第3章愈伤组织培养

1、第3章愈伤组织培养 第三章 愈伤组织培养 第3章愈伤组织培养 本章内容本章内容 一、植物的组织培养一、植物的组织培养 二、愈伤组织培养二、愈伤组织培养 三、植物脱毒及快速繁殖技术三、植物脱毒及快速繁殖技术 四、器官培养四、器官培养 第3章愈伤组织培养 组织培养常见的概念组织培养常见的概念 1.外植体（外植体（explant）：从植物体上分离下来的用于 离体培养的材料。 2.分化（分化（differentiation）：细胞在分裂过程中发生 结构和功能上结构和功能上的改变，从而在个发育中形成各类组 织和器官完成整个生活周期。 3.脱分化（脱分化（dedifferentiation）:已分化好的细

2、胞已分化好的细胞在 人工诱导条件下，恢复分生能力，回复到分化组织 状态的过程。 4.再分化（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。 第3章愈伤组织培养 5.愈伤组织（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，多在外植体切 面上产生。 6.胚状体（胚状体（embroid）:对应于胚（embryo）， 在离体培养过程中产生一种形似胚（具有明显的 根端和芽端），功能与胚相同的结构。胚状体原 始细胞特征：原生质浓厚，细胞核较大，处于细 胞质中央。 7.人工种子人工种子(

3、artificial seed): 指将植物离体培养产生的体细胞胚包埋在含有营 养成分和保护功能的物质中,在适宜条件下发芽出 苗的颗粒体。 第3章愈伤组织培养 第一部分、植物组织培养 第3章愈伤组织培养 一、植物组织培养的概念 广义：又叫离体培养，指从植物体分离 出符合需要的组织、器官或细胞、原生质 体等，通过无菌操作，在人工控制条件下 进行培养以获得再生的完整植株或生产具 有经济价值的其他产品的技术。 狭义：组培指用植物各部分组织，如形成 层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培 养获得再生植株，也指在培养过程中从各 器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再 经过再分化形成再生植物。 第3章愈伤组织

4、培养 二、植物组织培养的重要意义： 加速无性繁殖； 获取脱毒苗; 扩大变异范围； 加速亲本材料的纯化。一般选育自交系需 46代花粉培养获得单倍体植株，染色体 加倍后即为纯合二倍体。 种质资源的试管保存。 为基因工程的全面实施人工控制遗传方向 打下基础。 第3章愈伤组织培养 (1)克服远缘杂交后代不育性和杂交不亲和 性。 (2)通过原生质体融合获得体细胞杂种和胞 质杂种。 (3)倍性育种：通过胚乳培养获得三倍体； 通过花粉和花药培养进行单倍体育种。 (4)结合诱变育种在试管内进行优良变异的 诱导、选择和繁殖。 主要体现在： 第3章愈伤组织培养 三三、植物组织培养的理论依据、植物组织培养的理论依据

5、 l植物细胞的全能性： 指每个植物细胞都具有形成完整植株的潜 在能力，因为每个细胞都具有全套的遗传 基因，无论是性细胞还是体细胞在特定条 件下可以进行表达。 第3章愈伤组织培养 五、植物组织培养的应用五、植物组织培养的应用 1.无性系快速繁殖 ； 2.花药培养和花粉单倍体育种加快育种过程； 3.药用植物的工厂化生产（如人参）； 4.种质的保存和基因库的建立； 5.突变体的筛选培育。 第3章愈伤组织培养 第二部分、外植体的选择和培养第二部分、外植体的选择和培养 一、外植体的选择: 外植体部位; 取材季节; 器官和生理状态和发育年龄; 外植体的大小。 第3章愈伤组织培养 二、外植体的灭菌 总的原则

6、：采用各种方法包括物理方法物理方法和化学化学 方法方法去除外植体的表面微生物。 1、茎尖、茎段及叶片等的消毒： 用清洁剂清洗-75%酒精浸泡10-20sec-无菌水洗2- 3次-Naclo或升汞溶液泡10-30min-无菌水洗3-4次 2、果实和种子的消毒： 自来水冲洗10-30min-70%酒精漂洗-2%Naclo液浸 2030min-无菌水2-3次-取出种子培养 第3章愈伤组织培养 3、根及地下部器官的消毒： 自来水冲洗-纯酒精漂洗-升汞浸5-10min 或2%Naclo液浸10-3min-无菌水洗3次。 4、花药的消毒： 70%酒精浸泡数秒钟-无菌水洗2-3次-漂 白粉上清液浸10min

