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1、专题专题3 3植物组织培养技术植物组织培养技术课题课题1:菊花的组织培养菊花的组织培养组织培养组织培养扦插扦插嫁接嫁接压条压条 孢子生殖孢子生殖出芽生殖出芽生殖分裂生殖分裂生殖营养生殖营养生殖生殖生殖无性生殖无性生殖有性生殖:有性生殖:(减数分裂减数分裂+受精作用受精作用+发育成新个体发育成新个体)扦插扦插嫁接嫁接压条压条 一、基础知识一、基础知识课题课题1:菊花的组织培养菊花的组织培养1 1、植物的组织培养、植物的组织培养 (1 1)细胞的)细胞的分化分化 (2 2)细胞的)细胞的全能性全能性 (3 3)植物植物组织培养组织培养2 2、影响植物组织培养的因素、影响植物组织培养的因素2 2、影
2、响植物组织培养的因素、影响植物组织培养的因素(1 1)选择植物()选择植物(材料材料)(2 2)营养需求(固体培养基)营养需求(固体培养基) 蔗糖蔗糖、基本元素基本元素、植物激素植物激素、 特殊有机物特殊有机物(甘氨酸、维生素等)(甘氨酸、维生素等)(3 3)植物激素的影响)植物激素的影响(4 4)pHpH、温度、光照、温度、光照分裂分裂 分化分化 细胞的细胞的一、基础知识一、基础知识1 1、植物的组织培养、植物的组织培养(1 1)细胞的分化)细胞的分化概念:概念: 在在个体发育个体发育中,一个细胞或同种中,一个细胞或同种细胞的后代在形态、结构、生理细胞的后代在形态、结构、生理功能上发生稳定性
3、差异的过程。功能上发生稳定性差异的过程。 过程:过程:受精卵受精卵组织、器官、系统组织、器官、系统分裂分裂生长生长分化分化特点:特点:遗传物质不改变遗传物质不改变一般不可逆(一般不可逆(稳定性、持久性稳定性、持久性)严严格控制下有序地格控制下有序地发生发生 (是基因顺序表达的结果是基因顺序表达的结果) 原因:原因: 基因在基因在特定的时间和空间特定的时间和空间条件下条件下的的选择性表达的结果。选择性表达的结果。结果:结果:形成不同的细胞和组织。形成不同的细胞和组织。 指已分化的细胞,仍具有发育成指已分化的细胞,仍具有发育成完完整个体的整个体的潜能。潜能。植物体细胞:植物体细胞:动物细胞:动物细
4、胞: 但但是目前为止是目前为止, ,人们还没有成功地将单人们还没有成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新的个已分化的动物体细胞培养成新的个体。个体。(2 2)细胞的全能性)细胞的全能性 受精卵受精卵 生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞 全能性的比较全能性的比较: :具具有全能性有全能性细细胞核胞核具有全能性具有全能性(3 3)植物组织培养)植物组织培养离体离体营养物质营养物质激素激素其他其他外界条件(外界条件(外界条件(外界条件(温度、温度、温度、温度、pHpHpHpH、光照等、光照等、光照等、光照等)必要条件必要条件原理原理: : 细胞的全能性细胞的全能性外植体:外植体:从活植物体上切下进行培养
5、的从活植物体上切下进行培养的 那部分细胞、组织或器官。那部分细胞、组织或器官。相关概念相关概念: :离体离体组织培养的基本过程:9/21/202413组织培养的基本过程:外外植植体体脱分化脱分化愈愈伤伤组组织织再分化再分化芽芽植植株株根根 概念:概念:愈伤组织、脱分化、再分化?愈伤组织、脱分化、再分化?9/21/202414 脱分化:将分化组织的已停止分裂的细胞从植物体部分的抑制性影响下解脱出来,恢复细胞的分裂活性。 再分化:经脱分化的组织或细胞在一定的培养条件下可有转变为各种不同细胞类型的能力。愈伤组织愈伤组织人参的愈伤组织人参的愈伤组织人参的愈伤组织人参的愈伤组织菠萝的愈伤组织菠萝的愈伤组
6、织例例1 1:下列关于愈伤组织叙述错误的是 A.愈伤组织是经过脱分化和分裂形成的B.愈伤组织的细胞具有全能性 C.愈伤组织是由排列紧密的薄壁细胞组成 D.愈伤组织可形成具根芽能力的胚状结构C C例例2:下列叙述错误的是 A.细胞的分化在一定条件下是可逆的 B.细胞分化的本质是DNA分子结构发生改变 C.细胞分化是指细胞的形态、结构和功能发 生稳定性改变的过程 D.细胞分化发生在生物体的整个生命进程中B B2 2、影响植物组织培养的因素、影响植物组织培养的因素(1 1)植物材料的选择)植物材料的选择 烟草和胡萝卜的组织培养烟草和胡萝卜的组织培养较为容易。较为容易。 枸杞枸杞愈伤组织的芽诱导愈伤组
7、织的芽诱导比较难。比较难。 同一植物材料的年龄、保存时间的同一植物材料的年龄、保存时间的长短长短会影响实验结果。会影响实验结果。 菊花的组织培养一般选择未开花植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。株的茎上部新萌生的侧枝。(2 2)不同的离体组织和细胞对营养、环)不同的离体组织和细胞对营养、环境等条件的要求相对特殊,需配置不同的境等条件的要求相对特殊,需配置不同的培养基培养基MSMS培养基主要成分包括:培养基主要成分包括:A A、大量元素大量元素: N: N、P P、S S 、K K、CaCa、MgMg等等 微量元素微量元素: : MnMn、CuCu、ZnZn、FeFe、MoM
