛生芽转接于小丛生芽转接于1/2MS+0.2mg/LIBA的培养基上，的培养基上，接种接种10天后，主茎叶片明显增大，根分化，天后，主茎叶片明显增大，根分化，15天后即天后即可移栽。可移栽。举例：非洲紫罗兰嫩叶离体培养的过程举例：非洲紫罗兰嫩叶离体培养的过程叶片离体培养过程叶片离体培养过程芦芦荟的植物的植物组织培养培养过程程 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ABEC花烛叶片离体培养及植株再生花烛叶片离体培养及植株再生第三节第三节 植物繁殖器官培养植物繁殖器官培养一、植物花器官培养一、植物花器官培养二、植物幼果培养二、植物幼果培养三、植物种子培养三、植物种子培养
