菊花组织培养(公开课).ppt

菊花的组织培养 植物的组织培养 是指在人工培养基上 离体培养植物的器官 组织 细胞 并使其生长 增殖 分化以及再生植株的技术 组织培养 1 植物组织培养的原理是什么 植物细胞具有全能性 思考 一 植物组织培养的基本过程 一 细胞的全能性 1 定义 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞 都具有发育成完整个体的潜能 2 原因 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 全套基因 从理论上讲 生物体的任何一个细胞都具有发育成完整个体的潜能 但是在个体发育中 细胞并不能表现出全能性 而是分化成各种组织和器官 这是因为在特定时间和空间条件下 细胞中的基因会有选择性的转录翻译出各种不同的蛋白质 从而构成生物体不同的组织和器官 10个 14 200多种 生物体的每一个体细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质 全套基因 基因的选择性表达 1 全能性高则分化程度低全能性最高的是受精卵 还没有分化 个体发育其实就是受精卵不断分裂分化的过程 越往后细胞分化程度越高 体细胞是高度分化的细胞也是全能性最低的细胞 2 全能性的大小受精卵 生殖细胞 卵细胞 精子等 体细胞植物细胞 动物细胞 动物细胞核具全能性 3 细胞的全能性与细胞分化程度的关系 例1 下列有关细胞全能性的含义 正确的是 A 每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能 B 生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能 C 生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能 D 生物体的每个细胞都经过产生 分裂 分化 生长 衰老 死亡的全过程 正确答案 C 例2 在生物体内 细胞没有表现出全能性 而是分化为不同的组织 器官 是因为 正确答案 A 细胞丧失了全能性 B 基因的表达有选择性 C 不同的细胞内基因不完全相同 B 科学研究表明 处于离体状态的植物活细胞 在一定的营养物质 激素和其他外界条件的作用下 就可能表现出全能性 发育成完整的植株 人工条件下实现的这一过程 就是植物组织培养 二 植物组织培养的过程 离体的植物组织或细胞 外植体 愈伤组织 胚状体 根 芽 植物体 脱分化 再分化 外植体 用于离体培养的植物器官或组织片段 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 已经分化的植物器官 组织或细胞 当受到创伤或进行离体 也受到创伤 培养时 已停止分裂的细胞 又重新恢复分裂 细胞改变原有的分化状态 失去原有结构和功能 成为具有未分化特性的细胞 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 4 胚状体 具有胚根和胚芽的结构胚状体包裹着人工胚乳和人工种皮可以制成人工种子 2 影响植物组织培养的因素 营养 矿质元素 大量元素 微量元素 植物激素 细胞分裂素 生长素 环境条件 适宜光照 温度 PH 外因 内因 植物种类 同一种植物材料的年龄 保存时间的长短 有机物 蔗糖 氨基酸等 1 外植体的选取不同植物的组织培养难度不同同一种植物的不同组织培养难度不同2 培养基的配制 MS培养基 大量元素 C H O N P K Ca Mg S微量元素 B Mn Cu Zn Fe Mo I Co有机物 甘氨酸 烟酸 肌醇 维生素 蔗糖等植物激素 生长素 细胞分裂素等凝固剂 琼脂 2 高等植物是光能自养型生物 为什么在植物组织培养过程中还需要提供有机物培养基 1 同微生物培养基相比 MS培养基的配方有哪些明显的不同 微生物培养基以有机营养为主 与微生物的培养不同 MS培养基则需提供大量无机营养 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 此时的组织或细胞为离体的 细胞所生活的环境为液体有机物营养环境 而不能体现其整个植物体的光能自养 思考 植物激素中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 植物激素的浓度 使用的先后顺序以及用量的比例等 都会影响实验结果 3 不同植物激素使用顺序和使用量 按照不同的顺序使用这两类激素 会得到不同的实验结果 当同时使用这两类激素时 两者用量的比例影响植物细胞的发育方向 生长素 细胞分裂素 4 消毒在培养的整个过程中 都需要是一个无菌环境 植物组织培养用的培养基 含有植物生长发育所需要的各种营养物质 这些营养物质同样为细菌等微小的生物提供了适合的营养 在这种培养基上 细菌等微小的生物比植物细胞具有更强的新陈代谢能力 它们比植物细胞生长 繁殖得更快 而且它们会产生毒素 使培养的植物细胞很快中毒死亡 因此 植物组织培养要想取得成功 必须有效地防止细菌等的污染 保证培养材料 培养基 培养用具完全无菌 为了达到这一要求 就要在植物组织培养过程中进行一系列的消毒 灭菌 并且要求无菌操作 1 培养基的灭菌 高压蒸汽灭菌 2 外植体的消毒 酒精 氯化汞 3 接种的无菌操作 酒精 酒精灯 灼烧 4 无菌箱中的培养 5 移栽到消过毒的环境中生存一段时间 在整个操作过程中 是如何来实现无菌环境的 5 pH 温度 光照菊花 pH 5 8温度控制在18 22 每日光照12h 三 植物组织培养的应用 现在已有胡萝卜 芹菜 柑橘 咖啡 棉花 玉米 水稻 橡胶等几十种植物的人工种子试种成功 但由于成本较高 中国尚未应用于生产 一 制备MS固体培养基 1 配制各种母液 配制母液时 大量元素浓缩 微量元素浓缩 常温保存 激素类 维生素类以及用量比较小的有机物可以按照1mg ml的质量浓度单独配制母液 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 实验操作过程 10倍 100倍 2 配制培养基 琼脂加水并加热熔化加入蔗糖加入各种母液加蒸馏水定容调PH分装3 灭菌 高压蒸汽灭菌 二 外植体消毒 取菊花嫩枝 加洗衣粉刷洗 流水冲洗 70 酒精消毒 无菌水冲洗 0 1 氯化汞溶液消毒 无菌水冲洗至少三次之上 三 接种 接种前 用体积分数70 的酒精将工作台擦拭 然后点燃酒精灯 所有的接种操作必须在酒精灯旁进行 并且每次使用器械后 都要用火焰灼烧灭菌 将外植体插入培养基中应注意方向 不要倒插 每瓶接种6 8块外植体 四 培养 接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养 培养期间定期消毒 温度控制在18 22 并且每天用日光灯光照12h 五 移栽 移栽生根的菊花试管苗之前 应先打开培养瓶的封口膜 让试管苗在培养间生长几日 然后用清水清洗根部的培养基 将幼苗移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间 等幼苗长壮后再移栽到土壤中 六 栽培 每天要观察记录幼苗的生长情况 适时浇水 施肥 直至开花 课题延伸 一般来说容易进行无性繁殖的植物 也容易进行组织培养 例1 植物组织培养形成的愈伤组织进行培养 又可以分化形成根 芽等器官 这一过程称为 正确答案 C 例2 下列不能作为植物组织培养的材料是 正确答案 D 练习1 答 植物组织培养所利用的植物材料体