菊花的组织培养-2015.4.7

1、营养繁殖营养繁殖扦插扦插嫁接嫁接压条压条 通过必修课的学习，我们已经了解到通过必修课的学习，我们已经了解到大多绿色开花植物都是靠种子来繁殖的。大多绿色开花植物都是靠种子来繁殖的。那么，有没有不用种子来培育植物的方法那么，有没有不用种子来培育植物的方法呢？呢？ 扦插扦插嫁接嫁接压条压条 营养繁殖营养繁殖扦插扦插嫁接嫁接压条压条 通过必修课的学习，我们已经了解到通过必修课的学习，我们已经了解到大多绿色开花植物都是靠种子来繁殖的。大多绿色开花植物都是靠种子来繁殖的。那么，有没有不用种子来培育植物的方法那么，有没有不用种子来培育植物的方法呢？呢？ 组织培养组织培养专题专题3 3植物组织培养技术植物组织

2、培养技术课题一课题一 菊花的组织培养菊花的组织培养一、课题背景一、课题背景二、基础知识二、基础知识（一）植物组织培养的基本过程（一）植物组织培养的基本过程 在植物的个体发育过程中，细胞在形态、在植物的个体发育过程中，细胞在形态、结构和生理功能上都会出现稳定性的差异，形成这些差结构和生理功能上都会出现稳定性的差异，形成这些差异的过程叫做细胞分化。异的过程叫做细胞分化。 离体的植物组织或细胞，在培养了一段离体的植物组织或细胞，在培养了一段时间以后，会通过细胞分裂，形成排列疏松而无规则时间以后，会通过细胞分裂，形成排列疏松而无规则的高度液泡化的呈无定形状态的一群薄壁细胞。的高度液泡化的呈无定形状态的

3、一群薄壁细胞。1.1.细胞分化：细胞分化：2.2.愈伤组织：愈伤组织： 3.3.脱分化：脱分化：4.4.再分化：再分化：一、课题背景一、课题背景二、基础知识二、基础知识（一）植物组织培养的基本过程（一）植物组织培养的基本过程 在植物的个体发育过程中，细胞在形态、在植物的个体发育过程中，细胞在形态、结构和生理功能上都会出现稳定性的差异，形成这些差结构和生理功能上都会出现稳定性的差异，形成这些差异的过程叫做细胞分化。异的过程叫做细胞分化。 离体的植物组织或细胞，在培养了一段离体的植物组织或细胞，在培养了一段时间以后，会通过细胞分裂，形成排列疏松而无规则时间以后，会通过细胞分裂，形成排列疏松而无规则

4、的高度液泡化的呈无定形状态的一群薄壁细胞。的高度液泡化的呈无定形状态的一群薄壁细胞。 由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。的过程，称为植物细胞的脱分化。1.1.细胞分化：细胞分化：2.2.愈伤组织：愈伤组织： 3.3.脱分化：脱分化：4.4.再分化：再分化：一、课题背景一、课题背景二、基础知识二、基础知识（一）植物组织培养的基本过程（一）植物组织培养的基本过程 在植物的个体发育过程中，细胞在形态、在植物的个体发育过程中，细胞在形态、结构和生理功能上都会出现稳定性的差异，形成这些差结构和生理功能上都会出现稳定性的差异，形成这些

5、差异的过程叫做细胞分化。异的过程叫做细胞分化。 离体的植物组织或细胞，在培养了一段离体的植物组织或细胞，在培养了一段时间以后，会通过细胞分裂，形成排列疏松而无规则时间以后，会通过细胞分裂，形成排列疏松而无规则的高度液泡化的呈无定形状态的一群薄壁细胞。的高度液泡化的呈无定形状态的一群薄壁细胞。 由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。的过程，称为植物细胞的脱分化。 由脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又由脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分

6、化。1.1.细胞分化：细胞分化：2.2.愈伤组织：愈伤组织： 3.3.脱分化：脱分化：4.4.再分化：再分化： 离体器官、 组织或细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 根、芽 植物体 5.5.植物组织培养过程：植物组织培养过程：离体的植物离体的植物器官、组织、器官、组织、细胞细胞脱分化脱分化愈愈伤伤组组织织再分化再分化 根根芽芽植植物物体体植物组织培养的基本过程植物组织培养的基本过程:脱分化和再脱分化和再分化过程是分化过程是组织培养中组织培养中的关键。的关键。 指植物的离体部分（包括任何器官、指植物的离体部分（包括任何器官、组织、细胞或原生质体），在人工控制组织、细胞或原生质体），在人工控制的培养基