7、-无菌水洗2-3次。 第3章愈伤组织培养 三、外植体接种和培养三、外植体接种和培养 1、外植体的接种 （1）接种室的消毒:用70%酒精喷雾使细菌 和真菌孢子随灰尘的沉降而沉降,再用紫外 灯照射20min；或用高锰酸钾与甲醛蒸气熏 蒸。超净工作台可用新吉尔灭或酒精擦洗， 其它一切器皿、衣物都要经严格的灭菌才 能带进接种室。 （2）接种：左手拿试管或三角瓶，右手拿 接种针或镊子接种，瓶口要靠近酒精灯火 焰、接种动作要快，以免造成污染。 第3章愈伤组织培养 2.培养方法 （1）根据外植体不同可分为： 胚胎培养 器官培养 组织培养 细胞培养 原生质体培养； 第3章愈伤组织培养 1、胚胎培养 指以从胚珠

8、中分离出来的成熟或未成熟 胚为外植体的离体无菌培养。 2、器官培养 指以植物的根、茎、叶、花、果等器官为外植 体的离体无菌培养，如根的根尖和切段，茎的茎 尖、茎节和切段，叶的叶原基、叶片、叶柄、叶 鞘和子叶，花器的花瓣、雄蕊（花药、花丝）、 胚珠、子房、果实等的离体无菌培养。 第3章愈伤组织培养 3、组织培养 指以分离出植物各部位的组织（如分生组织、形 成层、木质部、韧皮部、表皮、皮层、胚乳组织、 薄壁组织、髓部等），或已诱导的愈伤组织为外 植体的离体无菌培养。这是狭义的植物组织培养。 4、细胞培养 指以单个游离细胞（如用果酸酶从组织中分离的 体细胞，或花粉细胞，卵细胞）为接种体的离体 无菌培

9、养。 5、原生质体培养。 指以除去细胞壁的原生质体为外植体的离体无菌 培养 第3章愈伤组织培养 （2）根据培养方式不同可分为： 固体培养 液体培养 半固体培养 双层培养； 第3章愈伤组织培养 3.培养条件：温度、湿度、光照、PH值、氧 和其它气体； 4.外植体褐变及其防止： (1)培养基中加入抗氧化剂； (2)用抗氧化剂浸泡外植体后再接种； (3)减少光照强度或在黑暗条件下培养； (4)多次更换培养基达到稀释释效应； (5)加入多胺类物质，如精胺、亚精胺通过 刺激细胞分裂，加速组织生长，减少褐化。 第3章愈伤组织培养 四、影响植物组培的因素四、影响植物组培的因素 1.植物因素：(1)基因型，(

10、2)植物年龄，(3)组 织和器官的年龄，(4)植物的生理状态，(5) 取材年份及生长条件，(6)取材部位及大小。 2.培养基因素：无机盐、有机化合物、植物 激素、天然提取物、琼脂、PH值、渗透压、 活性炭。 3.环境因素：(1)光照：包括光强、光质、光 周期，(2)温度，(3)湿度，(4)气体。 第3章愈伤组织培养 第二部分、愈伤组织培养、愈伤组织培养 第3章愈伤组织培养 植物受伤后于伤口表面形成的一团薄壁植物受伤后于伤口表面形成的一团薄壁 细胞，通常分为胚性愈伤组织和非胚性愈细胞，通常分为胚性愈伤组织和非胚性愈 伤组织；伤组织； 在组织培养中，指在人工培养基上由外在组织培养中，指在人工培养基

11、上由外 植体长出的一团无序生长的薄壁细胞。植体长出的一团无序生长的薄壁细胞。 愈伤组织愈伤组织: 几个相关概念 第3章愈伤组织培养 体细胞胚： 是由体细胞组织（一般指愈伤组织）经培 养再分化形成； 形成过程：胚性愈伤组织形成后，有的在 胚性愈伤组织诱导培养基上能直接形成体 细胞胚，如花生、小麦，但还有些情况， 必须将胚性愈伤组织转移到体细胞胚诱导 培养基上才能形成体胚。 性细胞胚： 是由性细胞（包括卵细胞和精细胞）再分 化形成。 第3章愈伤组织培养 一、一、愈伤组织的诱导愈伤组织的诱导 l 愈伤组织的诱导：愈伤组织的诱导：植物的组织、细胞植物的组织、细胞 在离体培养时，如果给予一定条件，使已在

