2013人教版选修一专题3《植物的组织培养技术》ppt课件

学习目标学习目标 1.回顾植物组织培养的基本原理和该技术在生产中的 应用。 2.初步掌握植物组织培养过程中使用的无菌技术。 3. 掌握植物组织培养和花药培养的基本过程，特别是 选取适宜的培养材料和培养基。 4.初步掌握影响植物组织培养和花药培养的各种因素。 5. 掌握被子植物花粉发育的过程。 1 1、细胞的分化、细胞的分化 概念：概念： 在个体发育中，相同细胞的后代在形态、在个体发育中，相同细胞的后代在形态、 结构、生理功能上发生稳定性差异的过程结构、生理功能上发生稳定性差异的过程 持久性、持久性、稳定性、全能性稳定性、全能性 特点：特点： 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（遗传信息的执行情遗传信息的执行情 况不同况不同） 2 2、细胞的、细胞的全能性全能性 概念：概念： 原理：原理： 每个生物细胞都具有发育成完整生每个生物细胞都具有发育成完整生 物体的潜能的特性物体的潜能的特性 生物体的生物体的每一个细胞每一个细胞都包含都包含有有该物种该物种 所特有的所特有的全套遗传物质全套遗传物质，都，都有有发育成发育成 为完整个体所必需的为完整个体所必需的全部基因全部基因。 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: : 菊花的组织培养 1、植物组织培养的原理： 植物细胞具有全能性 2、植物组织培养的过程： 离体的植物 器官、组织 、细胞 脱分化 愈 伤 组 织 再分化 根 芽 植 物 体 细胞离体细胞离体 必要条件：必要条件：一定的营养物质、激素和其他外界条件一定的营养物质、激素和其他外界条件 无菌无菌 （1）植物材料的选择 不同的植物组织组织 ，培养的难难易程度差别别很大。 同一种植物材料，材料年龄龄、保存时间长时间长 短也会影响实验结实验结 果。如菊花组织组织 培养一般选择选择未开花植株的茎上部新萌生的侧侧枝。 （2）适宜的培养基MS培养基 大量元素C H O、N P S、K Ca Mg 微量元素Zn、Fe、B、Cu、Mo、Co（钴）、I、Mn （新铁臂阿童木，古典猛） 有机物碳源-蔗糖，特殊营养物质-甘氨酸、烟酸、肌醇、维维生素等 （3）其他因素：pH、温度、光照等条件 3、影响植物组织培养的因素： （内因内因） P33P33 （外因外因） （外因外因） 菊花：菊花：pHpH控制在控制在5.85.8左右；温度控制在左右；温度控制在18182222；每日用日光灯照射每日用日光灯照射12h12h 思考：以下培养基出现的现象反应了什么问题？ (4)(4)植物激素的影响植物激素的影响 （外因外因） P33P33并非必须加入并非必须加入 总结： 植物激素 的浓度、 使用的先 后顺序、 以及用量 的比例都 会影响实 验结果。 离离 体体 组组 织织 或或 细细 胞胞 植植 物物 体体 脱分化脱分化 细胞分细胞分 裂素裂素 生长素生长素 愈愈 伤伤 组组 织织 芽芽 根根 细胞分裂细胞分裂 素素生长素生长素 细胞分裂细胞分裂 素素生长素生长素 再分化再分化 制备MS固体 培养基 外植体消毒 接种 培 养 栽 培 4、实验操作 移 栽 配置各种母液配置各种母液 配置培养基配置培养基 灭菌灭菌 流水冲洗流水冲洗 酒精处理酒精处理 消毒液处理消毒液处理 不要倒插不要倒插 MS固体培养基成分及比例 母液4保存 植物组织培养过程示意图 上面的示意图中还有什么地方不够完善的？ 试管没有做密封 污污染 指在组织培养过程中，培养容器内滋生菌斑 ，使培养材料不能正常生长发育，从而导致 培养失败的现象。 细 菌 污 染 霉 菌 污 染 无菌操作 v器皿、培养基灭菌-高压蒸汽灭菌 v外植体消毒-体积分数70%酒精、 质量分数0.1%氯化汞 v手消毒- 体积分数70%酒精 v无菌操作-超净工作台 v器械-灼烧灭菌 v激素-过滤灭菌(防细菌滤膜) 制备MS固体培养基 外植体的选择和消毒 接种 培养 移栽 栽培 月季的花药培养 1、被子植物的花粉发育 花丝 花药：囊状结构，内有很多花粉粒 花粉（小孢子）：是花粉母细胞（小孢子母细胞）经过 减数分裂而形成的，因此，花粉是单倍体的生殖细胞。 花粉的发育要经历：四分体时期、单核期、双核期 雄蕊 2、产生花粉植株的两条途径 花粉 花粉 胚状体 愈伤组织 从芽 从芽 生根 移栽 脱分化 分化 再分 化 诱导 途径一：花粉通过胚状体阶段发育为植株。 途径二：花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织，再 将其诱导分化成植株。 走哪条途径，主要取决于培养基中激素的种类及其 浓度配比。 