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1、课题1 菊花的组织培养 一、基础知识一、基础知识 ( (一一) )植物的组织培养的基本过程植物的组织培养的基本过程 1.1.植物组织培养的原理植物组织培养的原理 （1 1）细胞分化：）细胞分化： 个体发育中细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。个体发育中细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。 根本原因：根本原因： 在特定的时间和空间条件下，基因的选择性表达。在特定的时间和空间条件下，基因的选择性表达。 （2 2）细胞全能性：）细胞全能性： 生物体的细胞，具有使后代细胞形成完整个体的能力。生物体的细胞，具有使后代细胞形成完整个体的能力。 植物细胞表现全能性条件：植物细胞表
2、现全能性条件： 离体、营养物质、激素和其他外界条件。离体、营养物质、激素和其他外界条件。 2.2.植物组织培养的基本过程植物组织培养的基本过程 移栽成活移栽成活 长出丛芽长出丛芽 生根生根 植物组织植物组织 愈伤组织愈伤组织 植物植物外植外植脱分化脱分化 愈伤愈伤再分化再分化 芽、根芽、根 体体 体体 组织组织 2.2.植物组织培养的基本过程植物组织培养的基本过程 外植外植愈伤愈伤再分化再分化 植物体植物体 芽、根芽、根 脱分化脱分化 体体 组织组织 外植体：外植体： 离离体的植物器官或组织片段。体的植物器官或组织片段。 脱分化脱分化（去分化）：（去分化）：高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织
3、的过程。高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程。 愈伤组织：愈伤组织： 通过通过细胞分裂细胞分裂形成的，其细胞排列形成的，其细胞排列 疏松而无规则疏松而无规则 ，高度，高度液泡化液泡化呈呈无定形无定形状态的状态的薄壁薄壁细胞。细胞。 再分化再分化： 愈伤组织继续进行培养重新分化成根或芽等器官的过程。愈伤组织继续进行培养重新分化成根或芽等器官的过程。 【典型例题】【典型例题】 (2013(2013重庆，重庆， 5)5)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为技术路线为“取材取材消毒消毒愈伤组织培养愈伤组织培养出芽出芽生根生根移栽移栽”。下
4、列有关叙述，错误的是。下列有关叙述，错误的是 ( ( B B ) ) A.A.消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害的伤害 B.B.在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞的细胞 C.C.出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控 D.D.生根时，培养基通常应含生根时，培养基通常应含萘乙酸等生长素类调节剂萘乙酸等生长素类调节剂 1.1.外植体的选取外植体的选取 （二）影响植物组织培养的因素（二）影
5、响植物组织培养的因素 不同植物的组织培养难度不同植物的组织培养难度 例如：烟草和胡萝卜的组织培养较容易，枸杞愈伤组织的芽诱导较难。例如：烟草和胡萝卜的组织培养较容易，枸杞愈伤组织的芽诱导较难。 同一植物材料、材料的年龄、保存时间的长短同一植物材料、材料的年龄、保存时间的长短 一般选择植物的一般选择植物的 幼嫩部分幼嫩部分（生命力旺盛，分裂分化能力强；含有的生命力旺盛，分裂分化能力强；含有的病毒少病毒少），比如茎尖、根尖、幼嫩的叶片等；），比如茎尖、根尖、幼嫩的叶片等； 保存时间越短，材料生命力越旺盛；保存时间越长，越容易受到污染。保存时间越短，材料生命力越旺盛；保存时间越长，越容易受到污染。
6、例如：菊花的组织培养一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。例如：菊花的组织培养一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。 2.2.培养基的配制培养基的配制 (MS(MS培养基培养基) ) 大量元素：大量元素： N N、P P、K K、CaCa、MgMg、S S 微量元素：微量元素： B B、MnMn、CuCu、ZnZn、FeFe、MoMo、I I、CoCo 有机物：有机物： 甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等 植物激素：植物激素： 生长素、细胞分裂素、赤霉素等生长素、细胞分裂素、赤霉素等 微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；蔗糖提微量元素和大量元