12、离体培养时，如果给予一定条件，使已 分化成熟、即停止分裂的细胞经脱分化又分化成熟、即停止分裂的细胞经脱分化又 再重新分裂、增殖、生长再重新分裂、增殖、生长的的形成未分化的形成未分化的 愈伤组织的现象愈伤组织的现象过程。过程。 第3章愈伤组织培养 1、诱导材料 一般来讲，花药、幼胚、茎尖培养容易形 成胚性愈伤组织或直接形成胚状体，但茎、叶 片、叶柄等外植体在适宜的培养基上也能形成 胚性愈伤组织或胚状体。 2、诱导条件 胚性愈伤组织诱导培养基一般只加生长素， 并以2，4D效果最好。但植物不同或组织不 同，添加的浓度差别很大。如小麦幼胚培养适 宜 2，4D浓度为2mg/L，甘薯茎尖培养为0。 22。

13、0mg/L，因品种不同而不同 第3章愈伤组织培养 愈伤组织的形成大致经过： 1、起始期（诱导期） 2、分裂期 3、形成期 但三个时期没严格界限。 二、愈伤组织的形成二、愈伤组织的形成 第3章愈伤组织培养 1.起始期（诱导期） ： 指细胞准备进行分裂的时期，当外植 体已分化的活细胞在外源植物生长物质的 作用下，通过脱分化起动而进入分裂和形 成愈伤组织。 第3章愈伤组织培养 l培养条件下的细胞脱分化 培养条件下使一个已分化的细胞回 复到原始无分化状态或分生细胞状态的 过程就是细胞脱分化 （dedifferentiationdedifferentiation） 第3章愈伤组织培养 （1）、植物细胞的

14、分类： 茎尖、根尖及形成层细胞、始终保持分 裂能力 表皮细胞及各种薄壁细胞，受到外界刺 激后可重新启动分裂 筛管、导管、气孔保卫细胞等特化细胞 永久失去分裂能力 第3章愈伤组织培养 （2）、）、 第3章愈伤组织培养 （3 3）、诱导脱分化过程中细胞形态、结构变）、诱导脱分化过程中细胞形态、结构变 化：化： 细胞大小没有多大变化；细胞大小没有多大变化； 细胞质显著变浓；细胞质显著变浓； 大液泡消失；大液泡消失； RNA含量迅速增加，细胞核体积明显含量迅速增加，细胞核体积明显 增大增大并逐渐移位至细胞中央；并逐渐移位至细胞中央； 细胞器增加。细胞器增加。 第3章愈伤组织培养 （4 4）、细胞脱分化

15、的重要特征：）、细胞脱分化的重要特征： 液泡蛋白体的出现液泡蛋白体的出现 质体转变为原质体质体转变为原质体 第3章愈伤组织培养 （5）、诱导期的长短）、诱导期的长短 诱导期因植物种类和外植体的生理状况诱导期因植物种类和外植体的生理状况 和外部因素而异，如胡萝卜的诱导期要好和外部因素而异，如胡萝卜的诱导期要好 几天，新鲜的菊芋块茎则只要几天，新鲜的菊芋块茎则只要22h，但菊芋，但菊芋 块茎经过块茎经过5个月的贮藏后，诱导期则须延长个月的贮藏后，诱导期则须延长 到到40h以上。以上。 第3章愈伤组织培养 2、分裂期：、分裂期： 划分：细胞从开始分裂到持续分裂的时期划分：细胞从开始分裂到持续分裂的时

