植物组织培养重点.doc

名词解释1.外植体：由活植物体上切取下来的可以用于组织培养的组织或器官。2.愈伤组织：在人工培养基上由外植体长出来的一团无序生长的薄壁细胞（细胞排列疏松、无规则）。3. 植物细胞的脱分化：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。4. 植物细胞的再分化：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。5. 试管苗的玻璃化植物组培玻璃化苗的1、叶和嫩梢呈水晶透明或半透明水渍状；2、整株矮化肿胀、失绿；3、叶片皱缩成纵向卷曲，脆弱易碎；4、叶表缺少角质层蜡质，没有功能性气孔，不具栅栏组织，仅有海绵组织。玻璃化现象的预防措施：1、适当控制培养基中无机盐浓度 2、 适当控制培养基中蔗糖和琼脂浓度 3、 适当降低细胞分裂素和赤霉素浓度4、增加自然光照，控制光照时间5、改善培养皿的气体交换状况6、控制好温度7、在培养基中添加其他物质6.胚性感受态：体胚发生的相对容易程度。7.人工种子 又称合成种子或体细胞种子。任何一种繁殖体，无论是在涂膜胶囊中包裹的、裸露的或经过干燥的，只要能够发育成完整的植株，均可称人工种子。8.微室培养法：即将细胞培养在很少量的培养基中。9.看护培养法：指用一块活跃生长的愈伤组织来看护单个细胞，并使其生长和增殖的方法。 10.植板效率：已形成细胞团的百分数，即每100个铺在平板上的细胞中有多少个长出细胞团。11. 试管外生根：将生根诱导与驯化培养结合在一起.试管内生根：茎芽生根诱导有2条途径，其中一途径为试管内生根，在试管内诱导枝条生根叫试管内生根12. 植物离体保存：将离体培养的植物细胞、组织、器官或试管苗，保存于人工环境下，一般需要在低温或超低温条件下进行，以抑制其生长，达到长期保存的目的。13超低温保存：低温从4往下推 ，80（干冰温度），196以下的低温称为超低温。问答题1. 母液：为了避免每次配制培养基都要对几十种化学药品进行称量，将培养基中的各种成分按质量的特定倍数称量配制成的浓缩液。2. 植物激素生长素类 生长素主要促进细胞分裂的生长，促进细胞脱分化，有利于诱导愈伤组织的产生，生长素与细胞分裂素同时使用有协调作用，在离体培养分化调节中，生长素促进根的形成抑制芽的形成，液体培养中利于体细胞胚胎发生。常用IAA、IBA、NAA、2,4-D。细胞分裂素类：促进细胞分裂和扩大，调解器官分化，延缓组织衰老，增强蛋白质合成，能改善其它激素作用，离体培养中，促进不定芽的发生，与生长素协调作用可有效控制培养物的生长与分化。常用6-BA、ZT、KT、2iP。 赤霉素类：促进细胞伸长生长、诱导花芽形成、打破种子休眠以及诱导单性结实等生理功能。有20多种，目前主要是赤霉酸GA3。离体培养下，还与生长素协调作用对形成层分化有影响，刺激体细胞胚进一步发育成植株。（4）脱落酸：对某些植物体细胞胚发生的特异基因表达起调控作用，激活相关基因的表达，大量合成贮藏蛋白、晚期胚胎丰富蛋白和少量胚胎发生特异性蛋白。通常低浓度促进体细胞胚发生，高浓度抑制体细胞胚的发生。3. 芽的增殖途径（一）通过愈伤组织 利用植物细胞在培养中无限增殖的可能性以及它们的全能性，可以对若干种植物类型进行快速繁殖。由这些植物的器官或组织诱导形成的愈伤组织，通过器官发生或体细胞胚胎发生都可以分化出植株。 （二）不定芽形成：产生不定芽的器官：根（福禄考属植物、苹果的某些无性系、悬钩子属植物）、鳞茎（风信子基部受伤以后）、叶（秋海棠、天竺葵等）。通过培养基中适当配比激素的影响，就是那些在正常情况下不能进行营养繁殖的植物，如芸苔属植物、除虫菊、亚麻以及番茄等，也能由叶段和茎段上长出不定芽来。 （三） 增强腋芽生枝能力（四） 单节段扦插：在某些植物中，通过调节培养基中的激素组成还不能使腋芽由顶端优势下解放出来，原来存在于外植体上的芽只能长成一个不分枝的茎。在这种情况下，则须将待繁殖的枝条剪成单节茎段，接种在培养基上，过一定时间成苗后，再将它剪成单节茎段，经继代培养后又可成苗。（五） 原球茎：1960年，Morel提出了一个离体无性繁殖兰花的方法，繁殖系数极高。当把兰花离体茎尖进行培养时，它们不是长成带叶的枝条，而是形成一个扁球状体，基部着生假根。在茎尖培养中，这种原球茎起源于叶片的表皮或下表皮细胞。某些原球茎还能进行增殖，形成原球茎丛，其中最多可包含十几个原球茎。4原生质体融合方法：1、自发融合 2、诱发融合（物理和化学方法）：1、NaNO3法：NaNO3的作用：中和质膜的负电荷，使原生质体不再相互排斥，而紧密结合在一起。不足：诱导频率不高。2、 高pH-高Ca离子法：优点：杂种产量高。不足：高pH值对细胞有毒害作用。3、PEG法：PEG是一种带负电性的高分子化合物，在原生质体融合中起到一种桥梁作用，可以使原生质体凝聚。