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1、第四章第四章 植物的器官和组织培养植物的器官和组织培养陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5本章内容提要：本章内容提要：一、一、器官和组织培养基本程序器官和组织培养基本程序二、二、植物营养器官培养植物营养器官培养三、植物繁殖器官培养三、植物繁殖器官培养四、植物组织培养四、植物组织培养陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5概念概念什么是器官什么是器官培养？培养？是是指指对对植植物物某某一一器器官官的的全全部部或或部部分分或或器器官官原原基基进进行行离体培养技术离体培养技术分为：营养器官和繁殖器官培养。分为：营养器官和繁殖器官培养。包括包括: :根、茎、叶、花、果实、种子。根、茎、叶、花、果实
2、、种子。什么是组织培养（即狭义的）？什么是组织培养（即狭义的）？包括分生组织、表皮组织、薄壁组织等及产生的愈包括分生组织、表皮组织、薄壁组织等及产生的愈伤组织的培养伤组织的培养陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5第一节第一节 器官和组织培养基本程序器官和组织培养基本程序包括以下几方面：包括以下几方面： 无菌外植体的获得无菌外植体的获得 初代培养物的建立初代培养物的建立 形态发生和植株再生形态发生和植株再生 培养物的观察记录。培养物的观察记录。陈传红陈传红 制作制作 2007 / 51 1、茎尖、茎段、叶片的灭菌、茎尖、茎段、叶片的灭菌茎尖、茎段及叶片等的消毒：用清洁剂清洗茎尖、茎段及叶片等
3、的消毒：用清洁剂清洗 75%75%酒精浸泡酒精浸泡10-20min 10-20min 无菌水洗无菌水洗2-32-3次或次或NacloNaclo或升汞泡或升汞泡10-15min 10-15min 无菌水洗无菌水洗3-43-4次次2 2、根、块茎、鳞茎的灭菌、根、块茎、鳞茎的灭菌（灭菌较困难）自来水冲洗自来水冲洗 纯酒精漂洗纯酒精漂洗 升汞浸升汞浸5-5-10min10min或或2%Naclo2%Naclo液浸液浸10-15min 10-15min 无菌水洗无菌水洗3 3次，次，待用。待用。 一、无菌外植体的获得一、无菌外植体的获得陈传红陈传红 制作制作 2007 / 53、花蕾的灭菌、花蕾的灭菌
4、自来水冲洗自来水冲洗 70%酒精浸泡数秒钟酒精浸泡数秒钟 无菌水无菌水洗洗2-3次次 漂白粉上清液浸漂白粉上清液浸10min 无菌水无菌水洗洗2-3次，待用。次，待用。4、果实、种子的灭菌、果实、种子的灭菌果实和种子的消毒：自来水冲洗果实和种子的消毒：自来水冲洗10-30min 70%酒精漂洗酒精漂洗 2%Naclo液浸液浸10min 无菌水无菌水2-3次次 取出种子培养，待用。取出种子培养，待用。陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5二、二、 初代培养物的建立初代培养物的建立1、无菌环境、无菌环境外植体处理：外植体处理：表面灭菌表面灭菌 + 抗生素抗生素环境要清洁。环境要清洁。无无菌菌的的
5、范范畴畴：经经过过高高温温灼灼烧烧或或蒸蒸煮煮过过后后的的物物体体，或或经经其其它它物物理理的的或或化化学学灭灭菌菌方方法法处处理理过过后后的的物物体体，是无菌的。是无菌的。用于无菌操作的器械采用灼烧灭菌用于无菌操作的器械采用灼烧灭菌陈传红陈传红 制作制作 2007 / 52、规范操作、规范操作3、条件合适、条件合适培养基种类、培养基种类、激素种类与浓激素种类与浓度、其他附加度、其他附加物、外植体类物、外植体类型等要合适。型等要合适。无菌操作无菌操作陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5三、三、 形态发生和植株再生形态发生和植株再生 体细胞胚体细胞胚外植体外植体 愈伤组织愈伤组织 植株植株
6、具根茎器官具根茎器官 器官分化器官分化 单极器官单极器官 先茎后根先茎后根 先根后茎先根后茎 陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5四、培养物的观察记录四、培养物的观察记录1 1、愈伤组织诱导率、愈伤组织诱导率（% %） 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2 2、胚状体的诱导率、胚状体的诱导率（% %） 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3 3、芽的诱导率、芽的诱导率芽分化率芽分化率（% %） 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4 4、根诱导率、根诱导率（% %） 发根芽数发根芽数 / /