16、期 分裂期是指细胞通过一分为二的分裂，不断增分裂期是指细胞通过一分为二的分裂，不断增 生子细胞的过程。外植体的细胞一旦经过诱导，生子细胞的过程。外植体的细胞一旦经过诱导， 其外层细胞开始迅速分裂，使细胞脱分化。其外层细胞开始迅速分裂，使细胞脱分化。 第3章愈伤组织培养 分裂期主要表现如下分裂期主要表现如下： 1. 细胞的数目迅速增加。如胡萝卜培养细胞的数目迅速增加。如胡萝卜培养7天后，细天后，细 胞数可增加胞数可增加10倍；倍； 2. 每个细胞平均鲜重下降。这是由于细胞鲜重的增每个细胞平均鲜重下降。这是由于细胞鲜重的增 加不如细胞数目的增加快的缘故；加不如细胞数目的增加快的缘故； 3. 细胞体

17、积小，内无液泡，如同根尖和茎尖的分生细胞体积小，内无液泡，如同根尖和茎尖的分生 组织细胞特性；组织细胞特性； 4 细胞的核和核仁增大到最大；细胞的核和核仁增大到最大； 5. 细胞中细胞中RNA含量减少，而含量减少，而DNA含量保持不变；含量保持不变； 6. 随着细胞不断分裂和组织生长，细胞的总干重、随着细胞不断分裂和组织生长，细胞的总干重、 蛋白质和核酸含量大大增加，新细胞壁的合成极蛋白质和核酸含量大大增加，新细胞壁的合成极 快。快。 第3章愈伤组织培养 分裂期的愈伤组织的共同特征是：分裂期的愈伤组织的共同特征是： 细胞分裂快，结构疏松，缺少有组织细胞分裂快，结构疏松，缺少有组织 的结构，维持

18、其不分化的状态。的结构，维持其不分化的状态。 第3章愈伤组织培养 3、形成期：从愈伤组织到器官发生、形成期：从愈伤组织到器官发生 形成期是指外植体经过诱导期和分裂期后形形成期是指外植体经过诱导期和分裂期后形 成了无序结构的愈伤组织的时期。成了无序结构的愈伤组织的时期。 进入形成期后，细胞的平均大小相对稳定，进入形成期后，细胞的平均大小相对稳定， 不再减少，细胞分裂由原来局限在组织外缘的平不再减少，细胞分裂由原来局限在组织外缘的平 周分裂转为组织内部较深层局部细胞的分裂，结周分裂转为组织内部较深层局部细胞的分裂，结 果形成瘤状或片状的拟分生组织果形成瘤状或片状的拟分生组织 （meristemoi

19、d），称做分生组织结节。），称做分生组织结节。 第3章愈伤组织培养 分生组织结节可以成为愈伤组织的生长分生组织结节可以成为愈伤组织的生长 中心，或者进一步分化为维管组织结节中心，或者进一步分化为维管组织结节 由分生组织结节外围的细胞作平周分裂由分生组织结节外围的细胞作平周分裂 成为形成层状细胞，并形成了部分维管组成为形成层状细胞，并形成了部分维管组 织如管胞、纤维细胞等，但不形成维管系织如管胞、纤维细胞等，但不形成维管系 统。统。 由于此期细胞分裂已基本停止，细胞内由于此期细胞分裂已基本停止，细胞内 发生生理代谢等的变化而开始形成一些不发生生理代谢等的变化而开始形成一些不 同形态和功能的细胞，

20、因此有人又将此期同形态和功能的细胞，因此有人又将此期 称为分化期。称为分化期。 第3章愈伤组织培养 三、愈伤组织类型及特征三、愈伤组织类型及特征 物理结构上可分为：物理结构上可分为： 1.结构致密型：表面光滑有光泽，结构致密，结构致密型：表面光滑有光泽，结构致密， 多为淡黄色或白色，易于再生芽多为淡黄色或白色，易于再生芽 2.结构松散型：多为白色，可以用于悬浮系结构松散型：多为白色，可以用于悬浮系 建立。建立。 第3章愈伤组织培养 生理状态上可分为： 1、胚性愈伤组织胚性愈伤组织（Embryonenic callus）: 容易形成体胚 特点：表面光滑，组织结构紧凑，细胞小、再 生能力强 2、非