在洗脱过程中，PEG将被洗掉，导致质膜表面电荷重排。粘连的质膜大面积紧密相连，电荷的重排导致一个原生质体的负性电荷部位与另一原生质体的正性电荷部位相连而导致融合。融合频率高可重复性强诱发融合无特异性毒性较低4、电融合法原理：交流电场使原生质体表面电荷偶极化，沿着电极排列，形成串珠。 施加直流电场后，形成串珠的原生质体在质膜接触处发生穿孔，开始遗传物质的交流。5. 褐变是指外植体在培养过程中体内的多酚氧化酶被激后活，使细胞内的酚类物质氧化成棕褐色醌类物质，这种致死性的褐化物不但向外扩散致使培养基逐渐变成褐色，而且还会抑制其他酶的活性，严重影响外植体的脱分化和器官分化，最后变褐而死亡的现象。褐变的产生：1.植物种类：一般木本植物，单宁、色素含量高的植物易发生褐变 2.外植体的生理状态：一般幼龄材料，幼嫩器官和组织，春季取外植体，褐变发生较轻 3.培养基的成分：培养基中的细胞分裂素类如6-BA或KT促进褐变发生，而生长素类如IAA可减轻褐变发生。 4.材料转移时间 5.基因型褐变的防止措施：1、选择适宜的外植体及最佳培养基：适当降低培养基无机盐浓度，降低PH值，降低细胞分裂素水平等，可显著减轻培养物褐变 2、连续转移3、加抗氧化剂：如硫代硫酸钠、抗坏血酸 4、加多胺类物质：如精胺、亚精胺5、加活性碳6. 为什么要进行试管苗的驯化移栽 ？1、试管苗移栽是组织培养过程的重要环节，这个工作环节做不好，就会造成前功尽弃。为了做好试管苗的移栽，应该选择合适的基质，并配合以相应的管理措施。2、必须通过炼苗，例如通过控水、减肥、增光、降温等措施，使她们逐渐地适应外界环境，从而使生理、形态、组织上发生相应的变化，使之更适合于自然环境，保证试管苗移栽成功。3、从叶片上看，试管苗的角质层不发达，叶片通常没有表皮毛，或较少表皮毛，甚至叶片上出现了大量的水孔，气孔的数量大小也超过普通苗。所以，试管苗更适合于高湿的环境生长，当将它们移栽到试管外环境时，试管苗失水率会很高，容易死亡。因此，为了改善情况，要经过与外界相适应的驯化处理，通常采取的措施有：对外界要增加湿度、减弱光照；对试管内要通透气体、增施二氧化碳肥料、逐步降低空气湿度等。4、对栽培驯化基质要进行灭菌是因为试管苗在无菌的环境中生长，对外界细菌、真菌的抵御能力极差。为了提高其成活率，在培养基质中可掺入75%的百菌清可湿性粉剂200-500倍液，以进行灭菌处理。7.外植体的选择： 原则：1.易于离体培养的种类、品种、类型；2.生产上或研究上意义比较大的种类、品种、类型考虑因素：1.外植体的类型:(茎尖)生长速度快,遗传稳定,无病毒分布,但材料有限.为此茎段也是重要来源.(叶片)采用幼嫩的叶片较好.(花蕾)在花诱导之前细胞的脱分化容易发生,故外植体常取发育早期阶段的花即花蕾.(胚)大多数花卉都可用胚培养的方式进行快繁. 2.年龄和着生部位:植株的生理年龄越小,外植体的再生能力越强,培养成功的可能性越大.同一植株上接近基部的枝条,生理年龄越小 3.取材季节和时间:对培养材料的启动和培养至关重要.一般在生长季夏季 4.大小(大:不易灭菌 小:不易成活):一般0.5-1厘米 脱毒培养0.2-0.5厘米 污染原因:1.病原菌污染(细菌,真菌) 2.外植体、培养基、培养器皿带菌 3.操作人员未遵守操作规程。 污染预防措施：1.防止材料带菌 2.防止用具带菌 3.操作室要处于无菌状态 4.操作人员要按照操作程序进行 8.影响花药诱导频率的因素 花粉发育时期是影响培养效果的重要因素。对多数植物来说，单核中期或晚期的花粉最容易形成花粉胚或花粉愈伤组织。 花药供体植株的生长条件、年龄、基因型对花药培养反应的影响是很大的。不同季节、栽培环境、不同部位的花蕾，其花粉的生理状态不同。多数情况下幼年植株优于老年植株。 培养基是花药培养中影响花粉启动和再分化的重要条件。1）基本培养基：关于水稻、小麦的花药培养基，在N6培养基上，水稻花粉的出愈率大幅度提高。C17和W14培养基，它们可以大幅度提高小麦的花药出愈率。 2）培养基中的植物生长物质的种类会影响花粉发育的途径3）培养基中糖的种类对花粉胚的诱导和分化重要影响。4）氮源和硝酸银5）其他成分和pH值6）活性炭逆境处理对小孢子胚胎发生的诱导作用（低温、热激、射线处理、秋水仙素处理、营养饥饿、重金属胁迫）。低温预处理可以提高花粉胚的诱导频率，培养温度是影响花药反应的一个重要因素。较高的温度虽能诱导较高频率的花粉愈伤组织，但愈伤组织分化白化苗的频率也高。控制培养温度仍是减少白化苗的一个有效措施。附加题1. 植物组织培养在农业上的应用：（育种？举例）快繁：人工种子、茎尖培养脱毒：微芽嫁接、茎尖培养克服杂交不亲和：花药培养、细胞融合种质资源保存和交换：愈伤组织培养、茎尖培养3.植物组织培养的发展简史:1.Haberlandt(德国)：观点: 高等植物的组织和器官可以分割成单个细胞贡献：提出细胞全能性&首次进行离体细胞培养