愈伤组织培养

第2章愈伤组织培养第一页，共四十二页。第2章愈伤组织培养本章主要内容：愈伤组织的诱导与分化愈伤组织的继代培养愈伤组织的形态发生不定芽和根的发生体细胞胚的发生愈伤组织培养的应用第二页，共四十二页。1、了解愈伤组织细胞分化的各时期的特点2、掌握植物激素控制理论3、掌握愈伤组织的形态发生4、区别胚状体发生途径与器官发生途径形成植株5、愈伤组织培养在园艺植物育种中的应用本章教学目的与要求第三页，共四十二页。定义:是指将外植体接种到人工培养基上，在激素作用下，进行愈伤组织诱导、生长和分化的培养过程。愈伤组织培养(callusculture)第四页，共四十二页。第一节愈伤组织的诱导和分化一．愈伤组织的诱导诱导愈伤组织的关键主要是培养条件，其中激素的成分和浓度是最重要的因素。第五页，共四十二页。CallusarisingfromleaftissueCallusarisingfromvasculartissue

FromrootFromembryoculture第六页，共四十二页。Photoindicatingwherethecallus(c)arisesfrom

第七页，共四十二页。Woundcallusonthestem

ofanErythrinatree刺桐树第一节愈伤组织的诱导和分化第八页，共四十二页。二．愈伤组织的分化从外植体脱分化形成典型的愈伤组织大致可分为三个时期：愈伤组织分化诱导期分裂期分化期第九页，共四十二页。Stage1.Induction（诱导期）:

细胞准备进行分裂的时期，是愈伤组织形成起点。第十页，共四十二页。诱导期细胞内发生的变化气体交换增加，如氧气的吸收增加RNA含量增加（增加到300%）蛋白质量增加（每个细胞的总增加量为200%）酶活性增强第十一页，共四十二页。Stage2.Celldivision分裂期指外植体细胞经诱导脱分化，不断分裂、增生子细胞的过程。第十二页，共四十二页。1.细胞的数目迅速增加。2.每个细胞平均鲜重下降。3.细胞体积小，内无液泡。4．细胞的核和核仁增大到最大。5.细胞中RNA含量减少，而DNA含量保持不变。6.随着细胞不断分裂和生长，细胞总干重、蛋白质和核酸量大大增加，新细胞壁合成极快。分裂期细胞的主要表现:第十三页，共四十二页。

细胞分裂快，结构疏松，缺少有组织的结构，维持其不分化的状态，颜色浅而透明。1mg/l2,4-D10mg/l2,4-D分裂期愈伤组织的共同特征：第十四页，共四十二页。Stage3.Differentiation分化期指愈伤组织细胞停止分裂，细胞内发生一系列形态和生理上的变化,形成一些不同形态和功能的细胞的时期。第一节愈伤组织的诱导和分化第十五页，共四十二页。A细胞分裂部位和方向发生改变：B形成瘤状或片状的分生组织结节。或维管组织结节。C细胞的体积相对稳定，不再减少。D出现了各种类型的细胞：如管胞、纤维细胞、薄壁细胞、分生细胞、色素细胞等。E生长旺盛的愈伤组织呈乳白色、白色或浅绿色，老化的多转化为黄色或褐色。第一节愈伤组织的诱导和分化分化期细胞特点：第十六页，共四十二页。Callustypes：

Friable易碎Hard/lignifiedcallus

Rhizogeniccallus生根的愈伤

Callusexudingstickypoly-saccharides渗出粘性多糖的愈伤

根据愈伤质地划分为：第一节愈伤组织的诱导和分化第十七页，共四十二页。Callusmayhaveayellow,white,greenorred(anthocyanin花青苷)appearance.不同颜色的愈伤第十八页，共四十二页。第二节愈伤组织的继代培养1、定义：培养物在培养基上生长一段时间以后，由于营养物质枯竭，水分散失，以及代谢产物的积累，必须转移到新鲜培养基上培养,这个过程叫做继代培养。第十九页，共四十二页。2、愈伤组织培养的调控因素：外植体培养基培养环境第二节愈伤组织的继代培养第二十页，共四十二页。（一）材料本身第二节愈伤组织的继代培养年龄器官和部位遗传型外植体第二十一页，共四十二页。1．无机营养

培养基中的N，大多数都用硝态氮，对细胞分化起重要作用。2．植物生长调节物质一般使用的浓度为0.1-10mg／L。使用植物生长调节剂时，要注意种类和浓度，特别是生长素和细胞分裂素的比值。

第二节愈伤组织的继代培养（二）培养基第二十二页，共四十二页。器官分化的植物激素控制理论(激素配比模式)生长素与细胞分裂素的比值是根和芽形成的控制条件，决定着发育的方向:是愈伤组织、长根还是长芽。

