组织培养复习题Word下载.docx

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4．如何利用植物激素调控愈伤组织形态的发生？

形态发生有哪些途径？

5．植物组织培养的主要类型有哪些？

一、名词解释

周期细胞

G0期细胞

终端化细胞

胚状体

器官发生

体细胞胚胎发生

二、问答题

1.优良愈伤组织的特点？

2.禾本科的愈伤组织的类型？

3.体细胞胚胎发生与器官发生的区别？

4.体细胞胚与合子胚的比较？

5.如何诱导产生高质量的体细胞胚？

6.器官发生的基本方式有哪些？

一、名词解释

胚培养

培养基

胚乳培养

植物离体授粉

胚珠培养

子房培养

胚乳看护培养

1.简述离体胚培养的三种发育方式？

2.幼胚培养的关键技术？

3.植物离体授粉程序？

4.简述胚的5个发育阶段？

5.为何幼胚比成熟胚培养要求的培养基成分复杂？

一、名词解释：

1单倍体

2P-花粉

3看护培养法

4白化苗现象

5花药培养

6花粉培养

二、填空：

1单倍体细胞培养主要包括三个方面（）、（）、（）。

2花粉培养的方法（）、（）、（）、（）、（）。

3花粉培养的实质是（），花药培养的实质是（）。

三、问答题：

1离体培养条件下的小孢子发育途径

2花药培养前给予一定的低温处理的意义

3影响花药培养的因素

1.植物快繁2.丛生芽3.原球茎4.驯化

5.玻璃化现象6.褐化现象7.黄化现象

8.无性系9.无性系变异

1.简述植物快繁器官形成的5种方式及其特点？

2.简述植物快繁的程序？

3.试管苗移栽的步骤？

1.茎尖

2.原原种

3.原种

4.微体嫁接法

5.珠心组织培养脱毒法

1.简述植物脱毒方法的种类？

2.简述植物茎尖脱毒方法的原理？

3.如何进行脱毒效果的检测？

组织培养的历史

虽然组织培养技术的蓬勃发展近50年。

但它的整个历史可以追溯到上世纪初。

组织培养的发展过程大致可以分为三个阶段：

萌芽阶段（从20世纪初至20世纪30年代中）

奠基阶段（从20世纪30年代末到20世纪50年代中）

快速发展阶段和应用阶段（从20世纪50年代到现代）

萌芽阶段（从20世纪初至20世纪30年代中）

Ø

Schleiden和Schwann所提出的细胞学说

德国植物生理学家Haberlandt于1902年提出了高等植物的器官和组织可以分割,直至分到单个细胞观点和细胞全能性观点。

Hannig1904年在无机盐和蔗糖溶液中培养了萝卜和辣根菜的胚，并使这些胚在离体条件下长到成熟。

Laibach1925，1929年把由亚麻种间杂交形成的不能成活的种子胚剥出，培养至成熟，证明了胚培养在植物远缘杂交中利用的可能性。

奠基阶段（从20世纪30年代中至20世纪50年代末）

30年代两个重要的发现，一是认识了B族维生素对植物生长的重要意义；

二是发现了生长素--一种天然的生长调节物质。

1934年，White由番茄根建立了第一个活跃生长的无性系，使根的离体培养实验首次获得了真正的成功。

用3种B族维生素，即吡哆醇、硫胺素和烟酸，取代酵母浸出液获得成功，后被称为White培养基。

Gautheret（1934）在山毛柳和黑杨等形成层组织的培养中发现只有在培养基中加入了B族维生素和IAA以后，山毛柳形成层组织的生长才能显著增加。

揭示了B族维生素和生长素的重要意义，1939年连续培养胡萝卜根形成获得首次成功。

