植物组织培养-2016浙江省教师培训.pptx

1、植物组织培养徐 程浙江大学 生命科学学院省培项目Objectives课程目标了解植物组织培养的基本原理及概念了解植物组织培养的应用掌握培养基配置方法掌握无菌操作技术（进行花菜花柄的试管苗诱导）测试不同植物激素对黄瓜子叶与下胚轴诱导愈伤组织及分化的影响了解组培苗驯化移栽方法掌握铁皮石斛人工种子制作问题植物自然条件下的繁殖方法有哪些？种子繁殖无性繁殖各种形态的种子各种形态的种子种子和果实的产生无性繁殖植物组织培养的基本原理1902年，德国植物学家哈伯兰特细胞全能性的理论是植物组培的理论基础。1958年，美国植物学家斯蒂瓦特等人，用胡萝卜韧皮部的细胞进行培养，终于得到了完整植株，并且这一植株能够开花

2、结果，证实了哈伯兰特在五十多年前关于细胞全能的预言。细胞的全能性1 1 什么是细胞的全能性？什么是细胞的全能性？2 2 为什么细胞具有全能性？为什么细胞具有全能性？3 3 各细胞的全能性一样吗？各细胞的全能性一样吗？定义：定义：1902年由年由Haberlandt提出，即：提出，即：植物体的每一个具植物体的每一个具有完整细胞核的活细胞，都具有该植物所特有的全部遗传信息，在适当有完整细胞核的活细胞，都具有该植物所特有的全部遗传信息，在适当的条件下，具有发育成完整植株的潜在能力。的条件下，具有发育成完整植株的潜在能力。20世纪世纪80年代，每一个植物细胞具有该植物的全部遗传信息，年代，每一个植物细

3、胞具有该植物的全部遗传信息，在适当条件下可表达出该细胞的所有遗传信息，分化出植物有机体所有在适当条件下可表达出该细胞的所有遗传信息，分化出植物有机体所有不同类型细胞，形成不同类型的器官甚至胚状体，直至形成完整再生植不同类型细胞，形成不同类型的器官甚至胚状体，直至形成完整再生植株。株。植物细胞的全能性（植物细胞的全能性（Totipotency）细胞全能性的相对性细胞全能性的相对性:细胞全能性并不意味着任何细胞均可以直接产生植物；细胞全能性并不意味着任何细胞均可以直接产生植物；动植细胞全能性的表现程度存在明显的差异。动植细胞全能性的表现程度存在明显的差异。细胞按照分裂能力分为三类:第一类：始终保持

4、分裂能力。如茎尖、根尖及第一类：始终保持分裂能力。如茎尖、根尖及形成层细胞；形成层细胞；第二类：永久失去分裂能力的终端分化细胞。第二类：永久失去分裂能力的终端分化细胞。如筛管、导管、气孔保卫细胞等特化细胞；如筛管、导管、气孔保卫细胞等特化细胞；第三类：在通常情况下不分裂，但在受到外界第三类：在通常情况下不分裂，但在受到外界刺激后可重新启动分裂的细胞。如表皮细胞及刺激后可重新启动分裂的细胞。如表皮细胞及各种薄壁细胞。各种薄壁细胞。根据细胞类型不同从强到弱根据细胞类型不同从强到弱:营养生长中心营养生长中心形成层形成层薄壁细胞薄壁细胞厚壁细胞（木厚壁细胞（木质化细胞）质化细胞）特化细胞（筛管、导管细

5、胞）特化细胞（筛管、导管细胞）根据细胞所处的组织不同从强到弱：根据细胞所处的组织不同从强到弱：顶端分生组织顶端分生组织居间分生组织居间分生组织侧生分生组织侧生分生组织薄壁组织（基本组织）薄壁组织（基本组织）厚角组织厚角组织辅导组织辅导组织厚厚壁组织壁组织细胞全能性细胞全能性脱分化脱分化个体再生个体再生再分化再分化细胞分裂细胞分裂 细胞全能性的实现是通过细胞脱分化和细胞全能性的实现是通过细胞脱分化和再分化实现的。再分化实现的。在大多数情况下，脱分化是细胞全在大多数情况下，脱分化是细胞全能性表达的前提，再分化是细胞全能性表达的最终体现。能性表达的前提，再分化是细胞全能性表达的最终体现。二、植物组织

6、培养技术1 1 培养条件培养条件KNOKNO3 3 1900 MnSO 1900 MnSO4 4.4H.4H2 2O 22.3 O 22.3 NHNH4 4NONO3 3 1650 H 1650 H3 3BOBO3 3 6.2 6.2 KHKH2 2POPO4 4 170 KI 0.83 170 KI 0.83 MgSOMgSO4 4.7H.7H2 2O 370 ZnSOO 370 ZnSO4 4.7H.7H2 2O 8.6 O 8.6 CaClCaCl2 2.2H.2H2 2O 440 NaO 440 Na2 2MoOMoO4 4.2H.2H2 2O 0.25 O 0.25 NaNa2 2.

