植物组培复习总结.docx

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植物组培复习总结

第一章

植物细胞组培：

在离体条件下利用人工培养基对植物器官、组织、细胞原生质体等进行培养，使其长成完整株体。

类型1器官培养2茎尖分生组织培养3愈伤组织培养4细胞培养5原生质体培养

植物组培特点:

1培养条件可认为控制2生长周期短，繁殖率高3管理方便，利用工厂化生产和自动化控制

植物细胞全能性：

每个植物体细胞或性细胞都具有该植物的全套遗传基因，因此在一定条件下培养都可发育成一个与母体一样的植株。

植物细胞变现全能性必须经过的步骤:

成熟细胞——分生细胞——胚状体——完整植株

成熟细胞——愈伤组织——出根出芽——完整植株

愈伤组织:

原本指植物受伤后在表面形成的一团薄壁细胞。

植物组培中特指人工培养基上形成的无数生长的薄壁细胞。

脱分化：

已经完全分化定型的细胞，经过诱导成为重新恢复分裂能力的细胞的过程。

诱导细胞脱分化是处于抑制的，需要外接条件刺激，在各条件中，激素起重要作用。

4类植物1有些植物只需生长素——IAA吲哚乙酸NAA萘乙酸2,4-D如菊苣

2有些仅需细胞激动素萝卜大豆

3须加细胞激动素和生长素烟草胡萝卜马铃薯

4不需加任何激素烟草愈伤组织

再分化：

植物成熟细胞经过脱分化后（形成愈伤组织后），由愈伤组织再形成完整植株的过程。

植物组培过程取组织——形成愈伤组织——幼胚——植物幼体——成熟植株

脱分化再分化

*以高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性

植物组培

动物组培

原理

植物细胞全能性

细胞增殖

培养基性质

固体培养基

液体培养基

培养基特有成分

蔗糖、植物生长调节剂

葡萄糖、动物血清

培养结果

植物植株

细胞系、细胞株

培养目的

快速繁殖、培育无病毒植株等

获得细胞或细胞分泌物

植物组培发展简史

探索阶段施莱登施旺创立细胞学说提出理念

细胞学说要点1动植物均由细胞组成

2所有细胞来自其他细胞

3卵和精子是细胞

4单个细胞可分裂形成组织

5细胞遗传全能性；组培技术

哈勃兰特成功培育出植物提供理论基础

奠基阶段怀特配制出培养基认识到维生素和植株激素在植物组培中的重要作用

崔徵用不同种类和比例植物激素处理离体培养的烟草茎段和髓发现腺嘌呤和生长素的比例是控制芽和根形成的主要条件之一

斯图尔特证实哈波兰特50年前理论正确性

快速发展阶段MS培养基PEG原生质体融合法植物遗传转化体细胞无性系变异人工种子

植物组培应用

1增加遗传变异性，改良作物

2繁殖植物

无性系：

组培中从一个单细胞、一块愈伤组织、一个芽等器官都可获得无性系。

无性系就是用植物体细胞繁殖所得的后代。

植物组培的无性系5种

原球茎经原球茎形成植物兰花

愈伤发生型细胞或愈伤组织通过不定芽形成植株烟草愈伤组织

胚状体发生型细胞或愈伤组织通过胚状体胡萝卜体细胞培养

器官型离体茎花芽等直接产生小植株百合

无菌短枝扦插腋芽，连同短枝经灭菌后在无菌条件下培养，使其生根

3有用化合物的工业化生产

培养物低温贮藏和种质库的建立

生物科学的发展

三大成就生苦克隆技术基因工程干细胞技术

植物基因工程技术发展对植物育种影响

核心DNA重组技术T-DNA转化原理植物细胞全能性

通过揭示T-DNA转化原理，改造Ti质粒并构建植物表达载体系统，诱导转基因细胞分化。

发展最快领域。

克隆广义一个细胞个体无性繁殖产生的后代

基因克隆是指基于大肠埃希菌的DNA片段（或基因）的扩增

过程目标DNA的获得、重组载体的构建、受体细胞的转化以及重组细胞的筛选和繁殖

