木本植物组织培养及其现状.ppt

木本植物组织培养及其现状,WOODY PLANTS TISSUE CULTURE AND ITS RECENTLY SITUATION,一、植物组织培养的意义,1、植物组织培养概念（concept） 1、狭义概念： 指对植物体组织或由植物器官培养产生的愈伤组织进行培养直至生成完整植株。 2、广义概念： 无菌操作分离植物体一部分(即外植体 )接种到培养基，在人工条件下培养直至生成完整植株。 生物技术中的一个基本技术,1、植物组织培养概念,愈伤组织callus:在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则细胞，多在植物体切面上产生。,1、植物组织培养概念,外植体explant：从植物体上分离下来的用于离体培养的材料。,二、植物组织培养的理论基础,1.细胞全能性（totipotency）理论： 植物每一个具有完整细胞核的体细胞，都含有植物体的全部遗传信息，在适当条件下，具有发育成完整植株的潜在能力。 1958年Steward等人在以胡萝卜根组织为外植体的组织培养实验中，证实了细胞的全能性。,2.相关名词,分化differentiation： 细胞在分裂过程中发生结构和功能上的改变，从而在个体发育中形成各类组织和器官完成整个生活周期。 脱分化dedifferentiation: 已分化好的细胞在人工诱导条件下，恢复分生能力，回复到分生组织状态的过程。 再分化redifferentiation: 脱分化后具有分生能力的细胞再经过与原来相同的分化过程，重新形成各类组织和器官的过程。,三、植物组织培养的类型,1.根据培养基分类,2.根据外植体分类,植株培养,扦 插 苗 培 养,种 子 苗 培 养,器官培养,根系培养,茎段培养,花器培养,果实培养,种子培养,叶片培养,人参根消毒、接种操作程序图,菊花茎尖消毒、接种操作程序图,茎段培养成苗示意图,茎段培养成苗示意图,组织培养,分生组织培养,薄壁组织培养,输导组织培养,胡萝卜形成层(分生组织)培养示意图,胚胎培养,胚乳培养,原胚培养,胚珠培养,种胚培养,败育,胚培养,细胞培养,看护培养,平板培养,悬浮培养,微室培养,非融合 培养,融合 培养,原生质 培养,四、植物组织培养的特点 （Characteristics of Plant Tissue Culture Techniques）,1、培养条件可以人为加以控制,2、繁殖系数大，培养周期短,3、管理方便，有利于实现工厂化生产和自动化控制,五、组织培养发展历史 （Historical Perspectives）,1902年Haberlandt首次进行离体细胞实验，发 表了“植物离体细胞培养实验”报告； 1934年White由番茄根建立了第一个活跃生长的 无性系，第一次器官培养； 1939年White、Gautheret和Nobecourt愈伤组织 培养实验成功，第一次进行细胞/组织培养； 1957年Skoog和Miller提出了有关植物激素控制 器官形成的概念，通过改变培养基中生长素和 细胞分裂素这两类生长调节物质的相对浓度可 以控制器官的分化；,1958年Steward在胡萝卜愈伤组织培养中形成了 体细胞胚； 1960年Morel提出了一个离体无性繁殖兰花的方 法；繁殖系数高，迅速建立起“兰花工业”； 1962年Murashige和Skoog为烟草组织培养建立 了培养基，此培养基被证明适合大部分植物的 组织培养，至今仍被广泛使用。 自60年代以来，组织培养技术得到了飞速发展 ，特别是进30年来，迄今进行组培的植物已达 3000多种，已从开始时的纯学术性研究，发展 到今天有巨大应用价值的技术。,六、组织培养步骤,六、组织培养步骤,六、组织培养步骤,转移到温室,大田移栽和生长,七、影响木本植物器官发生的主要因子,1、基因型与外植体,2、培养基与激素,（1）生长素类 在组织培养中，生长素主要被用于诱导愈伤组织形成，诱导根的分化和促进细胞分裂、伸长生长。在促进生长方面，根对生长素最敏感。 在极低的浓度下，（mg/L）就可促进生长。 IAA（吲哚乙酸） NAA（萘乙酸） IBA（吲哚丁酸） 2，4D（2，4二氯苯氧乙酸） （2）细胞分裂素类 这类激素是腺嘌呤的衍生物 6-BA（6苄基氨基嘌呤） Kt（激动素） ZT（玉米素） 生长素与细胞分裂素的比例决定着发育的细胞类型，决定着愈伤组织再分化， 是长根还是长芽。,3、其他因素 光照、温度等培养条件对诱导木本植物器官发生再生植株起着重要调控作用。,八、木本植物组培中的主要问题,1、褐变 2、玻璃化 培养物的嫩茎、叶片往往会呈半透明状，呈水迹状，这种现象通常称为玻璃化。 3、生根困难,九、组织培养的应用,1、快速繁殖苗木 快繁方法： 茎尖、茎段、鳞茎盘培养产生腋芽； 根、叶等培养产生不定芽； 愈伤组织诱导产生不定芽等。 2、获得无毒苗木 采用微茎尖组织培养可以得到无病毒苗木。成为解决病毒病危害和品种退化问题的一个重要途径。如利用茎尖培养可解决马铃薯种薯、甘薯、大蒜退化问题。,3、为农作物育种上提供手段,4.保存种质,1.倍性育种，缩短育种年限，杂种优势明显。,2.克服远缘杂交的不亲合性,3.克服远缘杂交的不孕性,4、实现工厂化育苗,十、现状,目前全世界通过组织培养能再生的植物种类已有130个科，1500个种，其中木本植物达两百余种。 美国1978年已经开始用火炬松优树的组培苗进行小面积造林。如1983年，美国布里格斯苗圃就有了每年可生产100万株组培苗的规模。 新西兰林业研究中心用组培方法生产辐射松优质苗，达200万株左右。 荷兰也能大量生产栎树和其他硬阔叶树的组培苗。此外，德国、加拿大、巴西等在三倍体山杨、云杉、杨树、桉树等树种的组培方面进行了较为系统的研究，使林木组织培养的苗木进入工厂化和实用化的阶段。,十、现状,我国进行组织培养和试管繁殖的植物总计445种，（木本150种，花卉139种，药用植物53种，园艺植物29种，谷类和豆类44种，其他16种），已形成规模化生产的有5060种。 在林木组织培养方面先后分别有杨属、杉木、马尾松、泡桐、桉树、落叶松、火炬松、湿地松、马褂木、柚木、和桑树等树种从器官、茎尖、成熟胚、花药和愈伤组织诱导成苗。 自1