菊花的组织培养

课题 1 菊花的组织培养组织培养 是指在 人工培养基 上， 离体培养 植物的器官、组织、细胞和原生质体，并使其生长、增殖、分化以及再生植株的技术。 一、基础知识一、基础知识1、植物的组织培养、植物的组织培养（ 1）细胞的分化）细胞的分化 概念：概念： 在在 个体发育个体发育 中，中， 相同细胞相同细胞 的后代在形态的后代在形态、结构、生理功能上发生、结构、生理功能上发生 稳定性差异稳定性差异 的的过程过程 . 过程：过程： 如：受精卵增殖、生长、分化形成组如：受精卵增殖、生长、分化形成组织、器官、系统织、器官、系统 . 特点：特点：B.稳定性：稳定性：C.全能性：全能性：A.持久性：持久性：是一种持久性的变化，它发生在生物体的整是一种持久性的变化，它发生在生物体的整个生命过程中个生命过程中 ,在在 胚胎期胚胎期 达到最大限度达到最大限度 .细胞分化是稳定的，一般是不可逆转的细胞分化是稳定的，一般是不可逆转的 .已分化的细胞，仍具有发育的潜能已分化的细胞，仍具有发育的潜能 . 原因：原因： 基因在特定的时间和空间条件下的选基因在特定的时间和空间条件下的选择性表达的结果择性表达的结果 . 结果：结果： 形成不同的细胞和组织形成不同的细胞和组织（ 2）细胞的）细胞的 全能性全能性 定义：定义： 生物体的细胞具有使后代细胞形成完整生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性个体的潜能的特性 . 原理：原理： 生物体的每一个细胞都包含有该物种所生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因整个体所必需的全部基因 .高度特化的高度特化的 动物动物 细胞，从整个细胞来说，全能细胞，从整个细胞来说，全能性受到限制。但它的细胞核仍然保持着全能性性受到限制。但它的细胞核仍然保持着全能性，这是因为细胞核内含有，这是因为细胞核内含有 该物种遗传性所需要该物种遗传性所需要的遗传物质的遗传物质 .已分化的已分化的 植物植物 细胞，仍具有细胞，仍具有 全能性全能性 . 实例实例受精卵受精卵 生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞 全能性的比较全能性的比较 :（ 3）植物组织培养）植物组织培养细胞离体细胞离体 必要条件：必要条件：一定的营养物质、激素和其他一定的营养物质、激素和其他外界条件外界条件 原理原理 : 细胞的全能性细胞的全能性A.外植体：外植体： 从从 活植物体活植物体 上切下进行培养的那上切下进行培养的那部分细胞、组织或器官部分细胞、组织或器官 . 相关概念相关概念 :B.脱分化：脱分化： 由 高度分化 的植物器官、组织或细胞产生 愈伤组织 的过程，又称去分化。C.再分化：再分化： 脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化 根或芽 等器官的过程D.愈伤组织愈伤组织 :细胞排列疏松而无规则细胞排列疏松而无规则 ,是是 高度液高度液泡化泡化 的、成无定形状态的的、成无定形状态的 薄壁细胞薄壁细胞 .人参的愈伤组织人参的愈伤组织菠萝的愈伤组织菠萝的愈伤组织2、影响植物组织培养的因素、影响植物组织培养的因素（ 1）植物材料的选择）植物材料的选择烟草和胡萝卜的组织培养较为容易烟草和胡萝卜的组织培养较为容易枸杞枸杞 愈伤组织的芽诱导比较难愈伤组织的芽诱导比较难同一植物材料的年龄、保存时间的长短会同一植物材料的年龄、保存时间的长短会影响实验结果影响实验结果菊花的组织培养一般选择未开花植株的茎菊花的组织培养一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝上部新萌生的侧枝（ 2）离体的植物组织和细胞对营养、环境等条）离体的植物组织和细胞对营养、环境等条件的要求相对特殊，需配置不同的培养基件的要求相对特殊，需配置不同的培养基MS培养基主要成分包括：培养基主要成分包括：A、 大量元素大量元素 : N、 P、 S 、 K、 Ca、 Mg等等B、 微量元素微量元素 :B、 Mn、 Cu、 Zn、 Fe、 Mo、 I、 Co等等C、 有机物有机物 、 植物激素植物激素MS固体培养基成分及比例讨论：你能说出各种营养物质的作用吗？同专题讨论：你能说出各种营养物质的作用吗？同专题2中微生物培养基的配方相比，中微生物培养基的配方相比， MS培养基的配方培养基的配方有哪些明显的不同？有哪些明显的不同？答：答： 微量元素和大量元素提供微量元素和大量元素提供 植物细胞生活所必植物细胞生活所必需的无机盐；需的无机盐； 蔗糖蔗糖 提供碳源，同时能够维持培养提供碳源，同时能够维持培养基的渗透压；基的渗透压； 甘氨酸、维生素甘氨酸、维生素 等物质主要是为了等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。后所产生的特殊营养需求。微生物培养基微生物培养基 以以 有机营养有机营养 为主。与微生物的培养为主。与微生物的培养不同，不同， MS培养基培养基 则需提供则需提供 大量无机营养大量无机营养 ，无机盐，无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。两大类。 