21、胚性愈伤组织非胚性愈伤组织：表面粗糙、组织结构疏松、细 胞大 一般，非胚性愈伤组织诱导率较高，可达到 100，即100的外植体可以形成愈伤组织；而 胚性愈伤组织诱导率相对较低。 第3章愈伤组织培养 四、影响愈伤组织形成的因素四、影响愈伤组织形成的因素 1、生长调节物质（激素）：影响最大，培养基 中加入生长素类有效，尤其2，4D； 2、氮源：NH4+、氨基酸、酰胺等有机酸也能促进 愈伤组织的发生； 3、植物基因型的影响：主要考虑不同植物，或 同一植物不同品种（不同基因型） 4、植物的来源和年龄：生长点、幼胚、花药、 花粉等容易形成胚性愈伤组织； 5、其它因素：包括培养温度、光照时间和强度 第3章

22、愈伤组织培养 水稻愈伤组织的诱导水稻愈伤组织的诱导 第3章愈伤组织培养 花生愈伤组织的诱导花生愈伤组织的诱导 西北大学西北大学 郝浩永郝浩永 结论结论 第3章愈伤组织培养 白芦笋花药愈伤组织诱导白芦笋花药愈伤组织诱导 福建省热带作物科学研究所福建省热带作物科学研究所 得出结果：得出结果： 光照利于愈伤光照利于愈伤 组织的形成组织的形成 第3章愈伤组织培养 愈伤组织的增殖生长：只发生在不与琼脂接触的表 面，而与琼脂接触的一面极少细胞增殖，只是细胞 分化形成紧密的组织块，它是愈伤组织表面或近表 面瘤状物生长的结果。 五、愈伤组织的生长五、愈伤组织的生长 愈伤组织的质地：松脆和坚实两类，可互相转变。

23、 转变方法是： （1）、加入高浓度的生长物质高浓度的生长物质，可使坚实的愈伤 组织变为松脆。 （2）、 反之，减低或除去生长物质减低或除去生长物质，则松脆的愈 伤组织可以转变为坚实。 第3章愈伤组织培养 继代培养继代培养 ：定期（定期（24周）将愈伤组织分成周）将愈伤组织分成 小块，接种到新鲜的原培养基上继续培养以小块，接种到新鲜的原培养基上继续培养以 维持愈伤组织生长维持愈伤组织生长的方法。的方法。 第3章愈伤组织培养 六、愈伤组织的形态发生方式六、愈伤组织的形态发生方式 q外植体外植体 脱分化脱分化 愈伤组织愈伤组织 再分化再分化 根、根、 芽、胚状体芽、胚状体 发育发育 完整植株完整植株

24、 q在植物细胞和组织培养中，从外植体形在植物细胞和组织培养中，从外植体形 成器官或细胞无性系的形态发生，有两成器官或细胞无性系的形态发生，有两 种方式：种方式：不定芽方式不定芽方式 和和胚状体方式胚状体方式 第3章愈伤组织培养 1 1、不定芽方式、不定芽方式 定义：指细胞或愈伤组织培养物，通过定义：指细胞或愈伤组织培养物，通过 形成不定芽再生成植株形成不定芽再生成植株 。它具。它具有三个有三个 不同生长阶段不同生长阶段 ： 外植体脱分化形成愈伤组织外植体脱分化形成愈伤组织 愈伤组织中形成一些分生细胞愈伤组织中形成一些分生细胞 1)1) 形成器官原基，从而分化出芽或根。形成器官原基，从而分化出芽

25、或根。 第3章愈伤组织培养 愈伤组织的器官发生顺序的四种情况：愈伤组织的器官发生顺序的四种情况： 无根的芽或无芽的根；无根的芽或无芽的根； 先形成芽，再出根先形成芽，再出根，多数植物属这种情况；多数植物属这种情况； 先产生根，再出芽；先产生根，再出芽； 不同部位分别形成芽和根，然后两者结合起不同部位分别形成芽和根，然后两者结合起 来形成一株小植株来形成一株小植株 。 第3章愈伤组织培养 第3章愈伤组织培养 2 2、胚状体方式、胚状体方式 定义：指由培养细胞诱导分化出具胚芽、定义：指由培养细胞诱导分化出具胚芽、 胚根、胚轴的胚根、胚轴的胚状结构（胚状体）胚状结构（胚状体），进而，进而 长成完整植