同年，white由烟草种间杂种的瘤组织，Nobecourt由胡萝卜也建立了类似的连续生长的组织培养物。

Gautheret，White和Nobecourt被誉为植物组织培养的奠基人。

40年代和50年代初期，Skoog等确定了腺嘌呤与生长素的比例控制芽和根形成的主要条件之一，利用激动素和生长素在组织培养中控制器官分化。

50年代开始以后的10年中，研究进展有以下6项：

①1952年，Morel和Martin首次证实，通过茎尖分生组织离体培养，可以由已受病毒侵染的大丽花中获得无毒植株。

②1953～1954年，Muir进行单细胞培养获得初步成功，对分离的单细胞进行了“看护培养”。

实现Haberlandt培养单细胞可能性的这一设想。

③1955年，Miller等由鲱鱼精子DNA中分离出细胞分裂素，并把它定名为激动素（kinetin）。

④1957年，Skoog和Miller提出了有关植物激素控制器官形成的概念。

⑤1958年，Wickson和Thimann应用外源细胞分裂素可促成在顶芽存在的情况下处于休眠状态的腋芽的生长。

⑥1958～1959年，Reinert和Steward分别报道，在胡萝卜愈伤组织培养中形成了体细胞胚。

这是一种不同于通过芽和根的分化而形成植株的再生方式。

现在知道有很多物种都能形成体细胞胚。

在有些植物任何部分都可以得到体细胞胚，如胡萝卜和毛茛上。

迅快发展阶段（从20世纪60年代至现在）

（l）原生质体培养取得重大突破

1960年Cocking等人用真菌纤维素酶分离植物原生质体获得成功。

1971年，Takebe等烟草由原生质体获得了再生植株，这不但在理论上证明了除体细胞和生殖细胞以外，无壁的原生质体同样具有全能性，而且在实践上可以为外源基因的导入提供理想的受体材料。

（２）细胞融合技术应运而生

1972年，Carlson等通过两个烟草物种之间原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种，后来在有性亲合及有性不亲合的亲本之间，不同作者又获得了若干其他的体细胞杂种。

（３）花药培养取得显著成绩

1964年，Guha和Maheshwari报道，在南洋金花中通过离体花药培养由小孢子直接发育成胚。

1967年，Bourgin和Nitsch通过花药培养获得了完整的烟草植株。

由于单倍体在突变选择和加速杂合体纯合化过程中的重要作用，这一领域的研究在整个70年代得到了迅速发展，获得成功的物种数目增加到180余种，其中包括很多种重要的栽培植物。

烟草、水稻和小麦等的花培育种在中国取得了引人注目的成就。

（４）微繁技术得到广泛应用

1960年，Morel提出了一个离体无性繁殖兰花的方法。

繁殖系数极高。

由于这一方法有巨大的实用价值，很快被兰花生产者所采用，迅速建立起“兰花工业”。

目前，用这种方法繁殖的兰花至少已有35个属150余种。

除兰花外，在其他很多观赏植物和经济作物（如甘蔗和草莓等）中，快繁也已达到了工厂化生产规模，在若干作物中与通过茎尖培养进行脱毒相结合，产生了可观的经济效益。

（５）转基因技术的应用

中国是全球最早研究与开发、种植转基因作物的国家之一。

截止2006年，农业部共受理了192家国内外研究单位的安全评价申请1525项，经国家农业转基因生物委员会评审，共批准了转基因生物中间实验456项，生产性试验181项，环境释放211项，安全证书176项，已经批准了转基因抗虫棉花，抗病毒木瓜，延熟番茄，抗病毒甜椒等的商业化种植。