植物遗传转化：

将外源基因转移到植物体内稳定的整合、表达与遗传的过程

先决条件建立稳定高效的转化体系

主要方法农杆菌法基因枪法花粉管通道法显微注射法电击法聚乙二醇法

基因组学：

最早指基因组作图和测序。

后来经发展科学家定义为研究生物基因组的结构和功能的科学。

分为结构基因组学和功能基因组学两大部分。

DNA分子标记直接分子水平检测DNA差异DNA水平上遗传变异的直接反应

现在有数十种

对植物育种影响筛选分子标记，构建分子标记遗传图普，为植物育种，特别是数量性状遗传育种提供参考

第二章

基本设备：

超净工作台

植物组培用具培养基配置用具——烧杯容量瓶量筒移液器

培养用具——试管三角瓶培养皿封口膜

接种用具——酒精灯镊子喷雾器解剖刀

用具洗涤——洗涤剂酸洗转基因废弃物必须灭菌

用具灭菌——干热灭菌酒精灼烧过滤0.2um

小型器具——分注器血球计数器移液器过滤灭菌器

常用仪器——酸度计天平磁力搅拌器高压蒸锅灭菌器干燥灭菌箱离心机电冰箱摇床培养箱显微镜

培养室洁净培养架植物生长专用灯25℃70%-80%湿度

培养室和接种室灭菌2%新杰尔敏擦洗75%乙醇喷雾UV照射20MIN（紫外）

器皿和接种工具灭菌解剖刀镊子剪刀等采用干热灭菌法烘箱灭菌120℃1H

外植体灭菌原则：

充分灭菌不损伤外植体不同外植体灭菌要求不一样

常用方法75%乙醇（无毒湿润植物）氯化汞（有残毒）次氯酸钠（无害）

培养基灭菌方法高温高压蒸汽灭菌过滤灭菌

植物组织培养基

主要成分：

水无机成分大量元素NPKCa（平衡体内离子）MgS

微量元素铁硼猛锌铜钼钴氯

有机物质硫胺素VB1盐酸吡哆醇VB6烟酸VB3泛酸钙VB5肌醇Inositol（促进胚状体生成）水解酪蛋白CH水解乳蛋白LH麦芽提取物ME酵母浸出物YE

碳源作用：

营养物质控制渗透压类型蔗糖果糖山梨醇等

浓度2%-5%低的原生质体高的胚和花药

固化剂琼脂用量7-10g即0.7%-1%对植物有用少了培养基软多了太硬不同品牌对植物反应不同

GELRITE脱乙酰吉兰糖胶成分稳定

培养基PH值5.5——6.0

<5.5培养基难凝结高温灭菌降低0.3-0.6

>6.0硬化PH降低会产生有机酸影响N利用

PH调整方法1NHCL或NAOH在加入agar前先调节

测定方法PH试纸PH计

植物激素：

生长素细胞伸长细胞分裂诱导愈伤促进生根IAANAA2,4D

细胞分裂素：

促进细胞分裂激动素玉米素6-苄基腺嘌呤

赤霉素植物生长开花结果

脱落酸促进组织成熟调节气孔开闭

生长素溶于95%乙醇溶液或0.1molNAOHKOH

细胞分裂素0.5或1molHCL微热

赤霉素溶于水PH5.7不稳定用95%乙醇溶解

配比模式生长素/细胞分裂素高有利于根形成和愈伤组织形成

适中有利于根芽的分化低有利于芽的形成

一般用mg/l表示生长素0.5-1细胞分裂素0.5-1

MS培养基广泛用于植物的器官、花药、细胞和原生质体培养，效果良好

B5培养基White培养基N6培养基小麦水稻花药培养KM-8P培养基广泛用于原生质融合的培养

培养及选择和配制MS最基本高浓度NKNH4+具体参照实验

外植体外植体选取基因型草本>木本双子叶>单子叶

来源茎尖等生长旺盛组织幼嫩组织幼苗

消毒剂

分子式

浓度

时间/min

消除

毒性

次氯酸钙

10%

5-30

易

次氯酸钠

20%

5-30

易

双氧水

10-12%

5-15

易

硝酸银

1%

5-30

难

氯化汞

0.1-1%

2-10

难

剧毒

抗生素

4-50mg/l

30-60

难

酒精

70-75%

0.2-2

易

外植体培养严格无菌条件