26、株长成完整植株 。可分三个不同发育阶段：可分三个不同发育阶段： 外植体脱分化形成愈伤组织；外植体脱分化形成愈伤组织； 胚状体形成胚状体形成 ； 1)1) 胚状体再发育成完整植株。胚状体再发育成完整植株。 第3章愈伤组织培养 3 3、胚状体与不定芽的区别、胚状体与不定芽的区别 胚状体来自单个细胞，具有明显的两极性：分化胚状体来自单个细胞，具有明显的两极性：分化 根端和苗端根端和苗端，而不定芽或不定根都为单向极性。而不定芽或不定根都为单向极性。 胚状体形成的小植株与周围组织无结构联系胚状体形成的小植株与周围组织无结构联系 ；而而 不定芽或不定根往往总是与母体愈伤组织的维管不定芽或不定根往往总是与母

27、体愈伤组织的维管 组织相联系。组织相联系。 胚状体的维管组织的分布是呈独立的胚状体的维管组织的分布是呈独立的“Y”字形，字形， 而不定芽的维管组织无此现象。而不定芽的维管组织无此现象。 第3章愈伤组织培养 七、愈伤组织形态发生的调控七、愈伤组织形态发生的调控 细胞和愈伤组织的形态发生，主细胞和愈伤组织的形态发生，主 要受外植体本身、培养基和培养环境要受外植体本身、培养基和培养环境 等三大类因素的调控。等三大类因素的调控。 第3章愈伤组织培养 来源于不同植物或同一种植物不同部位的来源于不同植物或同一种植物不同部位的 愈伤组织，在颜色、结构和生长习性上都可愈伤组织，在颜色、结构和生长习性上都可 能

28、存在差异，生理功能上可能具有胚性，或能存在差异，生理功能上可能具有胚性，或 是不具有胚性，在不同的实验中由于目的的是不具有胚性，在不同的实验中由于目的的 不同，对愈伤组织状态的要求也不完全相同，不同，对愈伤组织状态的要求也不完全相同， 但优良的愈伤组织通常必须具备以下但优良的愈伤组织通常必须具备以下4个特性个特性 中的中的2-3个。个。 七、愈伤组织形态发生的调控七、愈伤组织形态发生的调控 第3章愈伤组织培养 l 1 1、具有高度的胚性或再分化能力，易得到、具有高度的胚性或再分化能力，易得到 再生植物。再生植物。 l2 2、容易散碎，可用于建立优良的悬浮系和分、容易散碎，可用于建立优良的悬浮系

29、和分 离出全能性的原生质体。离出全能性的原生质体。 l3 3、具有旺盛的自我增殖能力，便于大规模的、具有旺盛的自我增殖能力，便于大规模的 无性系培养。无性系培养。 l4 4、经过长期继代保存而不丧失胚性。、经过长期继代保存而不丧失胚性。 优良的愈伤组织需具备的相关特性优良的愈伤组织需具备的相关特性 第3章愈伤组织培养 1 1、材料本身、材料本身 遗传型遗传型 ：不同植物种不同植物种 ；同种植物的不同亚种或品同种植物的不同亚种或品 种差异很大种差异很大 ； 取材的器官和部位取材的器官和部位 : 通常同一种植物的不同器官或通常同一种植物的不同器官或 组织所形成的愈伤组织，无论在生理上或形态上，组织

30、所形成的愈伤组织，无论在生理上或形态上， 其差别均不大其差别均不大, ,但因植物不同而异；但因植物不同而异； 年龄年龄: :年龄较幼的外植体，不仅易于诱导形成愈伤年龄较幼的外植体，不仅易于诱导形成愈伤 组织，而且也容易诱导分化成植株组织，而且也容易诱导分化成植株. . 调控因素：调控因素： 第3章愈伤组织培养 l年龄年龄： 年龄较幼的外植体。年龄较幼的外植体。 愈伤组织的年龄也有明显影响。愈伤组织的年龄也有明显影响。 愈伤组织的继代次数（即愈伤组织的总愈伤组织的继代次数（即愈伤组织的总 年龄）年龄） 。 不同植物之间分化能力丧失的程度差异不同植物之间分化能力丧失的程度差异 很大。很大。 第3章

