第第3 3讲讲 植物的组织培养技术植物的组织培养技术 一、植物组织培养的过程 1.菊花的组织培养过程 二、影响植物组织培养的因素及成功的关键 1．影响因素 (1)内部因素：材料的选取 (2)外部因素：营养成分的种类及配比；植物激素的用量及使用顺序；pH、温度、光照等 2．获得成功的关键 (1)植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗逆性差，对培养条件要求较高 (2)培养材料一旦被微生物污染，就会导致实验失败原因是微生物增殖快，生长迅速，消耗养分多，并产生代谢废物毒害培养材料 (3)无菌技术主要包括对操作空间、实验用具、实验材料以及操作者的消毒灭菌 三、实验操作中应注意的几个问题 1．材料的选取：菊花的组织培养实验中，应选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝；月季花药的培养实验中，应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养 2．外植体消毒：所用消毒剂为体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水 3．培养过程：在初期，菊花的组织培养需光照，月季花药的培养不需光照，而在后期均需光照。
【例】利用植物组织培养的方法可快速、大量繁殖植物，在培养过程中，取该植物的花芽并将其分别培养在含有不同比例的生长素和细胞分裂素的培养基中，花芽的生长状况如下表所示：生长素细胞分裂素花芽生长状况A组花芽00组织切块B组花芽3 ppm0.2 ppm形成愈伤组织C组花芽3 ppm0.002 ppm愈伤组织分化出根D组花芽0.03 ppm1.0 ppm愈伤组织分化出嫩枝E组花芽00.2 ppm稍生长 (1)在此过程中能实现脱分化的花芽是________组从实验结果可以看出，能诱导新的花芽形成的条件是________________________________________________________________________ (2)上述实验结果说明，在植物组织培养过程中，诱导芽和根形成的关键是培养基中_______________ 在生产实践中，欲快速、大量获得此植物的花芽，可选用______组的培养基进行扩大生产 【解析】脱分化、再分化过程与植物激素——生长素和细胞分裂素有关，且生长素用量与细胞分裂素用量直接影响培养过程当生长素/细胞分裂素比值高时，有利于根的分化，抑制芽的分化，即表中的C组；当生长素/细胞分裂素比值低时，有利于芽的分化，抑制根的分化，即表中的D组；当比值适中时，有利于促进愈伤组织的生长，即表中的B组。
欲快速、大量获得此植物的花芽，必须首先获得大量的嫩枝 【答案】 (1)B、C、D 细胞分裂素浓度大于生长素浓度 (2)细胞分裂素含量与生长素含量之间的比例(或培养基中细胞分裂素与生长素的浓度比) D 1．生长素与细胞分裂素用量的比值影响细胞的分化，该比值高时，利于根的分化，抑制芽的形成；该比值低时，利于芽的分化，抑制根的形成；该比值适中时，促进愈伤组织的生长 2．如果发现培养物被污染，特别是真菌性污染，一定不要打开培养瓶应先将被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽锅内进行高压蒸汽灭菌，再打开培养瓶进行清理3．区分污染菌类型的方法：比较菌落特征真菌污染：有颜色的绒毛状菌落；细菌污染：有光泽的黏液状菌落 1.(2012·江苏卷)下列事实能体现细胞全能性的是(多选)( )A．棉花根尖细胞经诱导形成幼苗B．单细胞的DNA在体外大量扩增C．动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体D．小鼠体细胞经诱导培育成小鼠AD 【解析】细胞的全能性是指已高度分化的细胞，仍具有发育成完整个体的潜能，A、D两项均为单个细胞培养成个体的实例，B、C则与这一概念不符，B项为DNA复制，C项则是细胞中特定蛋白质的合成与分泌。
2.(2012·天津卷)芥酸会降低菜籽油的品质油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量，下图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路线已知油菜单个花药由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性 2.(2012·天津卷)芥酸会降低菜籽油的品质油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量，下图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路线已知油菜单个花药由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性据图分析，下列叙述错误的是( )A．①、②两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化B．与④过程相比，③过程可能会产生二倍体再生植株 2.(2012·天津卷)芥酸会降低菜籽油的品质油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h，G和g)控制菜籽的芥酸含量，下图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路线已知油菜单个花药由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性据图分析，下列叙述错误的是( )C．图中三种途径中，利用花粉培养筛选低芥酸植株(HHGG)的效率最高D．F1减数分裂时，H基因所在染色体会与G基因所在染色体发生联会D 【解析】①、②两过程都是脱分化过程，培养基中需要加入生长素和细胞分裂素来诱导细胞脱分化，A项正确。
③过程是利用植物花药离体培养获得再生植株的过程，其中花药壁细胞属于正常的二倍体体细胞，由其获得的植株为二倍体正常植株，④过程是利用花粉粒离体培养获得再生植株的过程，花粉细胞只有一个染色体组，由其获得的植株为单倍体植株，B项正确图中的三种途径中，利用花粉培养获得的植株只有四种品种，比例为1∶1∶1∶1，易筛选出所需品种，C项正确H、h和G、g分别是两对独立遗传的等位基因，故两者是位于非同源染色体上的，在减数分裂时，H基因和G基因所在的染色体不会发生联会，D项错误 3.(2012·新课标卷)为了探究6－BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在MS培养基中加入6－BA和IAA，配制成四种培养基(见下表)，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率(m)，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，结果如下表 回答下列问题：(1)按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为 大量元素 和 微量元素 两类上述培养基中，6－BA属于 细胞分裂素 类生长调节剂2)在该实验中，自变量是 IAA浓度 ，因变量是 丛芽外植体的比率及再生丛芽外植体上的丛芽平均数 ，自变量的取值范围是 0～0.5 mg/L 。
3)从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是 1 号培养基4)为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入 6－BA (填“6－BA”或“IAA”) 4. 在月季花药培养成单倍体植株的过程中，应选择哪个时期最易成活( )A．单核期前的花药 B．单核期后的花药C．单核期花药 D．双核期C【解析】单核期花药(花粉)具有较强的分裂能力，故而易成活 5. 可以成为植物组织培养条件的是( )①CO2 ②有机物 ③生长素 ④细胞分裂素 ⑤水 ⑥矿质元素A．①③⑤⑥ B．②③⑤⑥C．②③④⑤⑥ D．①②⑤⑥C【解析】进行植物组织培养需要有机物、植物激素、水和矿质元素因外植体不能进行光合作用，故不需要CO2 6. 在玉米组织培养过程中，下列有关说法不正确的是( )A．培育出的玉米植株个体都是纯合子B．愈伤组织细胞全能性最高C．从外植体到愈伤组织的过程不需要光照D．从外植体到完整植株，细胞分裂都是有丝分裂A 7.(原创)胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接种入试管后，在一定条件下可以形成试管苗，请回答下列问题：(1)在组织培养过程，如果先使用生长素，后使用细胞分裂素，则 。
2)对外植体(韧皮部)消毒：先用 消毒，再用 消毒3)在培养基中加入蔗糖的目的是 有利于分裂但不分化体积分数为70%的酒精质量分数为0.1%的氯化汞溶液提供营养和调节渗透压 。