7、及环境条件（温度及光照）下，的培养基及环境条件（温度及光照）下，得以生长和分化成完整植株的一种无菌得以生长和分化成完整植株的一种无菌培养技术。培养技术。又称：又称：植物离体培养植物离体培养6.6.植物组织培养：植物组织培养： 细胞的全能性是指已分化的细胞细胞的全能性是指已分化的细胞具有发育成完整个体的潜能。具有发育成完整个体的潜能。 是生物体的每一个细胞都含有该是生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质。物种所特有的全套遗传物质。7.7.植物组织培养原理：植物组织培养原理：植物细胞的全能性植物细胞的全能性（1）概念：）概念：（2）原因：）原因：（二）影响植物组织培养的因素：（二）影响

8、植物组织培养的因素：1 1、外植体的选取、外植体的选取 a a不同植物的组织培养难度不同不同植物的组织培养难度不同 b b对于同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长对于同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短等也会影响实验结果。短等也会影响实验结果。2 2、培养基的配制、培养基的配制(MS(MS培养基培养基) ) 大量元素：大量元素：C C、H H、O O、N N、P P、K K、CaCa、MgMg、S S 微量元素：微量元素：B B、MnMn、CuCu、ZnZn、FeFe、MoMo、I I、CoCo 有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等 植

9、物激素：生长素、细胞分裂素等植物激素：生长素、细胞分裂素等未开花植株的茎上未开花植株的茎上部新萌生的侧枝部新萌生的侧枝MSMS固体培养基成分及比例固体培养基成分及比例微生物培养基以有机营养为主。与微生物的微生物培养基以有机营养为主。与微生物的培养不同，培养不同，MSMS培养基则需提供大量无机营养，无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。元素两大类。思考以下问题思考以下问题: :1. 1. 同微生物培养基相比，同微生物培养基相比，MSMS培养基的配方有哪些培养基的配方有哪些明显的不同？明显的不同？2 2、你认

10、为组织培养过程中，成功的关键有哪、你认为组织培养过程中，成功的关键有哪些？这些步骤的适宜条件是什么？些？这些步骤的适宜条件是什么？组织的脱分化及愈伤组织的再分化。组织的脱分化及愈伤组织的再分化。植物组织培养过程中，影响植物细胞脱分植物组织培养过程中，影响植物细胞脱分化、再分化的最重要因素是植物激素，细胞分化、再分化的最重要因素是植物激素，细胞分裂素与生长素之间的浓度比可以调控植株组培裂素与生长素之间的浓度比可以调控植株组培过程中芽和根的形成。过程中芽和根的形成。 3 3、不同植物激素使用顺序、不同植物激素使用顺序使用顺序使用顺序 实验结果实验结果 先生长素，先生长素，后细胞分裂素后细胞分裂素

11、先细胞分裂素，先细胞分裂素，后生长素后生长素 同时使用同时使用 有利于细胞分裂但不分化有利于细胞分裂但不分化细胞既分裂也分化细胞既分裂也分化分化频率提高分化频率提高 4 4、不同植物激素使用量、不同植物激素使用量生长素生长素/ /细胞分裂素比值细胞分裂素比值结果结果 比值高时比值高时 比值低时比值低时 比值适中比值适中 促根分化，抑芽形成促根分化，抑芽形成 促芽分化，抑根形成促芽分化，抑根形成促进愈伤组织生长促进愈伤组织生长5 5、pHpH、温度、光照、温度、光照（菊花组培）（菊花组培） pH=5.8 pH=5.8 温度控制在温度控制在181822 22 每日光照每日光照12h12h6 6、消

12、毒、消毒在培养的整个过程中，都需要是一个无菌环境在培养的整个过程中，都需要是一个无菌环境1 1、实验操作流程、实验操作流程制备制备MSMS固固体培养基体培养基外植体外植体消毒消毒接接 种种培培 养养栽栽 培培移移 栽栽三、实验操作三、实验操作2 2、实验具体操作、实验具体操作（1 1）制备）制备MSMS固体培养基固体培养基实验室一般使用实验室一般使用_保存的配制好的培养基母液保存的配制好的培养基母液来制备来制备配制各种母液配制各种母液配制母液时，大量元素浓缩配制母液时，大量元素浓缩_ _ ，微量元，微量元素浓缩素浓缩_ _ 。常温保存。激素类、维生素。常温保存。激素类、维生素类以及用量比较小的