31、愈伤组织培养 2 2、培养基、培养基 激素激素 20世纪世纪50年代初，年代初，Skoog和崔徴和崔徴 （1951，1952）发现腺嘌呤）发现腺嘌呤/IAA的比的比 例是控制芽和根形成的重要条件之一例是控制芽和根形成的重要条件之一 。 Skoog和和Miller(1957)进一步提出了芽进一步提出了芽 和根的形成主要受生长素和细胞分裂素和根的形成主要受生长素和细胞分裂素 两类物质之间相互作用的调节的理论。两类物质之间相互作用的调节的理论。 生长素与细胞分裂素的比生长素与细胞分裂素的比 例小时则产生苗，比例大例小时则产生苗，比例大 时则生根，而两种激素的时则生根，而两种激素的 比例适中时，则产生

32、无结比例适中时，则产生无结 构的愈伤组织。构的愈伤组织。 第3章愈伤组织培养 Hilderbrandt等（等（1967）研究发现激动素）研究发现激动素 促进芽的形成并非浓度越高越好，而是有促进芽的形成并非浓度越高越好，而是有 一合适范围一合适范围 。 不同生长素和细胞分裂素，对生根和长芽不同生长素和细胞分裂素，对生根和长芽 的效果是不同的。的效果是不同的。 生根：生根：NAANAA比比IAAIAA好；好； 壮根：壮根：IAAIAA比比NAANAA好；好；2,4-D2,4-D对生根不利对生根不利 长芽：长芽：BABA比比KTKT效力大效力大 ABAABA，GAGA3 3对芽的分化有促进作用对芽的

33、分化有促进作用 第3章愈伤组织培养 2 2）无机营养元素）无机营养元素 一般的合成培养基都含有能满足离体组一般的合成培养基都含有能满足离体组 织生长所必需的元素，即：织生长所必需的元素，即： C、H、O、 N、P、K、S、Ca、Mg、Fe、B、Mn、 Cu、Zn、Mo、Cl等等16种必需元素种必需元素 。 但各种类型的植物、器官所需要的每种但各种类型的植物、器官所需要的每种 元素的量，特别是大量元素是有区别的元素的量，特别是大量元素是有区别的 。 对离子的形式也有不同要求。对离子的形式也有不同要求。 第3章愈伤组织培养 3 3）有机成分）有机成分 在培养基中加入了足够的糖、硫胺素、在培养基中加

34、入了足够的糖、硫胺素、 烟酸、吡哆醇、肌醇和甘氨酸，可以满烟酸、吡哆醇、肌醇和甘氨酸，可以满 足愈伤组织的生长和分化的要求。足愈伤组织的生长和分化的要求。 糖的种类和浓度，糖的种类和浓度， 在组织培养过程中加一些植物器官的汁在组织培养过程中加一些植物器官的汁 液，有助分化：一些生理活性物质，或液，有助分化：一些生理活性物质，或 是一些未知的微量成分。是一些未知的微量成分。 第3章愈伤组织培养 4 4）物理性质）物理性质 培养基的物理性质对器官分化对形态培养基的物理性质对器官分化对形态 发生有明显的影响。发生有明显的影响。 培养基的培养基的pH值对芽的分化也有一定的值对芽的分化也有一定的 影响影

35、响 ，通常把通常把pH调整到调整到5.66.0范围。范围。 培养基中的渗透压。培养基中的渗透压。 低：不利于发育；低：不利于发育； 高：细胞易破裂高：细胞易破裂 第3章愈伤组织培养 3 3、培养环境条件、培养环境条件 光照光照 光对器官的作用是一种诱导反应，各种植光对器官的作用是一种诱导反应，各种植 物的器官发生对光的要求是不同的。物的器官发生对光的要求是不同的。 光照长度对有正常光周期反应的植物的器光照长度对有正常光周期反应的植物的器 官发生有明显影响。官发生有明显影响。 光质对器官分化的影响，近年来也日渐引光质对器官分化的影响，近年来也日渐引 起人们的重视起人们的重视 第3章愈伤组织培养

36、温度温度 在组织培养中，一般都采用在组织培养中，一般都采用2428的恒温的恒温 条件进行外植体的培养。对一般植物来讲，条件进行外植体的培养。对一般植物来讲， 可较好地形成芽和根，可较好地形成芽和根， 培养室的温度最好能保持有一定的日夜温差，培养室的温度最好能保持有一定的日夜温差， 这对器官的发生和生长都是有利的。这对器官的发生和生长都是有利的。 第3章愈伤组织培养 第四节、植物脱毒及快速繁殖技术第四节、植物脱毒及快速繁殖技术 一、意义：一、意义： 能够有效地保持优良品种的特性；能够有效地保持优良品种的特性； 生产无病毒种苗，防止品种退化；生产无病毒种苗，防止品种退化； 快速繁殖新品种，使优良品