7、EDTA 37.3 CuSO.EDTA 37.3 CuSO4 4.5H.5H2 2O 0.025 O 0.025 FeSOFeSO4 4.7H.7H2 2O 27.8 CoClO 27.8 CoCl2 2.6H.6H2 2O 0.025 O 0.025 盐酸硫胺素（盐酸硫胺素（盐酸硫胺素（盐酸硫胺素（V VB1B1）0.1 0.1 烟酸烟酸烟酸烟酸 （V VB5B5或或或或V VPPPP）0.50.5盐酸吡哆醇（盐酸吡哆醇（盐酸吡哆醇（盐酸吡哆醇（V VB6B6）0.5 0.5 肌醇肌醇肌醇肌醇 100 100 甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸 2 2蔗糖蔗糖蔗糖蔗糖 30000 30000 琼脂琼脂

8、琼脂琼脂 10000 10000 2 2，4-4-二氯苯氧乙酸（二氯苯氧乙酸（二氯苯氧乙酸（二氯苯氧乙酸（2 2，4-D4-D）0.055 0.055 萘乙酸（萘乙酸（萘乙酸（萘乙酸（NAANAA）0.055 0.055 6-6-苄基腺嘌呤（苄基腺嘌呤（苄基腺嘌呤（苄基腺嘌呤（6-BA6-BA）0.05100.0510MS培养基配方培养基配方 单位（单位（mg/L）二、植物组织培养技术1 1 培养条件培养条件营养物质营养物质营养物质营养物质蔗糖蔗糖蔗糖蔗糖无机盐无机盐无机盐无机盐维生素维生素维生素维生素水水水水有机物有机物有机物有机物氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸细胞分裂素类细胞分裂素类细胞分裂素类

9、细胞分裂素类植物生长调节剂植物生长调节剂植物生长调节剂植物生长调节剂生长素类生长素类生长素类生长素类赤霉素类赤霉素类赤霉素类赤霉素类无机物无机物无机物无机物有机营养有机营养有机营养有机营养凝固剂凝固剂凝固剂凝固剂 琼脂琼脂琼脂琼脂环境条件环境条件环境条件环境条件温度温度温度温度湿度湿度湿度湿度pHpHpHpH无菌无菌无菌无菌光照光照光照光照一般控制在一般控制在一般控制在一般控制在2323232328282828操作台、培养基、实验仪器等操作台、培养基、实验仪器等操作台、培养基、实验仪器等操作台、培养基、实验仪器等一般控制在一般控制在一般控制在一般控制在7070707080%80%80%80%一

10、般控制一般控制一般控制一般控制5.8 5.8 5.8 5.8 2 2 植物组织培养过程植物组织培养过程脱分化脱分化愈愈伤伤组组织织再分化再分化根根芽芽植植物物体体离体的植物器官、离体的植物器官、组织或细胞组织或细胞（外植体）（外植体）胚胚状状体体叶片接种到培养基上叶片接种到培养基上产生愈伤组织产生愈伤组织愈伤组织增殖愈伤组织增殖愈伤组织开始分化愈伤组织开始分化愈伤组织分化出芽愈伤组织分化出芽培养基中的试管苗培养基中的试管苗植物组织培养过程示意图3 3 植物组织培养的概念植物组织培养的概念 植物组织培养是利用植物体的离体器官、组织或植物组织培养是利用植物体的离体器官、组织或植物组织培养是利用植物

11、体的离体器官、组织或植物组织培养是利用植物体的离体器官、组织或细胞，无菌条件下在含有营养物质的培养基上，给予细胞，无菌条件下在含有营养物质的培养基上，给予细胞，无菌条件下在含有营养物质的培养基上，给予细胞，无菌条件下在含有营养物质的培养基上，给予适宜的光照、温度、湿度等环境条件下进行人工培适宜的光照、温度、湿度等环境条件下进行人工培适宜的光照、温度、湿度等环境条件下进行人工培适宜的光照、温度、湿度等环境条件下进行人工培养，使其增殖、生长、发育而形成完整的植株。养，使其增殖、生长、发育而形成完整的植株。养，使其增殖、生长、发育而形成完整的植株。养，使其增殖、生长、发育而形成完整的植株。植物组织培