13、有机物可以按照类以及用量比较小的有机物可以按照_的质量浓度单独配制母液。用母液配制培养基时，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。需要根据各种母液的浓缩倍数，计算用量。1mg/ml1mg/ml4 41010倍倍100100倍倍三、实验操作三、实验操作配制培养基。配制培养基。按配方称取琼脂、按配方称取琼脂、蔗糖蔗糖以及各种母液，配制以及各种母液，配制MSMS培培养基。养基。2 2、实验具体操作、实验具体操作（1 1）制备）制备MSMS固体培养基固体培养基实验室一般使用实验室一般使用_保存的配制好的培养基母液保存的配制好的培养基母液来制备来制备4 4植物

14、激素植物激素在菊花组织培养中，可以不添加在菊花组织培养中，可以不添加_ ，原因是菊花茎段组织培养原因是菊花茎段组织培养_ 。比较容易比较容易三、实验操作三、实验操作灭菌灭菌将分装好的培养基连同其他器械一起进行将分装好的培养基连同其他器械一起进行_。2 2、实验具体操作、实验具体操作（1 1）. .制备制备MSMS固体培养基固体培养基实验室一般使用实验室一般使用_保存的配制好的培养基母液保存的配制好的培养基母液来制备来制备4 4高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌三、实验操作三、实验操作 此时的组织或细胞为离体的，即此时的组织或细胞为离体的，即细胞所生活的环境为液体有机物营养细胞所生活的环境为液体有机物营养

15、环境，而不是能体现其整个植物体的环境，而不是能体现其整个植物体的光能自养。光能自养。 高等植物是光能自养型生物，为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什么在植物组织培养过程中还需要提供有机物培养基？供有机物培养基？思思 考考2 2、实验具体操作、实验具体操作（2 2）外植体消毒）外植体消毒 选取菊花茎段时，要取选取菊花茎段时，要取 _。流水流水冲洗冲洗酒精酒精无菌水无菌水氯化汞氯化汞无菌水无菌水消毒流程：消毒流程：浓度浓度_摇动摇动_次次时间时间_s_s浓度浓度_时间时间_min_min至少清洗至少清洗_次次漂净漂净_生长旺盛的嫩枝生长旺盛的嫩枝70%70%2 23 3

16、6 67 70.1%0.1%1 12 23 3消毒水消毒水三、实验操作三、实验操作 不是。对外植体进行表面消毒时，不是。对外植体进行表面消毒时，既要考虑到消毒效果，又要考虑到植既要考虑到消毒效果，又要考虑到植物的耐受能力。物的耐受能力。 在外植体消毒过程中，是不是强度在外植体消毒过程中，是不是强度越大越好，为什么？越大越好，为什么？ 思思 考考旁栏思考：旁栏思考：你打算做几组重复？你打你打算做几组重复？你打算设置对照实验吗？算设置对照实验吗？答：每种材料或配方答：每种材料或配方至少要做一组以上的至少要做一组以上的重复重复。设置。设置对照对照实验可以取用一个经过灭实验可以取用一个经过灭菌的菌的装

17、有培养基的锥形瓶装有培养基的锥形瓶，与接种操作后，与接种操作后的锥形瓶的锥形瓶一同培养一同培养，用以说明培养基制作，用以说明培养基制作合格，没有被杂菌污染。合格，没有被杂菌污染。2 2、实验具体操作、实验具体操作（3 3）接种）接种 前期准备：用前期准备：用_消毒工作台，点燃消毒工作台，点燃酒精灯。所有工作都必须在酒精灯旁进行，器械酒精灯。所有工作都必须在酒精灯旁进行，器械使用前后都要用使用前后都要用_灭菌。灭菌。接种操作：插入外植体时接种操作：插入外植体时_端朝上，端朝上，每个锥形瓶接种每个锥形瓶接种_个外植体。个外植体。7070的酒精的酒精火焰灼烧火焰灼烧形态学上形态学上6 68 8三、实

