选修1：菊花的组织培养

如何实现优良品种的 快速繁殖？花卉的 连续生产？课题 1 菊花的组织培养学习目标1.植物组织培养的基本过程2.影响植物组织培养的因素3.菊花的组织培养（一）、知识回顾： 1、细胞分化 （ 1）概念 ： 在个体发育过程中，相同细胞的后代，在 形态 、结构 和生理功能发生 稳定性差异 的过程 （ 2）特点：1）持久性 2） 不可逆性 3）普遍性4）遗传物质不变性： （ 3）原因即实质： 是基因在时间和空间上选择性表达的结果基因的选择性表达 一、 植物组织培养的基础知识（ 4） 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（ 1） 定义定义： 生物体的细胞具有使后代细胞形成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完整个体的潜能的特性（ 2） 原理原理： 生物体的每一个细胞都包含有该物种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，都有发育成所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为完整个体所必需的全部基因高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，全能高度特化的动物细胞，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该物种遗传性所需要，这是因为细胞核内含有该物种遗传性所需要的遗传物质的遗传物质已分化的植物细胞，仍具有全能性已分化的植物细胞，仍具有全能性（ 3） 实例实例受精卵受精卵 生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞（ 4） 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（ 1） 必要条件必要条件： 一定的营养物质、激素和其一定的营养物质、激素和其他外界条件他外界条件（ 2） 原理原理 : 细胞的全能性细胞的全能性外植体：从活植物体上切下进行培养的那部外植体：从活植物体上切下进行培养的那部分细胞、组织或器官分细胞、组织或器官（ 3） 相关概念相关概念 :（二） 植物组织培养的基本过程 离体的植物组织或细胞（外植体）愈伤组织胚状体（丛芽、根）完整植株脱分化再分化阅读 P32“植物组织培养的基本过程 ” 用文字与箭头表示：植物组织培养的过程。(2).愈伤组织： 离体的植物器官、组织或细胞通过脱分化形成的 疏松而无规则 的， 高度液泡化的呈 无定形状态 的 ,未分化的薄壁细胞。2-3周，愈伤组织开始形成。(1).脱分化（去分化） ： 已经分化的 植物器官、组织或细胞 产生愈伤组织 的过程。(3).再分化： 愈伤组织 继续培养， 重新分化成根和芽 等器官的过程。3-5周之后，诱导出的新叶片和芽。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愈伤组织的芽诱导比较难枸杞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）不同的离体组织和细胞对营养、环境等条）不同的离体组织和细胞对营养、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、植物激素、有机物、植物激素讨论：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微量元素和大量元素 提供提供 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 提供提供 碳源碳源 ，同时能够维持细胞，同时能够维持细胞的的 渗透压渗透压 ； 甘氨酸、维生素甘氨酸、维生素 等物质主要是为了满等物质主要是为了满足离体足离体 植物细胞在正常代谢途径植物细胞在正常代谢途径 受到一定影响后受到一定影响后所产生的所产生的 特殊营养需求特殊营养需求 。 微生物培养基微生物培养基 以以 有机营有机营养为主养为主 。与微生物的培养不同，。与微生物的培养不同， MS培养基培养基 则需则需提供提供 大量无机营养大量无机营养 ，无机盐混合物包括植物生长，无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。必须的大量元素和微量元素两大类。 常用的植物激素：生长素、细胞分裂素和常用的植物激素：生长素、细胞分裂素和赤霉素赤霉素生长素类：生长素类： 2， 4二氯苯氧乙酸（二氯苯氧乙酸（ 2， 4 D）、）、吲哚乙酸（吲哚乙酸（ IAA）、萘乙酸（）、萘乙酸（ NAA）、吲哚丁酸（、吲哚丁酸（ 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生长素和细胞分裂素 是是 启动细胞分裂、启动细胞分裂、脱分化和再分化脱分化和再分化 的关键性激素。