12、养的几个概念愈伤组织愈伤组织 原指植物体受伤时产生于伤口周围的组织。现多指切取植物体的原指植物体受伤时产生于伤口周围的组织。现多指切取植物体的一部分，置于含有生长素和细胞分裂素的培养液中培养，诱导产生的无定形一部分，置于含有生长素和细胞分裂素的培养液中培养，诱导产生的无定形的组织团块。主要由薄壁细胞构成。的组织团块。主要由薄壁细胞构成。胚状体胚状体 指离体培养条件下，没有经过受精过程，但是经过了胚胎发育过指离体培养条件下，没有经过受精过程，但是经过了胚胎发育过程所形成的胚状类似物。程所形成的胚状类似物。培养基培养基 供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料，一供微生物、植物和动物组

13、织生长和维持用的人工配制的养料，一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）以及维生素和水般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）以及维生素和水等。等。无菌操作无菌操作 用于防止微生物进入培养基和植物体的操作技术称为无菌操作。用于防止微生物进入培养基和植物体的操作技术称为无菌操作。植物激素植物激素 是由植物自身代谢产生的一类有机物质，并自产生部位移动到作是由植物自身代谢产生的一类有机物质，并自产生部位移动到作用部位，在极低浓度下就有明显的生理效应的微量物质，也被称为植物天然用部位，在极低浓度下就有明显的生理效应的微量物质，也被称为植物天然激素或植物内源激素。组培中常加入植

14、物激素或人工合成激素类化合物调节激素或植物内源激素。组培中常加入植物激素或人工合成激素类化合物调节器官分化。器官分化。植物组织培养过程脱分化脱分化愈愈伤伤组组织织再分化再分化根根芽芽植植物物体体离体的植物器官、离体的植物器官、组织或细胞组织或细胞（外植体）（外植体）胚胚状状体体探究活动：探讨影响植物细胞脱分化和再分化的因素探究活动：探讨影响植物细胞脱分化和再分化的因素探究活动：探讨影响植物细胞脱分化和再分化的因素探究活动：探讨影响植物细胞脱分化和再分化的因素 资料资料资料资料1111 在快速繁殖颤杨时，如果我们将一个枝条平均分在快速繁殖颤杨时，如果我们将一个枝条平均分在快速繁殖颤杨时，如果我们

15、将一个枝条平均分在快速繁殖颤杨时，如果我们将一个枝条平均分成三段，结果发现，靠近顶端的那一段枝条的侧芽离成三段，结果发现，靠近顶端的那一段枝条的侧芽离成三段，结果发现，靠近顶端的那一段枝条的侧芽离成三段，结果发现，靠近顶端的那一段枝条的侧芽离体培养时繁殖系数最高，中间的次之，基部的最低。体培养时繁殖系数最高，中间的次之，基部的最低。体培养时繁殖系数最高，中间的次之，基部的最低。体培养时繁殖系数最高，中间的次之，基部的最低。结论：外植体在植株上的着生位置对其脱分化及再结论：外植体在植株上的着生位置对其脱分化及再结论：外植体在植株上的着生位置对其脱分化及再结论：外植体在植株上的着生位置对其脱分化及

16、再分化有一定的影响。分化有一定的影响。分化有一定的影响。分化有一定的影响。探究活动：探讨影响植物细胞脱分化和再分化的因素探究活动：探讨影响植物细胞脱分化和再分化的因素探究活动：探讨影响植物细胞脱分化和再分化的因素探究活动：探讨影响植物细胞脱分化和再分化的因素 资料资料资料资料2222 在在在在MSMSMSMS培养基中加入质量分数为培养基中加入质量分数为培养基中加入质量分数为培养基中加入质量分数为0.5mg/L0.5mg/L0.5mg/L0.5mg/L的的的的6-BA6-BA6-BA6-BA和和和和质量分数为质量分数为质量分数为质量分数为0.5mg/L0.5mg/L0.5mg/L0.5mg/L的的的的NAANAANAANAA，可诱导胡萝卜形成愈伤，可诱导胡萝卜形成愈伤，可诱导胡萝卜形成愈伤，可诱导胡萝卜形成愈伤组织；组织；组织；组织；在在在在MSMSMSMS培养基中加入质量分数为培养基中加入质量分数为培养基中加入质量分数为培养基中加入质量分数为2mg/L2mg/L2mg/L2mg/L的的的的KTKTKTKT（激动（激动（激动（激动素）和质量分数为素）和质量分数为素）和质量分数为素）和质量