植物组培复习总结.docx

1、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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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 N P K Ca（平衡体内离子）Mg S微量元素 铁 硼 猛 锌 铜 钼 钴 氯有机物

8、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5.56.06.0硬化 PH降低会产生有机酸影响N利用PH调整方法 1N HCL 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

9、诱导愈伤 促进生根 IAA NAA 2,4D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0.1molNAOH KOH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0.5-1MS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-8

10、P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N K NH4+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/l30-60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

11、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

12、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：MS N6 NLN B5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

13、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%，NLN 13-20% 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

14、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