7、素提供植物细胞生活所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压；甘氨酸、维生素等物质主供碳源，同时能够维持细胞的渗透压；甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞对特殊营养的需求。要是为了满足离体植物细胞对特殊营养的需求。微生物培养基以微生物培养基以有机营养为主。有机营养为主。 MSMS培养基则需提供大量无机营养。培养基则需提供大量无机营养。 3.3.不同植物激素浓度、使用顺序和使用量不同植物激素浓度、使用顺序和使用量 使用顺序使用顺序 先生长素，后细先生长素，后细胞分裂素胞分裂素 先细胞分裂素后先细胞分裂素后 生长素生长素 同时使用同时使用 实验结果实验结果 有利于分裂，有利于
8、分裂，不利分化不利分化 既分裂也分化既分裂也分化 分化频率提高分化频率提高 生长素细胞分生长素细胞分裂素比值裂素比值 高高 低低 适中适中 结果结果 促根分化，促根分化， 抑芽形成抑芽形成 促芽分化，促芽分化， 抑根形成抑根形成 促进愈伤组织促进愈伤组织生长生长 微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；蔗糖提微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压；甘氨酸、维生素等物质主供碳源，同时能够维持细胞的渗透压；甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞对特殊营养的需求。要是为了满足离体植物细胞对特殊营养的需求。微生物培养基以微生物培养基以
9、有机营养为主。有机营养为主。 MSMS培养基则需提供大量无机营养。培养基则需提供大量无机营养。 3.3.不同植物激素浓度、使用顺序和使用量不同植物激素浓度、使用顺序和使用量 使用顺序使用顺序 先生长素，后细先生长素，后细胞分裂素胞分裂素 先细胞分裂素后先细胞分裂素后生长素生长素 同时使用同时使用 实验结果实验结果 有利于分裂，有利于分裂，不利分化不利分化 既分裂也分化既分裂也分化 分化频率提高分化频率提高 4. 4. 环境条件环境条件 pHpH、温度、光照等条件也很重要。、温度、光照等条件也很重要。 菊花组织培养的条件：菊花组织培养的条件： pHpH=5.8 =5.8 、温度、温度、控制在控制
10、在18182222、每日、每日 光照光照12h 12h 5.5.消毒和灭菌消毒和灭菌 在培养的整个过程中，都需要是一个在培养的整个过程中，都需要是一个 无菌环境，是成功的关键。无菌环境，是成功的关键。 离离体体脱分化脱分化 组组织织细胞分细胞分或或裂素裂素细细生长素生长素 胞胞 【小结】【小结】植物组织培养过程植物组织培养过程 : : 愈愈再分化再分化 伤伤组组织织 细胞分裂细胞分裂素素 生长素生长素 芽芽 根根 细胞分裂细胞分裂素素 生长素生长素 植植物物体体 【典型例题】【典型例题】 下图是探究诱导植物根愈伤组织分化因素的实验示意图，据图判下图是探究诱导植物根愈伤组织分化因素的实验示意图，
11、据图判断下列说法错误的是（断下列说法错误的是（ C C ） A. A. 实验实验中生长素可以渗入根的愈伤组织中生长素可以渗入根的愈伤组织 B. B. 本实验体现了对照原则和单一变量原则本实验体现了对照原则和单一变量原则 C. C. 根愈伤组织分化是由实验根愈伤组织分化是由实验中根产生的中根产生的“某物质某物质”直接诱导直接诱导 D. D. 实验实验分别排除了玻璃纸和琼脂块对实验的干扰分别排除了玻璃纸和琼脂块对实验的干扰 二、实验操作二、实验操作 制备制备MSMS固体固体培养基培养基 外植体外植体消毒消毒 接种接种 培养培养 栽培栽培 移栽移栽 1.1.配制各种母液配制各种母液 （一）（一） 制
12、备制备MSMS培养基培养基 无机物中大量元素浓缩无机物中大量元素浓缩 1010倍，微量元素浓缩倍，微量元素浓缩 100100倍，常温保存。倍，常温保存。 激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按1mg/ml1mg/ml的质量的质量浓度单独配制成母液。浓度单独配制成母液。 用母液配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩倍数，计算用量。用母液配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩倍数，计算用量。 2.2.配置培养基配置培养基 添加各种成分添加各种成分定容定容调调 pHpH分装分装 （成分添加顺序：（成分添加顺序： 蒸馏水蒸馏水琼脂琼脂蔗糖蔗糖大量元素大量元