8、o、I I、CoCo等等B B、有机物有机物, ,如蔗糖等,另外还要添加一如蔗糖等,另外还要添加一 些特殊有机物些特殊有机物C C、植物激素植物激素讨论:讨论:你能说出各种营养物质的作用吗?你能说出各种营养物质的作用吗? 微生物培养基微生物培养基配方?配方? MSMS培养基配方?培养基配方? 微量、大量元素:微量、大量元素:-提供提供必需的无机盐必需的无机盐 蔗糖蔗糖-提供提供碳源碳源,维持细胞的,维持细胞的渗透压渗透压; 甘氨酸、维生素等甘氨酸、维生素等-特殊营养需求特殊营养需求。 微生物培养基微生物培养基-以有机营养为主以有机营养为主。 MSMS培养基培养基-需需植物激素植物激素、 需大量
9、需大量无机营养无机营养 比较配方不同之处比较配方不同之处 常用的植物激素:生长素、细胞分裂素、常用的植物激素:生长素、细胞分裂素、 赤霉素赤霉素生长素类:生长素类:2 2,4 4二氯苯氧乙酸(二氯苯氧乙酸(2 2,4 4D D)、)、吲哚乙酸(吲哚乙酸(IAAIAA)、)、萘乙酸(萘乙酸(NAANAA)、)、吲哚丁酸(吲哚丁酸(IBAIBA)细胞分裂素类:细胞分裂素类:激动素(激动素(KTKT)、)、6 6苄基嘌呤苄基嘌呤( 6 6BABA)、)、玉米素(玉米素(ZTZT)赤霉素类:赤霉素类:赤霉酸(赤霉酸(GA3GA3)(3 3)植物激素的影响)植物激素的影响生长素和细胞分裂素作用生长素和细
10、胞分裂素作用 植物中植物中生长素和细胞分裂素生长素和细胞分裂素是是启动细胞分启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素裂、脱分化和再分化的关键性激素。在生。在生长素存在的情况下,细胞分裂素的作用呈现加长素存在的情况下,细胞分裂素的作用呈现加强的趋势强的趋势使用顺序使用顺序实验结果实验结果生长素生长素细胞分裂素细胞分裂素利于细胞分裂利于细胞分裂,不利不利分化分化细胞分裂素细胞分裂素生长素生长素细胞既分裂也分化细胞既分裂也分化同时使用同时使用分化频率高分化频率高生长素生长素细胞分裂素:细胞分裂素: 有利于根的分化有利于根的分化生长素生长素细胞分裂素:细胞分裂素: 有利于芽的分化,有利于芽的分化,抑制
11、根的分化抑制根的分化生长素生长素细胞分裂素:细胞分裂素:促进愈伤组织生长促进愈伤组织生长同时使用(生长素和细胞分裂素),同时使用(生长素和细胞分裂素),用量的比例对植物细胞发育方向的影响用量的比例对植物细胞发育方向的影响(4 4)pHpH、温度、光照温度、光照pHpH控制在控制在5.85.8左右,温度控制在左右,温度控制在18182222。C,C,每日每日用日光灯照射用日光灯照射12h12h组织培养的基本过程:外外植植体体脱分化脱分化愈愈伤伤组组织织再分化再分化芽芽植植株株根根 细胞分裂素细胞分裂素生长素生长素细胞分裂素细胞分裂素生长素生长素9/21/2024281 1、培育无病毒植株。、培育
12、无病毒植株。2 2、培养愈伤组织,提取某些药物、染料、培养愈伤组织,提取某些药物、染料、 化妆品的原料。化妆品的原料。3 3、制备人工种子。可以解决有些作物品、制备人工种子。可以解决有些作物品 种繁殖能力差,结子困难或发种繁殖能力差,结子困难或发 芽率低等问题。芽率低等问题。4 4、基因工程中亦需用到植物组织培养、基因工程中亦需用到植物组织培养 的方法。的方法。4 4、植物组织培养的应用:植物组织培养的应用: 人工种子人工种子制备制备MSMS固固体培养基体培养基外植体外植体消毒消毒 接接 种种 培培 养养栽栽 培培四、实验操作四、实验操作 移移 栽栽冲洗冲洗酒精酒精无菌水无菌水冲洗冲洗氯化汞氯
13、化汞无菌无菌水冲洗至少三次之上水冲洗至少三次之上配制各种母液配制各种母液配制培养基配制培养基灭毒灭毒1 1、培养基的灭菌(、培养基的灭菌(高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌)2 2、外植体的消毒(、外植体的消毒(酒精、氯化汞酒精、氯化汞)3 3、接种的无菌操作、接种的无菌操作 (酒精、酒精灯(酒精、酒精灯灼烧灼烧)4 4、无菌箱无菌箱中的培养;中的培养;5 5、移栽到、移栽到消过毒的环境中消过毒的环境中生存一段时间。生存一段时间。在操作过程中,是如何来实现在操作过程中,是如何来实现无菌无菌环境的?环境的?思考:你打算做几组重复?你打算设置对照实思考:你打算做几组重复?你打算设置对照实验吗?验吗?答:每种材料或配方至少要做一组以上的重复。答:每种材料或配方至少要做一组以上的重复。设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养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,与接种操作后的锥形瓶一同培养,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。用以说明培养基制作合格,没有被杂菌污染。