7、 培养芽数培养芽数陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5第二节第二节 植物营养器官培养植物营养器官培养一、根段培养一、根段培养是以根为外植体进行的离体培养是以根为外植体进行的离体培养1 1、根无性系的建立、根无性系的建立 根的直接增殖根的直接增殖 根的数量增加，形成主根与侧根之分根的数量增加，形成主根与侧根之分 根的间接增殖根的间接增殖 愈伤组织愈伤组织 植株再生植株再生 根的形成过程根的形成过程 以不定根的方式进行以不定根的方式进行陈传红陈传红 制作制作 2007 / 52 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a a 培养基的种类培养基的种类 多采用多采用MSMS，
8、MS MS，B5B5，WhiteWhite等基本培养基等基本培养基b b 生长调节剂生长调节剂 多使用多使用NAA IBANAA IBAc c 植物材料植物材料 同植物、不同基因型、不同部位、不同年龄同植物、不同基因型、不同部位、不同年龄d d 培养方式培养方式 固体、固固体、固液培养基液培养基e e 光照和温度光照和温度f pHf pH陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5二、二、 植物茎段培养植物茎段培养茎段培养指不带芽和带茎段培养指不带芽和带1 1个以上定芽或不定芽。个以上定芽或不定芽。包括：包括：块茎、球茎在内的幼茎切段的无菌培养。块茎、球茎在内的幼茎切段的无菌培养。 主要目的：主要
9、目的：快繁；其次也可探讨茎细胞的生理特快繁；其次也可探讨茎细胞的生理特点，以及进行育种上的筛选突变体的过程。点，以及进行育种上的筛选突变体的过程。 优点：优点：培养技术简单易行，繁殖速度较快；芽生培养技术简单易行，繁殖速度较快；芽生芽方式增殖的苗木质量好，且无病，性状均一；芽方式增殖的苗木质量好，且无病，性状均一；解决不能用种子繁殖的无性繁殖植物的快速繁殖解决不能用种子繁殖的无性繁殖植物的快速繁殖问题等。问题等。 陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5植物的茎植物的茎陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5茎段培养茎段培养 过程过程健康植株上选健壮的枝梢健康植株上选健壮的枝梢去叶片用自来水冲
10、洗去叶片用自来水冲洗 再生再生1%次氯酸钠次氯酸钠0.1%升汞升汞75%酒精酒精1分钟分钟MSMS培养基培养基陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5茎段培养在适当条件下可能形成：茎段培养在适当条件下可能形成： 单苗单苗 丛生芽丛生芽 愈伤组织愈伤组织 完整植物完整植物茎段能否增殖受到以下情况影响：茎段能否增殖受到以下情况影响： 生长素生长素 / 分裂素的比值分裂素的比值 高高 有形成愈伤组织的趋势有形成愈伤组织的趋势 低低 易形成丛生芽易形成丛生芽陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5月季花月季花茎段培养茎段培养陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5蝴蝶兰腋芽萌发蝴蝶兰腋芽萌发陈传红陈传
11、红 制作制作 2007 / 5三、叶培养三、叶培养以叶器官为外植体进行的离体培养。以叶器官为外植体进行的离体培养。叶器官包括：叶器官包括：叶原基、叶柄、叶鞘、叶片、叶原基、叶柄、叶鞘、叶片、叶肉、子叶。叶肉、子叶。再生成植株的方式：再生成植株的方式：直接诱导形成芽，直接诱导形成芽，先诱导形成愈伤组织，再经愈伤组织分化先诱导形成愈伤组织，再经愈伤组织分化成植株。成植株。 陈传红陈传红 制作制作 2007 / 51叶形叶形 椭圆形椭圆形扇形扇形心形心形陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5叶的器官培养叶的器官培养陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5方法
12、：方法：1）外植体消毒：）外植体消毒：幼嫩叶片冲洗干净幼嫩叶片冲洗干净 用用70酒精酒精10s 饱和漂白粉液浸饱和漂白粉液浸315min（或在（或在01L汞汞中浸中浸3-5min） 无菌水冲洗无菌水冲洗34次次 无菌干滤纸无菌干滤纸吸干吸干 待用。待用。2）接种：）接种：灭菌过的叶组织切成约灭菌过的叶组织切成约05cm见方小块或薄片见方小块或薄片(如叶柄和子叶如叶柄和子叶) 接种在接种在MS或其他培养基上或其他培养基上3)培养基：培养基：MS BA1-3mgL NAA025mgL4)培养：培养： 叶接种后培养条件为每天叶接种后培养条件为每天10-12h光照，光强光照，光强1500-30001x
13、。 陈传红陈传红 制作制作 2007 / 52、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a 培养基的种类培养基的种类 多采用多采用MS ，Heller 基本培养基基本培养基b 生长调节剂生长调节剂 多使用多使用NAA TDZ 2，4D等等c 植物材料植物材料 不同植物、不同基因型、不同叶龄不同植物、不同基因型、不同叶龄d 培养方式培养方式 固体培养固体培养e 光照和温度光照和温度f pH陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5第三节第三节 植物繁殖器官培养植物繁殖器官培养意义意义：可离体快速繁殖可离体快速繁殖可改变染色体倍性可改变染色体倍性 挽救远源杂种胚挽救远源杂种胚诱导三倍体