外植体褐变基因型，木本植物严重（丹宁酚类物质）

部位及生理状态（幼嫩组织）

表面消毒伤害

培养基（无机盐浓度过高，激素使用不当）

培养条件不合适

外植体褐变预防外植体选择及预处理（幼嫩组织，预培养）

适合的培养条件

褐变抑制剂，吸附剂（VC活性炭）

培养条件

温度25℃

光照（暗培养，利于愈伤组织和细胞增殖）

光照（器官分化需要光）

通气（低氧利于体细胞胚发生，高氧利于生根）

湿度（容器内是饱和的）

继代培养固体培养：

一般4周继代一次液体培养：

一般1-2周继代一次

培养所需环境

光强前期1000-4000lx后期10000lx

光照时间不同的不同

光质一般采用日光灯

温度25℃

第三章

植物器官组培建立在植物细胞全能性理论上，在植物组织器官水平开展研究，实现植物细胞全能性，完成植物生命周期的过程。

分为营养器官和繁殖器官培养。

愈伤组织的形成

启动期外界条件刺激下蛋白质核酸合成代谢加强生长素的作用细胞代谢变化：

呼吸作用加强;多聚核糖体增加；蛋白质合成加快，酶活性加强。

分裂期：

细胞快速分裂无特定结构质地疏松

分化期：

分生组织瘤状结构及纤维组织的形成，不同组织形态颜色不同。

愈伤组织分化与生长收对数期与指数期的影响。

外植体到小植株形成过程

腋芽萌发侧芽雏哨，侧芽萌发，从芽。

草莓快繁

不定芽发生芽原基及分生组织，大量不定芽，萌发成苗

体细胞胚胎发生：

胚性细胞分化，形成胚状体

影响愈伤组织的主要因素

外植体：

被子>裸子双子叶>单子叶草本>木本

培养基：

MSN6NLNB5

激素组合：

高浓度生长素+低浓度细胞分裂素利于诱导愈伤组织

影响器官分化主要因素

生长素/激动素作用模式：

激动素导致芽的分化及发育；生长素类抑制芽形成

碳源的影响

蔗糖2-3%，NLN13-20%麦芽糖禾本科植物雄核发育诱导

环境条件光照：

叶绿素形成温度：

25℃接近自然换将湿度：

玻璃化现象

*玻璃化现象

叶片结构，叶绿体，气孔等细胞器差异

导致玻璃苗组织结构和生理功能异常

因此难分化、增殖、生根、移栽成活

是组培中待解决的一大难题

体细胞胚胎发生

自然界植物胚胎发生：

受精作用完成后始于合子的胚胎发生过程。

体细胞胚胎发生，形成二倍体植株

花粉胚胎发生，形成单倍体植株

植物体细胞具有成胚能力

特点两极性内部细胞分布不均发育成根端芽端基因表达产物分布不均形成的尽心梯度导致的结果

遗传稳定性胚状体源于细胞或细胞团结构稳定不会再分化脱分化个体变异小遗传稳定

次级胚状体发生数量大增殖率高

生理隔离体细胞与母体组织维管束系统无直接联系

途径直接途径外植体-胚状体

间接途径外植体-愈伤组织-胚状体

体细胞发生诱导机制（植物体细胞胚胎发生）：

已分化的体细胞经激素诱导，再经过胚性细胞化过程，形成完整胚状体的过程

影响体细胞胚胎发生的因素

外植体遗传背景胡萝卜柑橘易烟草难物种影响

生理状态：

生理年龄。

幼年的易于启动

植物激素：

诱导蛋白质形成从而启动基因特定表达细胞分裂素诱导蛋白质合成促进mRNA合成，多核糖体的形成与活化

脱落酸促进成熟激素促进体细胞胚胎正常发育

乙烯促进成熟和衰老的激素抑制植物体细胞胚胎发生

金属离子促进多氨合成提高胚胎发生频率

碳源及有机物NH4+比NO3-利于胚胎诱导

胚培养意义

胚挽救提高种子萌发率打破种子休眠克服株心胚干扰诱导胚状体和胚性愈伤组织种子生活力快速测定

胚乳培养意义被子植物中央极核精核有研究价值产生混倍体非整倍体

离体授粉：

人工控制下是离体陪住完成授粉，受精形成种子的过程

克服植物受精不育障碍

胚珠试管受精子房离体受精雌蕊离体授粉

植物器官组织——叶培养

植物叶培养：

以离体的植物叶片器官为外植