转基因植物的大面积推广应用在创造了巨大的经济效益的同时，还在减少使用农药，增加农民收入与降低农田环境污染方面做出了积极的贡献。

组织培养在农业中的应用可以有以下10个方面

（1）组织培养是转基因技术不可或缺的组成部分，无论是转基因受体的提供，还是转化细胞的筛选和再生，都需要有组织培养技术作为支撑。

（2）在自花授粉作物杂交育种中，或在异花授粉作物自交系选育过程中，采用花药培养技术不但可缩短杂合体纯合化所需的时间，而且还可以节省土地面积。

（3）在某些雌雄异株植物（如石刁柏）中，若把花药培养技术包括到制种程序中去，在后代就有可能得到均匀一致的单性群体，提高经济效益。

（4）在远缘杂交中，通过离体授粉或原生质体融合有可能克服受精前障碍，在通过幼龄合子胚培养可以克服受精后障碍，通过体细胞融合还有可能制造出细胞质杂种。

（5）对于无药可治的病毒病，可通过茎尖培养消除病毒，这对解决马铃薯种薯退化问题能发挥重要的作用，在其他很多植物中也可用以建立无毒原种。

（6）通过离体诱导不定芽或促进腋芽生枝，可对很多重要的园艺植物和名贵花卉、树种进行快速繁殖。

（7）应用在细胞水平上进行突变体选择的技术，可以在一定程度上使高等植物的育种程序微生物化，从而大大提高选择效率，节省时间和土地面积，并且不受季节的限制。

（8）体细胞无性系变异是除有性杂交和理化诱变之外的第三个变异来源。

（9）通过用人工种皮包被体细胞胚制造人工种子，为某些稀有和珍贵物种的繁殖提供了一种高效的手段。

（10）在无性繁殖植物中，通过对茎尖分生组织等离体材料进行超低温保存，不但可以大大节省空间，而且还可以避免病虫害的侵袭。

19世纪末期，德国的A．Mayer发现烟草上出现深浅相间的绿色条纹，称之为烟草花叶病

植物组织培养是指在无菌和人工控制的条件下，利用适当的培养基，对离体的植物器官（如根、茎、叶、花、果实、种子、胚、花药、子房等）、组织（如形成层、皮层、胚乳等）、细胞（如体细胞、生殖细胞花粉等）、原生质、幼小的植株进行培养，使其再生细胞或完整的植株的技术。

由于培养的植物材料已经脱离的母体，也称植物离体培养。

无菌（asepsis）：

使培养器皿、器械、培养基和培养材料等处于无真菌、细菌、病毒等微生物的状态，以保证植物材料在培养皿中正常生长和发育。

人工控制的环境：

光照（1000-1500lx）、温度、湿度（70-80﹪）、气体（CO2）等。

外植体（explant）：

由活植物体上切取下来以进行培养的那部分组织或器官。

离体培养的材料，包括：

器官、组织、细胞、原生质体。

愈伤组织：

原义---植物在受伤之后在伤口表面形成的一团薄壁组织；

在组织培养中指在人工培养基上由外植体长出来的一团无序生长的薄壁细胞

培养基（culturemedium）：

是植物组织培养的重要基质，为培养物提供生长发育及分化的营养物质及支持。

培养基的营养组成：

1、无机营养大量元素：

氮、磷、钾、硫、钙、镁；

2、无机营养微量元素：

铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯

3、有机营养：

维生素、肌醇、氨基酸等

4、植物生长调节剂：

生长素类（2，4-D、NAA、IAA、IBA）细胞分裂素类（KTBAZT）

其他类（GAABA）

5、附加物:

琼脂、活性碳、一些天然复合物

组织培养分为五种类型：

1、愈伤组织培养

2、细胞培养

3、器官培养（胚、花药、子房、根、茎、叶）

4、茎尖分生组织培养（脱毒）

5、原生质体培养

组织培养的生理依据

1．细胞全能性学说

植物体的每一个细胞都含有一个完整个体的全套基因，这些基因在适宜的外界条件下按照某种特定的程序先后表达，最终分化形成一个完整的植株，称为细胞全能性（totipotency）

全能性只是一种可能性。

要把这种可能性变为现实性必须满足两个条件：

一是要把这些细胞从植物体其余部分的抑制性影响下解脱出来，也就是说必须使部分细胞处于离体的条件下。

二是要给予它们适当的刺激，即给予它们一定的营养物质，并使它们受到一定的激素的作用。

一个已分化的细胞要表现它的全能性，必须经历两个过程，