14、植株诱导三倍体植株陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5一、花器官培养一、花器官培养定义：定义：指对植物的整朵花或花的组成部分（花指对植物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）托、花柄、花瓣、花丝、子房、花药、胚珠等）进行离体培养。进行离体培养。意义：意义：进行花性别鉴定、果实和种子发育、花进行花性别鉴定、果实和种子发育、花形态发生等研究形态发生等研究材料：材料：未开放的花蕾或花柄、花托、花瓣等未开放的花蕾或花柄、花托、花瓣等陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5二、植物幼果培养二、植物幼果培养定义：对不同发育时期的幼小
15、果实进行离体定义：对不同发育时期的幼小果实进行离体培养。培养。三、种子培养三、种子培养意义：意义：打破休眠、缩短生活周期打破休眠、缩短生活周期 挽救远缘杂交、提高杂种萌发率挽救远缘杂交、提高杂种萌发率可形成：可形成：小植株、愈伤组织、丛生芽或不定小植株、愈伤组织、丛生芽或不定 芽等芽等陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5第四节第四节 植物组织培养植物组织培养定义：定义：是指狭义的组织培养是指狭义的组织培养, ,即外植体是各即外植体是各种类型的组织。如分生组织、愈伤组织、种类型的组织。如分生组织、愈伤组织、薄壁组织等。薄壁组织等。1 1、分生组织培养、分生组织培养分生组织包括：根尖、茎尖等顶
16、端分生组分生组织包括：根尖、茎尖等顶端分生组织和形成层组织。织和形成层组织。他们具有很强的分裂与分化能力，离体培他们具有很强的分裂与分化能力，离体培养时可以形成完整植株养时可以形成完整植株陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5以茎尖培养为例：以茎尖培养为例：茎尖培养是切取茎的先端部分或茎尖分生组织部茎尖培养是切取茎的先端部分或茎尖分生组织部分，进行无菌培养。这是组织培养中用得最多的分，进行无菌培养。这是组织培养中用得最多的一个取材部位。一个取材部位。 根据培养目的和取材大小可分为微茎尖培养和普根据培养目的和取材大小可分为微茎尖培养和普通茎尖培养。微茎尖指带有通茎尖培养。微茎尖指带有1-2个叶
17、原基的生长锥，个叶原基的生长锥，其长度不超过其长度不超过05mm。普通茎尖指较大的茎尖。普通茎尖指较大的茎尖(如几如几mm到几十到几十mm)、芽尖及侧芽。、芽尖及侧芽。 特点：特点：技术简单，操作方便，茎尖容易成活，成技术简单，操作方便，茎尖容易成活，成苗所需时间短。苗所需时间短。 陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5茎尖培养步骤如下：茎尖培养步骤如下：(1)取材取材 (2)消毒接种消毒接种 (3)接种接种 (4)培养的方法和程序培养的方法和程序 培养基培养基 培养条件培养条件 继代培养继代培养 诱导生根诱导生根 (5)移栽入土移栽入土 陈传红陈传红 制作制作 2007 / 52、愈伤组织
18、培养、愈伤组织培养愈伤组织定义：愈伤组织定义：是指外植体在特定情况下产生的是指外植体在特定情况下产生的一种疏松或致密、无特定形态结构功能的一团无一种疏松或致密、无特定形态结构功能的一团无序生长的薄壁细胞。序生长的薄壁细胞。产生原因：产生原因：经过灭菌或切割后，在适当的环境下经过灭菌或切割后，在适当的环境下产生的。产生的。一般薄壁细胞和形成层易形成愈伤组织。一般薄壁细胞和形成层易形成愈伤组织。特点：特点：或疏松或致密；颜色不一；可形成一些或疏松或致密；颜色不一；可形成一些“胚胎发生丛胚胎发生丛”或胚性愈伤组织；生长迅速，通常或胚性愈伤组织；生长迅速，通常在黑暗或弱光下进行。在黑暗或弱光下进行。陈
19、传红陈传红 制作制作 2007 / 5愈伤组织愈伤组织陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5三、植物薄层组织培养三、植物薄层组织培养外植体材料：外植体材料：薄细胞层（薄细胞层（ 36层），在适宜条件层），在适宜条件下，可以获得不同的器官。下，可以获得不同的器官。 如烟草花序轴如烟草花序轴36层表皮及表皮下细胞组成的层表皮及表皮下细胞组成的薄壁组织。薄壁组织。培养条件培养条件：培养基，激素，环境因子。：培养基，激素，环境因子。诱导结果：诱导结果：在不同培养基中可得到花芽、营养在不同培养基中可得到花芽、营养 芽、芽、根或愈伤组织。根或愈伤组织。陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5花梗的薄层花梗的薄层组织培养组织培养陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5作业：作业：1、书本、书本P67页：页：1题题 ，4题题2、总结本章中的一些名词解释。、总结本章中的一些名词解释。3、论述愈伤组织培养的过程和条件。、论述愈伤组织培养的过程和条件。陈传红陈传红 制作制作 2007 / 5