常用的植物激素：生长素、细胞分裂素和赤霉常用的植物激素：生长素、细胞分裂素和赤霉素素生长素类：生长素类： 2， 4二氯苯氧乙酸（二氯苯氧乙酸（ 2， 4 D）、）、 吲吲哚乙酸（哚乙酸（ IAA）、）、 萘乙酸（萘乙酸（ NAA）、）、 吲吲哚丁酸（哚丁酸（ IBA）细胞分裂素类：细胞分裂素类： 激动素（激动素（ KT）、）、 6 苄基嘌呤苄基嘌呤（ 6 BA）、）、 玉米素（玉米素（ ZT）赤霉素类：赤霉素类： 赤霉酸（赤霉酸（ GA3）（ 3）植物激素的影响）植物激素的影响 生长素和细胞分裂素作用生长素和细胞分裂素作用植物中植物中 生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。在生长素存在脱分化和再分化的关键性激素。在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势使用顺序使用顺序 实验结果实验结果先使用生长素，后使用先使用生长素，后使用细胞分裂素细胞分裂素有利于细胞分裂，但不有利于细胞分裂，但不利分化利分化先使用细胞分裂素后使先使用细胞分裂素后使用生长素用生长素细胞既分裂也分化细胞既分裂也分化同时使用同时使用 分化频率高分化频率高生长素生长素 细胞分裂素：细胞分裂素： 有利于有利于 根根 的分化的分化生长素生长素 细胞分裂素：细胞分裂素：生长素生长素细胞分裂素细胞分裂素生长素生长素再分化再分化植物细胞培养植物细胞培养不需要光不需要光 ? 需要光需要光植物组织培养的过程离体的植物组织或细胞愈伤组织 根和芽 完整的植物体脱分化 再分化(1)、培育无病毒植株、培育无病毒植株(2)、 培养紫草愈伤组织培养紫草愈伤组织 ,提取紫草素（提取紫草素（ 治疗治疗烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料）烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料）(4)、基因工程中亦需用到植物组织培养的方法、基因工程中亦需用到植物组织培养的方法4、 植物组织培养的应用：植物组织培养的应用： (3)、 诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构，包裹上人造种皮，制成人工种力的胚状结构，包裹上人造种皮，制成人工种子，可以解决子，可以解决 有些作物品种繁殖能力差，结子有些作物品种繁殖能力差，结子困难或发芽率低等问题困难或发芽率低等问题 .人工种子人工种子同常规的无性繁殖方法相比，组织培养快速繁殖法主要具有以下优点：（ 1）快速。采用常规的方法如分株法，一棵花卉一年一般只能生产几株或几十株，但用组织培养的方法则每年可以繁殖出几万甚至数百万的小植株。（ 2）周年生产。 花卉组织培养快速繁殖是在实验室中进行，因条件可控，所以不受季节限制，可以全年进行连续生产。而常规的无性繁殖则受季节限制，只能在花卉生长季节进行繁殖。（ 3）经济效益高。 花卉组织培养快速繁殖所需要的空间小，在一个 200平方米的培养室内一年可生产试管苗上百万株。如按每株1元计算，每年产值上百万元。（ 4）以组织培养繁殖的种苗与母株有著相同的遗传基因。 所以使用这项技术可让优良的品种不断地延续。组织培养与常规繁殖相比优点众多二、实验操作二、实验操作（一）制备（一）制备 MS固体培养基固体培养基MS培养基包括培养基包括 20多种营养成分，实验室一般多种营养成分，实验室一般使用使用 4。 C保存配制好的培养基母液来制备保存配制好的培养基母液来制备 .1、配置各种母液、配置各种母液 无机物中大量元素浓缩无机物中大量元素浓缩 10倍，微量元素浓倍，微量元素浓缩缩 100倍，常温保存倍，常温保存 . 激素类、维生素类以及用量较小的有机物一激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按般可按 1mg/ml的质量浓度单独配制成母液的质量浓度单独配制成母液 . 用母液配制培养基时，需要根据各种母液用母液配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩倍数，计算用量的浓缩倍数，计算用量 .2、配置培养基、配置培养基分装到锥形瓶中，每瓶分装分装到锥形瓶中，每瓶分装 50ml或或 100ml. 配制培养液配制培养液 调调 PH 培养基的分装培养基的分装 由于菊花的茎段的组织培养比较容易，因此由于菊花的茎段的组织培养比较容易，因此不必添加植物激素不必添加植物激素 .3、灭菌、灭菌分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌汽灭菌 .1、 选材选材 ：菊花茎段，取生长旺盛的嫩枝：菊花茎段，取生长旺盛的嫩枝 .（二）外植体消毒（二）外植体消毒2、 消毒消毒 流水冲洗流水冲洗菊花茎段用流水冲洗后可少许洗衣粉，用软刷菊花茎段用流水冲洗后可少许洗衣粉，用软刷轻轻刷洗，刷洗后在流水下冲洗轻轻刷洗，刷洗后在流水下冲洗 20min左右左右 . 酒精处理酒精处理用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入体用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入体积分数为积分数为 70 的酒精中摇动的酒精中摇动 2 3次次 ，持续，持续 6 7s， 立即将外植体取出，在无菌水中清洗立即将外植体取出，在无菌水中清洗 . 消毒液处理消毒液处理取出后用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放取出后用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入质量分数为入质量分数为 0.1 的的 氯化汞氯化汞 溶液中溶液中 1 2min， 取取出后在无菌水中至少清洗出后在无菌水中至少清洗 3次，漂净次，漂净 消毒液消毒液 .