人工种子是由外植体通过组织培养而获得的胚状 体，然后加上人造胚乳，人造种皮而制成；外植体 进行的是有丝分裂，无须通过两性生殖细胞结合而 发育成的个体，属于无性生殖。 3、影响花药培养的因素 一、材料的选择： 花期早期时的花药比后期的更容易产生花 粉植株。一般，月季的花药培养时间选在五月初 到五月中旬，即月季的初花期。 选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成 功率的重要因素。一般来说，在单核期，细胞核 由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最 高。 为了挑选到单核期的花药，通常选择完 全未开放的花蕾。 实验操作 一、材料的选取 二、材料的消毒 三、接种和培养 （一）材料的选取 选择花药时，一般通过镜检来确定其 中的花粉是否处于适宜的发育期。 最常用的方法有醋酸洋红法。但是， 某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用 焙花青-铬矾法，这种方法能将花粉细胞核 染成蓝黑色。 （二）材料的消毒 1、花蕾用V/V为70%的酒精浸泡30秒 2、无菌水清洗 3、无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分 4、放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中 24分钟（也可质量分数为1%的次氯酸 钙溶液或饱和漂白粉溶液） 5、无菌水冲洗35次 用于培养花药，实际上多数未熟，由 于它的外面有花萼、花瓣或颖片保护，通 常处于无菌状态，所以只要将整个花蕾或 幼穗消毒即可。 （三）接种和培养 灭菌后花蕾，要在无菌条件下除去萼片和 花瓣，并立即将花药接种到培养基上。在剥离花 药时，要尽量不损伤花药（否则接种后，容易从 受伤部位产生二倍体的愈伤组织），同时还要彻 底去除花丝，因为与花丝相连的花药不利于愈伤 组织或胚状体的形成。 通常每瓶接种花药7-10个，温度控制在 25左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要 光照。 一般经过20-30天培养后，会发现花药开 裂，长出愈伤组织或释放出胚状体。将愈伤组织 及时转移到分化培养基上，以便进一步分化出再 生植株。 如果花药开裂释放出胚状体，则 一个花药内就会产生大量幼小植株 ，必须在花药开裂后尽快将幼小植 株分开，分别移植到新的培养基上 ，否则这些植株将很难分开。 在花药培养中，特别是通过 愈伤组织形成的花粉植株，常常会 出现染色体倍性的变化。（主要原 因是营养核和生殖核融合造成的。 ） 植物组织培养技术与花药培养技术的异同点 项项目相同点不同点 植物组织组织 培养技 术术 离体的植物组织组织 经经脱分化形成愈 伤组织伤组织 ，再分 化成丛丛芽，诱诱 导导出根，然后进进 行移栽。 外植体为为体细细胞 ，染色体数无需 加倍。 花药药培养技术术 取材为为花药药，培养 的为单为单 倍体幼苗， 植株弱小，高度不 育，必须须用秋水仙 素处处理，使染色体 加倍，恢复正常植 株的染色体数，而 且为纯为纯 种。 注意： 二核花粉粒：成熟的花粉粒中，只含花粉管细胞核和 生殖细胞核。（精子在花粉管中形成） 三核花粉粒：有些植物的花粉，在成熟前，生殖细胞 进行一次有丝分裂，形成两个精子，这样的花粉在成熟 时，含有一个营养核和两个精子。 两个精子和一个营养核的基因型相同。 1花粉母细胞 4个小孢子 减分 有分4个花粉管细胞核 4个生殖细胞核 有分 8个精子 影响花药培养的因素 1、主要的影响因素：材料的选择与培养基的组成。 （1）接种的花药时期：一般来说，在单核期，细胞 核由中央移向细胞一侧时，花药培养成功率最高。 选择完全未开放的花蕾，可挑选到单核期的花药， 菌少、易消毒；花瓣松动，菌多，消毒困难。 （2）此外，亲本植株的生长条件、材料的低温预处 理以及接种密度对诱导成功率都有一定的影响。 一、材料的选取 1、选择花药一般通过镜检来确定其中的花粉是否处 于适宜的发育期。 2、确定花粉发育时期最常用方法：醋酸洋红法；焙 花青铬矾法。 注：花粉细胞核内有染色体，染色体主要由DNA和蛋 白质组成，醋酸洋红为碱性染色剂，染色体容易被染 色。通过染色，可以确定细胞核为单核期还是双核期 ，是单核居中期还是单核靠边期。一般单核靠边期的 花药培养成功率最高。 实验操作 二、材料的消毒 三、接种和培养 四、结果分析与评价 1、能够通过镜检找到处于适宜的发育期的花粉。 用醋酸洋红法或焙花青铬矾法检测单核靠边期的 花粉粒。 2、