高利于根的形成生长素/细胞分裂素适中利于愈伤组织的形成低利于芽的形成第二节愈伤组织的继代培养第二十三页，共四十二页。愈伤组织分化第二节愈伤组织的继代培养第二十四页，共四十二页。培养基中加入糖、各类B族维生素、肌醇和甘氨酸等，可满足愈伤组织生长和分化的要求。各种氨基酸和嘌呤、嘧啶类物质，可促进器官分化。水解酪蛋白中含有多种氨基酸，助于器官分化酰胺类往往有促进器官形成的作用。第二节愈伤组织的继代培养3．有机成分第二十五页，共四十二页。第二节愈伤组织的继代培养4.培养方式：固体培养液体培养第二十六页，共四十二页。（三）培养条件第二节愈伤组织的继代培养光照温度24-28℃光强、光照时间、光质第二十七页，共四十二页。第三节愈伤组织的形态发生形态建成：外植体细胞在适宜的培养条件下发生脱分化、再分化，产生芽和根，或者形成胚状体，发育成苗或完整植株。魔芋胚状体小麦愈伤组织第2章愈伤组织培养第二十八页，共四十二页。愈伤组织的形态发生方式:不定芽方式胚状体方式第三节愈伤组织的形态发生第二十九页，共四十二页。外植体愈伤组织芽根再生植株脱分化再分化高生长素(1,2-D)高(生长素/细胞分裂素)低(生长素/细胞分裂素)一、不定芽方式（adventitiousbud）第三节愈伤组织的形态发生第三十页，共四十二页。愈伤组织的器官发生顺序有四种情况：（1）愈伤组织仅有根或芽器官的分别形成，即无根的芽或无芽的根；（2）先长芽，后长根，多数情况；（3）先长根，再从根的基部长芽。这种情况较难诱导芽的形成，尤其对于单子叶植物；（4）先在愈伤组织的邻近不同部位分别形成芽和根，然后两者结合起来形成一株植株。第三节愈伤组织的形态发生第三十一页，共四十二页。愈伤组织芽分化再生苗第三节愈伤组织的形态发生小麦的形态发生试管苗第三十二页，共四十二页。胚状体（embryoid）：指在组织培养中，由一个非合子细胞(体细胞)，经胚胎发生和胚胎发育过程（经过原胚、球形胚、心形胚、鱼雷胚和子叶胚5个时期），形成具有双极性的胚状结构。第三节愈伤组织的形态发生二、胚状体方式（somaticembryo）第三十三页，共四十二页。注意：体细胞胚1、不同于合子胚2、不同于孤雌/雄胚3、不同于器官发生方式形成的幼苗第三节愈伤组织的形态发生第三十四页，共四十二页。胚状体与合子胚的比较:合子胚胚状体质量萌发率高，质量好萌发率低，质量差来源受精卵体细胞胚柄有，明显即使有也不明显形态固定，体积相对较小复杂，常有两个以上的子叶，体积较大变异率低高第三节愈伤组织的形态发生第三十五页，共四十二页。由外植体经胚状体形成完整植株的过程：外植体脱分化愈伤组织胚状体再生植株第三节愈伤组织的形态发生第三十六页，共四十二页。胚状体发生途径与器官发生途径形成植株的区别:①胚状体具有两极性，即有茎端和根端。②胚状体的维管组织与外植体的维管组织无解剖结构上的联系。③胚状体维管组织的分布是独立的“Y”字形。第三节愈伤组织的形态发生第三十七页，共四十二页。体细胞胚发生与器官发生第三节愈伤组织的形态发生第三十八页，共四十二页。胚状体方式比不定芽方式有更多的优点：胚状体产生的数量比不定芽多；胚状体可以制成人工种子，便于运输和保存；胚状体的有性后代遗传性更接近母体植株。

第三节愈伤组织的形态发生第三十九页，共四十二页。第四节愈伤组织培养的应用1、加快了园艺植物新品种和良种繁育速度；2、培育无病毒苗木；3、获得倍性不同的植株；4、克服远缘杂交困难；5、利于种质资源长期保存和远距离运输；6、提供育种中间材料；7、诱发和离体筛选突变体；8、制造人工种子。第四节愈伤组织培养的应用第四十页，共四十二页。本章小结：1、愈伤组织培养含义2、愈伤组织形成分三个时期：诱导期、分裂期、分化期。3、诱导期、分裂期、分化期细胞的特点4、分裂期愈伤组织的特征：细胞分裂快，结构疏松，缺少有组织的结构，维持其不分化的状态，颜色浅而透明。5、继代培养的含义。6、培养方式分为固体和液体培养两大类。7、形态建成含义。8、器官发生形成小苗的方式。9、胚状体发生途径与器官发生途径形成植株的区别第2章愈伤组织培养第四十一页，共四十二页。内容总结第2章愈伤组织培养。1、了解愈伤组织细胞分化的各时期的特点。第一节愈伤组织的诱导和分化。Stage1.Induction（诱导期）:。气体交换增加，如氧气的吸收增