在生长素存在的关键性激素。在生长素存在的情况下，的情况下， 细胞分裂素的作用呈现加强的趋势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： 有利于根的分化有利于根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细胞分裂素素 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1、培育、培育 无病毒植株无病毒植株 ，一般选用植物的，一般选用植物的 根尖或根尖或茎尖茎尖 。2、 培养紫草培养紫草 愈伤组织愈伤组织 ,提取提取 紫草素紫草素 （治疗烫伤（治疗烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料）和割伤的药物以及染料和化妆品的原料）4、 基因工程基因工程 中亦需用到植物组织培养的方法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力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，制成的胚状结构，包裹上人造种皮，制成 人工种子人工种子，可以解决，可以解决 有些作物品种繁殖能力差，结子困有些作物品种繁殖能力差，结子困难或发芽率低等问题难或发芽率低等问题人工种子人工种子二、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 无机物中无机物中 大量元素浓缩大量元素浓缩 10倍倍 ， 微量元素浓微量元素浓缩缩 100倍倍 ，常温保存，常温保存 激素类、维生素类激素类、维生素类 以及用量较小的有机物一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1、配置各种母液、配置各种母液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，持续次，持续 67s，立即将外植体取出，在，立即将外植体取出，在 无菌水无菌水 中清洗中清洗 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，取出后用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入质量分数为放入质量分数为 0.1的氯化汞溶液中的氯化汞溶液中 1 2min，取出后在，取出后在 无菌水无菌水 中至少清洗中至少清洗 3次，次， 漂净消毒液漂净消毒液（三）接种（三）接种污染的主要来源是污染的主要来源是 空气中的细菌和孢子，空气中的细菌和孢子， 接种接种室消毒是至关重要的。室消毒是至关重要的。 用用 70的酒精喷雾使空的酒精喷雾使空气消毒，气消毒， 酒精或新洁尔灭搽洗工作台并用紫外酒精或新洁尔灭搽洗工作台并用紫外线照射线照射 20分钟分钟1、接种室消毒、接种室消毒2、无菌操作要求、无菌操作要求操作要在酒精灯操作要在酒精灯 火焰火焰 旁完成，每次使用器械后旁完成，每次使用器械后，都需要用火焰灼烧灭菌，接种后立即盖好瓶，都需要用火焰灼烧灭菌，接种后立即盖好瓶盖。盖。3、材料的切取和接种、材料的切取和接种4、接种注意事项、接种注意事项 每接种一块外植体前，每接种一块外植体前， 镊子镊子 需放入体积分需放入体积分数为数为 75的酒精溶液中消毒一次，然后在的酒精溶液中消毒一次，然后在 酒酒精灯火焰上烧一遍精灯火焰上烧一遍 ，冷却后再接种，冷却后再接种 外植体在培养基中要分布均匀外植体在培养基中要分布均匀 ，放置外植体，放置外植体数量根据锥形瓶的大小确定，一般胡萝卜数量根据锥形瓶的大小确定，一般胡萝卜 34块，菊的茎或叶块，菊的茎或叶 6 8块，也不要太少，以块，也不要太少，以 充充分利用培养基中的营养成分和光照条件分利用培养基中的营养成分和光照条件 插入时应注意方向插入时应注意方向 ， 不要倒插不要倒插 。茎段、茎尖。茎段、茎尖基部插入培养基利于吸收水分和养分基部插入培养基利于吸收水分和养分思考：你打算做几组重复？你打算设置对照实思考：你打算做几组重复？你打算设置对照实验吗？验吗？答：答： 每种材料或配方每种材料或配方 至少要做一组以上的重复至少要做一组以上的重复 。设置对照实验可以设置对照实验可以 取用一个经过灭菌的装有培养取用一个经过灭菌的装有培养基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养，基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养，用以说明培养基制作合格，用以说明培养基制作合格， 没有被杂菌污染没有被杂菌污染 。（四）培养（四）培养1、愈伤组织的培养、愈伤组织