18、验操作三、实验操作2 2、实验具体操作、实验具体操作（4 4）培养）培养 接种后的锥形瓶最好放在接种后的锥形瓶最好放在_中培养。培养期间定期进行中培养。培养期间定期进行_，温，温度控制在度控制在_，并且每天用日光灯，并且每天用日光灯光照光照_h h。无菌箱无菌箱181822221212消毒消毒三、实验操作三、实验操作在培养过程中，是脱分化、再分化的在培养过程中，是脱分化、再分化的过程，随着芽和根的形成，就具有了过程，随着芽和根的形成，就具有了自养的能力，是由细胞到一个个体的自养的能力，是由细胞到一个个体的演变过程演变过程培养过程中为什么需要进行光照？培养过程中为什么需要进行光照？思思 考考2

19、2、实验具体操作、实验具体操作（5 5）移栽）移栽 移栽生根的试管苗之前，应移栽生根的试管苗之前，应先打开封口膜，在培养间生先打开封口膜，在培养间生长几日；然后用流水清洗长几日；然后用流水清洗_，将幼苗移植，将幼苗移植到到_等等环境中生活一段时间，进行环境中生活一段时间，进行壮苗。最后进行露天栽培。壮苗。最后进行露天栽培。根部培养基根部培养基消过毒的蛭石或珍珠岩消过毒的蛭石或珍珠岩三、实验操作三、实验操作固体基质型，含水量高、固体基质型，含水量高、蓄水性强、透性好，适合栽培蓄水性强、透性好，适合栽培珍珠岩珍珠岩 , ,珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷

20、却而成的玻璃质岩石，有弧形或圆形裂隙，如剧冷却而成的玻璃质岩石，有弧形或圆形裂隙，如珍珠的结构，所以被命名为珍珠岩珍珠的结构，所以被命名为珍珠岩 。蛭石蛭石是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。 （六）栽培（六）栽培 幼苗移栽后，每天观察并记录幼苗的生幼苗移栽后，每天观察并记录幼苗的生长情况，长情况，适时浇水、施肥，直至开花适时浇水、施肥，直至开花制备制备MSMS固体固体培养基培养基外植体消毒外植体消毒 接接 种种 培培 养养栽栽 培培 移移 栽栽冲洗冲洗酒

21、精酒精无菌水冲洗无菌水冲洗氯化汞氯化汞无菌水冲洗至少三无菌水冲洗至少三次之上次之上配制各种母液配制各种母液配制培养基配制培养基灭菌灭菌实验操作流程实验操作流程1 1、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）2 2、外植体的消毒（酒精、氯化汞）、外植体的消毒（酒精、氯化汞）3 3、接种的无菌操作（酒精、酒精灯、接种的无菌操作（酒精、酒精灯灼烧）灼烧）4 4、无菌箱中的培养；、无菌箱中的培养；5 5、移栽到消过毒的环境中生存一段时间。、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？在整个操作过程中，是如何来实现无菌环境的？思思 考考2. 2. 是否完

22、成了对植物组织的脱分化和再分化是否完成了对植物组织的脱分化和再分化3. 3. 是否进行了统计、对照与记录是否进行了统计、对照与记录4. 4. 生根苗的移栽是否合格生根苗的移栽是否合格1. 1. 外植体在培养过程中可能会被污染，你认外植体在培养过程中可能会被污染，你认为造成污染的原因有哪些？为造成污染的原因有哪些？培养基灭菌不彻底；外植体消毒不彻底；接培养基灭菌不彻底；外植体消毒不彻底；接种中被杂菌污染；锥形瓶密封性差等。种中被杂菌污染；锥形瓶密封性差等。四、结果分析与评价四、结果分析与评价一般说来，容易进行一般说来，容易进行_繁殖的植物，繁殖的植物，也容易进行组织培养。也容易进行组织培养。 如

23、芦荟、豆瓣绿、秋海棠、月季等。如芦荟、豆瓣绿、秋海棠、月季等。 无性无性五、课题延伸五、课题延伸一一. .课题背景课题背景（一）植物组织培养的基本过程（一）植物组织培养的基本过程二二. .基础知识基础知识（二）影响植物组织培养的因素（二）影响植物组织培养的因素三三. .实验操作实验操作四四. .结果分析与评价结果分析与评价五五. .课题延伸课题延伸制备制备MSMS固体培养基固体培养基外植体消毒外植体消毒接种接种培养培养移栽移栽栽培栽培菊菊花花的的组组织织培培养养再分化再分化材料性质、营养物质、材料性质、营养物质、调节物质、环境条件调节物质、环境条件外植体的消毒外植体的消毒接种接种基本原理基本原

