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1、高中生物选修一 人教版专题三 植物的组织培养技术3.1 菊花的组织培养1.细胞分化指在生物个体发育过程中，相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。细胞分化使多细胞生物体中细胞结构和功能趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。2.具有某种生物全套遗传信息的任何一个活细胞，都具有发育成完整个体的潜能，叫做植物细胞的全能性。但在生物体的生长发育过程中并未表现出来，这是因为在特定的时间和空间条件下，通过基因的选择性表达，形成了不同组织和器官。3.离体的植物组织或细胞，在适宜条件下培养了一段时间以后，会通过细胞分裂，形成愈伤组织，这种由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称
2、为植物细胞的脱分化（去分化）。愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。4. 愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。5.植物组织培养技术广泛应用在实现优良品种的快速繁殖、培育无病毒作物、制作人工种子、培育作物新品种以及细胞产物的工厂化生产等方面。5.影响植物组织培养的条件有材料、营养、激素及环境条件。 (1)材料：植物材料的选择直接关系到试验的成败。菊花组织培养一般选择未开花植物的茎上部新萌生的侧枝作材料。一般来说，容易进行无性繁殖的植物容易进行组织培养。选取生长旺盛嫩枝进行组培的原因是嫩枝生理状态好，容易诱导脱分化和再分化。(
3、2)营养：常用的培养基是MS固体培养基，其中含有的大量元素是N、P、S、K、Ca、Mg，微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Co，它们提供了植物细胞所必需的无机盐。有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。蔗糖提供碳源，维持细胞渗透压；甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。微生物培养基以有机营养为主，MS培养基则需提供大量无机营养。 (3)激素：植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。使用顺序实验结果先生长素，后细胞分裂素有利于分裂但不分化先细胞分裂素，后生长素细胞既分裂也分化同时使用分化频
4、率提高生长素 细胞分裂素比值与结果比值高时促根分化，抑芽形成比值低时促芽分化，抑根形成比值适中促进愈伤组织生长(4)环境条件：菊花的组织培养，一般将pH控制在5.8左右，温度控制在1822，并且每日用日光灯照射12h. 6.菊花组织培养的操作流程包括：配制MS固体培养基外植体的消毒接种培养移栽栽培7.制备MS固体培养基的步骤是：配置各种母液配制培养基灭菌。先将各种成分按配方比例配制成浓缩液（培养基母液）。然后在容器中加入琼脂（加热融化），依次加入蔗糖、大量元素、微量元素、有机物和植物激素的母液，并用蒸馏水定容到1000毫升，调节PH，分装到锥形瓶中，用高压蒸汽灭菌法进行无菌处理。8.外植体是指
5、用于离体培养的植物器官或组织片段。取生长旺盛的嫩枝用流水冲洗加少许洗衣粉刷洗在流水下冲洗20min左右无菌吸水纸吸干表面水分体积分数为70%的酒精中摇动23次，持续67s，无菌水中清洗用无菌吸水纸吸干表面水分质量分数为0.1%的氯化汞溶液中12min无菌水中至少清洗3次，漂洗消毒液。应注意对外植体进行表面消毒时，就要考虑药剂的消毒效果，又要考虑植物的耐受能力。9.接种过程中插入外植体时形态学上端朝上，每个锥形瓶接种78个外植体，整个过程要求无菌操作。10.放在无菌箱中培养，定期进行消毒，保持适宜的温度（1822）和光照（12h）11移栽前先打开培养瓶的封口膜，让其在培养间生长几日，然后用流水清
6、洗根部培养基，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间壮苗，最后进行露天栽培。12.外植体在培养过程中可能会被污染，原因有外植体消毒不彻底；培养基灭菌不彻底；接种中被杂菌污染；锥形瓶密封性差等。3.2 月季的花药培养1.被子植物的雄蕊包含花丝、花药两部分。花药为囊状结构，内部含有许多花粉。花粉是由花粉母细胞经过减数分裂而形成的，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。2.被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。3.在小孢子四分体时期，4个单倍体细胞连在一起，进入单核期时，四分体的4个单倍体细胞彼此分离，形成4个具有单细胞核的花粉粒，这时的细胞含浓厚的原生质，核位于细胞
7、的中央（单核居中期）。随着细胞不断长大，细胞核由中央移向细胞一侧（单核靠边期），并分裂成1个生殖细胞核和1个花粉管细胞核，进而形成两个细胞，一个是生殖细胞，一个是营养细胞。生殖细胞将再分裂一次，形成两个精子（基因组成完全相同）。4.通过花药培养产生单倍体植株有两种途径，一种是花粉通过胚状体阶段发育为植物，另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织，再将其诱导分化成植株。这两种途径不同主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。5.胚状体是植物体细胞组织培养过程中，诱导产生的形态与受精卵发育成的胚类似的结构，有胚芽、胚根、胚轴等完整结构，就像一粒种子。6.影响花药培养的主要因素是材料的选择与培养基的
8、组成。应该选月季的初花期（花粉早期的花药比后期更容易产生花粉植株；选择单核靠边期（花药培养成功率最高）；选择完全未开放的花蕾（有利于材料的消毒）。7.选择花药时，用醋酸洋红法使细胞核中的染色体着色，通过镜检来选择单核靠边期的花粉。若不易着色，需采用焙花青-铬矾法将花粉细胞核染成蓝黑色。8.灭菌后的花蕾，要在无菌条件下除去萼片和花瓣，并立即将花药接种到培养基上。在剥离花药时，要尽量不损伤花药（否则接种后容易从受伤部位长出愈伤组织），同时还要彻底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。9.每瓶接种花药710个,温度控制在25左右,幼小植株形成后给予光照，培养2030天后,花药开裂长出愈伤组织或形成胚状体。此时要将愈伤组织及时转移到分化培养基上以便培养成完整植株。若花药开裂释放出胚状体，须在花药开裂后尽快将幼小植株分开，分别移植到新的培养基上。由于可能会发生细胞核的融合，需对培养出来的植株做进一步的鉴定和筛选。1