37、种迅速应用；快速繁殖新品种，使优良品种迅速应用； 节约耕地，提高农产品的商品率；节约耕地，提高农产品的商品率； 便于运输。便于运输。 第3章愈伤组织培养 二、脱毒方法二、脱毒方法 热处理脱毒 茎尖培养脱毒 愈伤组织培养脱毒 茎尖微体嫁接 化学疗法脱毒 第3章愈伤组织培养 （一）、热处理脱毒（一）、热处理脱毒 热处理又称温治疗法（热处理又称温治疗法（theomtherapy) 1、热处理法的发现及应用、热处理法的发现及应用 1889年印度尼西亚爪畦人发现，患枯萎年印度尼西亚爪畦人发现，患枯萎 病的病的甘蔗甘蔗（现证明为病毒病），放在（现证明为病毒病），放在50-52 的热水中保持的热水中保持30

38、分钟，甘蔗就可去病生长良分钟，甘蔗就可去病生长良 好。好。 第3章愈伤组织培养 是当植物组织处于高于正常温度的环境中是当植物组织处于高于正常温度的环境中 时，组织内部的病毒受热之后部分或全部钝时，组织内部的病毒受热之后部分或全部钝 化，使病毒在植物体内增殖减缓或增殖停止，化，使病毒在植物体内增殖减缓或增殖停止， 而失去病毒的侵染能力；但寄主植物的组织而失去病毒的侵染能力；但寄主植物的组织 很少或不会受到伤害，反而可以加速植物细很少或不会受到伤害，反而可以加速植物细 胞的分裂，使植物细胞在与病毒繁殖的竞争胞的分裂，使植物细胞在与病毒繁殖的竞争 中取胜。中取胜。 2、原理：、原理： 第3章愈伤组织

39、培养 （二）茎尖培养脱毒（二）茎尖培养脱毒 1、茎尖培养脱毒原理、茎尖培养脱毒原理 感染病毒植株的体内病毒的分布并不均感染病毒植株的体内病毒的分布并不均 匀，病毒的数量随植株部位及年龄而异，匀，病毒的数量随植株部位及年龄而异， 越靠近茎顶端区域的病毒的感染深度越低，越靠近茎顶端区域的病毒的感染深度越低， 生长点（约生长点（约0.1-1mm区域）则几乎不含或区域）则几乎不含或 含病毒很少。含病毒很少。 第3章愈伤组织培养 2 2、脱毒基本理论假说、脱毒基本理论假说 能量竞争：能量竞争：DNA合成均需要消耗大量的能量合成均需要消耗大量的能量； 正常核蛋白合成占优势；正常核蛋白合成占优势； 传导抑制

40、：分生组织中，维管组织还不健全，传导抑制：分生组织中，维管组织还不健全， 抑制病毒通过维管束传播；病毒只能通过胞间抑制病毒通过维管束传播；病毒只能通过胞间 连丝传递，但赶不上细胞不断分裂和活跃的生连丝传递，但赶不上细胞不断分裂和活跃的生 长速度长速度； 激素抑制：分生组织中，生长素和细胞分裂素激素抑制：分生组织中，生长素和细胞分裂素 水平均很高；水平均很高； 其它：其它：酶缺乏；抑制因子酶缺乏；抑制因子 第3章愈伤组织培养 （三）、愈伤组织培养脱毒 通过植物的器官和组织的培养去分化诱通过植物的器官和组织的培养去分化诱 导产生愈伤组织，然后从愈伤组织再分化产导产生愈伤组织，然后从愈伤组织再分化产 生芽，长成小植株，可以得到无病毒苗。生芽，长成小植株，可以得到无病毒苗。 理论依据是愈伤组织细胞带病原菌不均理论依据是愈伤组织细胞带病原菌不均 一，部分细胞不带病毒，由这些细胞再生的一，部分细胞不带病毒，由这些细胞再生的 植株是无病毒的。植株是无病毒的。多次继代的愈伤组织中病多次继代的愈伤组织中病 毒繁殖速度下降毒繁殖速度下降