24、理: :细胞的全能性细胞的全能性基本过程基本过程: :脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织影响因素：影响因素：操作流程：操作流程：配制配制MSMS固体固体培养基培养基培养培养移栽移栽栽培栽培课后练习：课后练习：1.1.答：植物组织培养所利用的植物材料体积小、答：植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，对培养条件的要求较高。抗性差，对培养条件的要求较高。用于植物用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长。生长，如一些细菌、真菌等的生长。而培养而培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃

25、功尽弃，因此要进行严格的无菌操作。，因此要进行严格的无菌操作。2.2.答：外植体的生理状态是成功进行组织培养答：外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一。的重要条件之一。生长旺盛的嫩枝生理状况生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。好，容易诱导脱分化和再分化。1.1.下列那组符合菊花组织培养的基本步骤（下列那组符合菊花组织培养的基本步骤（ ）A A制备制备MSMS培养基培养基 外植体消毒外植体消毒 接种接种 培养培养 移栽移栽 栽培栽培B B制备制备MSMS培养基培养基 外植体消毒外植体消毒 接种接种 培养培养 栽培栽培 移栽移栽C C制备制备MSMS培养基培养基 外植体消毒

26、外植体消毒 接种接种 栽培栽培 培养培养 移栽移栽D D制备制备MSMS培养基培养基 外植体消毒外植体消毒 接种接种 移栽移栽 培养培养 栽培栽培练练 习习2.2.在外植体脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪个条件是在外植体脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪个条件是不需要的（不需要的（ ） A A消毒灭菌消毒灭菌 B B适宜的温度适宜的温度 C C充足的光照充足的光照 D D适宜的养料和激素适宜的养料和激素 A AC C3 3某同学在做菊花组织培养时，操作完成了某同学在做菊花组织培养时，操作完成了 3-43-4天天后，观察同一温室中的外植体，发现有的瓶内外植后，观察同一温室中的外植体，发现有的瓶

27、内外植体正常生长，有的瓶内外植体已经死亡，你认为死体正常生长，有的瓶内外植体已经死亡，你认为死亡的原因不可能的是（亡的原因不可能的是（ ） A A培养条件，比如培养条件，比如pHpH、温度等不适宜、温度等不适宜 B B接种时外植体未灭菌接种时外植体未灭菌 C C接种工具消毒后未冷却就接种外植体接种工具消毒后未冷却就接种外植体D D将菊花茎段倒插入培养基中将菊花茎段倒插入培养基中 4 4 MSMS培养基与微生物培养基相比不同的是（培养基与微生物培养基相比不同的是（ ） A A MSMS培养基不含有机物培养基不含有机物 B B微生物培养基以有机物为主微生物培养基以有机物为主 C CMSMS培养基不

28、含微量元素培养基不含微量元素 D DMSMS培养基需提供大量无机营养培养基需提供大量无机营养A AD D5 5在植物组织培养过程中，愈伤组织的形成和形态发在植物组织培养过程中，愈伤组织的形成和形态发生是十分关键的一步。而这除需要必备的营养和一些刺生是十分关键的一步。而这除需要必备的营养和一些刺激因素外，还需要起诱导作用的物质，其中包括激因素外，还需要起诱导作用的物质，其中包括 （ ）A A铜、锌等微量元素铜、锌等微量元素 B B细胞分裂素和生长素细胞分裂素和生长素C C蔗糖和葡萄糖蔗糖和葡萄糖 D D维生素和氨基酸维生素和氨基酸6 6当先使用细胞分裂素，后使用生长素时，实验结当先使用细胞分裂素，后使用生长素时，实验结果：（果：（ ） A A有利于细胞分裂，但细胞不分化有利于细胞分裂，但细胞不分化 B B细胞既分裂又分化细胞既分裂又分化 C C分化频率高分化频率高 D D有利分化，但不分裂有利分化，但不分裂B BB B方法：酶解方法：酶解法法在温和条件在温和条件下，用纤维下，用纤维素酶、果胶素酶、果胶酶分解酶分解物理法：离心、振动、物理法：离心、振动、电刺激等电刺激等化学法：用聚乙二醇化学法：用聚乙二醇（PEG）等试剂作为诱）等试剂作为诱导剂导剂包括膜融合和核融合包括膜融合和核融合形成多种杂种细胞形成多种杂种细胞AA、AB、BB等等植物组织培养的过程植物组织培养的