13、素微量元素微量元素有机有机物物植物激素植物激素 ） 注意：菊花的茎段的组织培养比较容易，注意：菊花的茎段的组织培养比较容易， 不必添加植物激素不必添加植物激素 。 3.3.灭菌灭菌 分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌。分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌。 （二）外植体消毒（二）外植体消毒 流水冲洗流水冲洗 酒精摇动酒精摇动 无菌水冲洗无菌水冲洗 无菌水冲洗无菌水冲洗 ( (三）接种三）接种 1.1.接种室消毒接种室消毒 接种前用体积分数为接种前用体积分数为 70%70%的酒精将工作台擦拭一遍，打开紫外灯的酒精将工作台擦拭一遍，打开紫外灯照射照射2020分钟。工作台消毒后
14、，首先点燃酒精灯。分钟。工作台消毒后，首先点燃酒精灯。 2.2.无菌操作无菌操作 在酒精灯火焰旁完成，每次使用器械后，都需要用火焰灼烧灭菌，在酒精灯火焰旁完成，每次使用器械后，都需要用火焰灼烧灭菌，接种后立即盖好瓶盖。接种后立即盖好瓶盖。 3.3.材料的切取和接种材料的切取和接种 插入时应注意方向，插入时应注意方向， 不要倒插不要倒插，茎段、茎尖基部插入培养基利于，茎段、茎尖基部插入培养基利于吸收水分和养分。彼此之间留出一定空间，从而避免互相污染。吸收水分和养分。彼此之间留出一定空间，从而避免互相污染。 每种材料或配方至少要做一组以上的重复。设置对照实验可以每种材料或配方至少要做一组以上的重复
15、。设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养基的锥形瓶，与接种操作后的锥取用一个经过灭菌的装有培养基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养，用以说明培养基制作合格，没有被杂菌污染。形瓶一同培养，用以说明培养基制作合格，没有被杂菌污染。 （四）培养（四）培养 接种后的锥形瓶放在培养箱或培养室中培养。接种后的锥形瓶放在培养箱或培养室中培养。 培养条件：培养条件：18-18-2222， 每日光照每日光照1212小时小时。 （五）移栽（五）移栽 1.1.打开封口膜打开封口膜 移栽生根的菊花试管苗之前，应先打开培养瓶的封口膜，让试管苗移栽生根的菊花试管苗之前，应先打开培养瓶的封口膜，让试管苗在培养间生长
16、几日。在培养间生长几日。 2.2.清洗转移清洗转移 用流水清洗根部的培养基，用流水清洗根部的培养基， 将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境下境下生活一段时间。生活一段时间。 （六）栽培（六）栽培 幼苗移栽后，每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，幼苗移栽后，每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。直至开花。 【误区警示】【误区警示】 实验操作中易错的几个问题实验操作中易错的几个问题 （1 1）材料的选取：）材料的选取： 未开花植株的茎上部新萌生的侧枝未开花植株的茎上部新萌生的侧枝 （2 2）外植体消毒：）外植体消毒： 消毒剂为体积分
17、数为消毒剂为体积分数为 70%70%的酒精和质量分数为的酒精和质量分数为 0.1%0.1%的氯化汞溶的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。液，所使用的清洗液是无菌水。 （3 3）培养过程：）培养过程： 初期和后期都需要光照初期和后期都需要光照 （4 4）花药开裂长出愈伤组织或释放出胚状体时，应及时转移）花药开裂长出愈伤组织或释放出胚状体时，应及时转移到分化培养基上。到分化培养基上。 【典型例题】【典型例题】 下图表示应用植物组织培养技术培育优质玉米的过程，对此过程下图表示应用植物组织培养技术培育优质玉米的过程，对此过程的描述错误的是的描述错误的是 ( ( C C ) ) A.A.试管苗培养过程必须在无菌条件下进行试管苗培养过程必须在无菌条件下进行 B.DB.D试管中组织分化的调控与激素配比有关试管中组织分化的调控与激素配比有关 C.C.培养成的试管苗即可用于推广种植培养成的试管苗即可用于推广种植 D.D.在培养基中加入病原体的致病毒素，可筛选出抗病突变体在培养基中加入病原体的致病毒素，可筛选出抗病突变体 谢谢观赏
