植物组织的培养

1、5 植物组织培养5.1 植物分生组织培养5.2 植物愈伤组织培养5.3其他组织培养5.1 植物分生组织培养w5.1 植物分生组织培养的概念 包括茎尖分生组织、居间分生组织、侧生分生组织。研究最多的是茎尖分生组织。5.1.2 分生组织培养的方法w茎尖培养的概念：是切取茎尖部分或茎尖分生组织部分，进行培养的过程。 w茎尖培养可分为微茎尖培养和普通茎尖培养。w1)微茎尖：指带有1-2个叶原基的生长锥，其长度不超过0.5mm。w2)普通茎尖：指取几mm到几十mm长的顶芽尖及侧芽尖。w普通茎尖培养：w1取材： w2消毒 w3接种 ： 注意：一要防褐化。接种时，不用锈刀，动作敏捷， 随切随接，用15%VC

2、液浸泡处理。 二要防干燥w4培养（1）培养基： 采用MS培养基或略加修改，或补加其它物质。也可用其它培养基如White，H等。w培养基中生长素是必须的，如2，4-D，IAA， NAA等，但是浓度不能太高，一般用0.1mg/L左右，若高易产生畸形芽或形成愈伤组织。w2）培养问题处理： 生长太慢、 生长太快等情况。wI 生长太慢：接种后茎尖不增大，只是茎尖逐渐变绿，出现绿色小点，细胞逐渐老化而进入休眠状态， 或者逐渐变褐死亡。w原因：生长素浓度太低，或是温度过低或 过高；wII 生长太快型：是接种后茎尖迅速增大，在茎尖基部产生愈伤组织， 并迅速增殖，而茎尖不伸长，久之茎尖也形成愈伤组织。w引起原因

3、：一是生长素浓度过高，引起细胞疯狂分裂而导致愈伤组织的形成。 二是光照太弱或温度太高。w脱毒基本原理：病毒在植物体内的分布具有不均匀性w茎尖脱毒是控制植物病毒的有效途径。w优点: 茎尖培养脱毒茎尖培养脱毒 5.1.3 影响分生组织培养的因素w1.培养基w2.外植体的大小 外植体越大，成活率越大，越小，脱毒效果越好。 叶原基的存在与否影响分生组织的分化能力（能提供生长素和细胞分裂素）。5.1.3 影响分生组织培养的因素3. 培养条件w光培养暗培养4.外植体的生理状态 选择活跃生长的芽， 在香石竹和菊花中，培养顶芽茎尖比培养腋芽茎尖效果好。但在草莓中，二者没什么差别。 取芽的时间也很重要（一般选作

4、萌动期）。5.2 5.2 愈伤组织的培养愈伤组织的培养愈伤组织的概念 植物各种器官的外植体在离体的条件下，经细胞脱分化等一系列过程改变了它们原有的特性而形成的一种能迅速增殖的无特定结构和功能的细胞团，称为愈伤组织。 一般植物组织均有诱导产生愈伤组织的潜在可能性。愈伤组织培养的概念w愈伤组织培养（callus culture）是指将母体植株上的各个部分切下，形成外植体（explant）,接种到无菌的培养基上进行愈伤组织诱导、生长和发育的一门技术。5.2.15.2.1愈伤组织的诱导和分化愈伤组织的诱导和分化 一、愈伤组织的诱导一、愈伤组织的诱导细胞是生物结构和生命活动的基本单位，能够分裂、繁殖和分

5、化出不同功能的组织和器官，且具有细胞全能性（提问）。但是一个已分化的细胞若要表现其全能性，首先要经历脱分化过程，然后再经历再分化过程。什么叫脱分化？ 脱分化（dedifferentiation） 是指一个已停止分裂的成熟细胞转变为分生状态，并形成未分化的愈伤组织的现象。 一般认为诱导愈伤组织成败的关键不在于植物材料的来源，而在于培养的条件。 植物生长调节物质是诱导愈伤组织极为重要的因素。植物生长调节物质有哪两大类呢？ w常用的生长素是2,4D、IAA和NAA，浓度为0.0110mgL-1，如诱导玉米胚愈伤组织发生的培养基为MS+2,4D8+NAA，很多情况下单独用2,4D就可；w常用的细胞分裂

6、素是激动素和6-BA，使用的浓度范围在0.110mgL-1。w两者结合应用时，能更强烈地刺激愈伤组织的形成。愈伤组织的形成包括启动期、分裂期和分化期三个时期不同植物的愈伤组织，在质地和物理性状上均有明显的差异。淡黄色、白色、绿色或红色都有。如中华猕猴桃的茎段经离体培养后的愈伤组织为淡绿色，致密而呈瘤状，但在2,4D的作用下，则为黄白色，发脆且易于分散。愈伤组织质地和物理性状一般说，来源于相同组织的愈伤组织，其色素大致相同，但通过反复继代培养会失去色素。二、愈伤组织细胞的分化w在某些实验条件下，愈伤组织可以再分化成苗或根的分生组织甚至是胚状体。在分化过程中，植物生长调节物质的作用是极为明显的，合

7、适的植物激素配比在器官分化中有着重要的作用。当生长素与细胞分裂素的比例高时，仅形成根，生长素与细胞分裂素的比例低时则产生苗。 第二节 愈伤组织培养中的形态发生w愈伤组织培养物在某些条件下，可以再分化产生不定芽或不定根的分生组织甚至是胚状体，继而发育成苗或完整小植株。愈伤组织再生成植株有三种方式愈伤组织先长芽后长根先长根后长芽分别长根与芽一、不定芽和根的形成w在许多木本植物愈伤组织形成再生苗的培养过程中，常常是将诱导不定芽与诱导不定根分两步完成。即利用分化培养基，愈伤组织形成不定芽。当不定芽长大出现叶片后，再将伸长的苗切去基部，转入含生长素（IBA、NAA）的生根培养基上生成不定根。这是一种较为

8、常见的器官发生方式。 w许多实验结果表明，在栽培或插条中容易再生的植物，其器官或组织在离体培养下也容易再生。w通常在培养中先形成不定芽者，其基部多易生根；但有些植株完成再生苗后，生根仍较困难。 二、体细胞胚胎发生 w体细胞胚将离体或活体条件下，体细胞经原胚期、球形胚期、心形胚期、鱼雷胚期和子叶期等阶段形成的胚叫胚状体。w生长素是体细胞胚胎发生起重要作用的培养基成分。以离体条件下胡萝卜体细胞胚发育为例，愈伤组织的建立和增殖需要含2,4D的培养基，其浓度范围为0.51mgL-1，在这种培养基上，愈伤组织分化形成分生细胞团（称胚性细胞团）；将之转移到生长素含量很低（0.010.1mgL-1）或完全没

9、有生长素的培养基上，它们就能发育为成熟的胚。因此，要形成体细胞胚，其关键是除去或降低培养基中的生长素成分（如2,4D）。 w在南瓜中，NAA和IBA能促进胚胎发生。其他植物生长物质也能影响体细胞的形成。在葡萄珠心培养中，当培养基里存在萘氧乙酸和BAP时，能形成体细胞胚。BAP的作用是对非胚体细胞的增殖发生选择性促进作用。有些研究者发现0.1gL-1 的玉米素促进胡萝卜体细胞胚发生。 w2,4D对胚胎成熟过程的抑制作用可能是通过内源乙烯引起的。培养在含2,4D培养基上的胡萝卜愈伤组织产生的乙烯比培养在不含2,4D培养基上的含量多。组织乙烯含量的增加将导致纤维素酶或（和）果胶酶活性的增强，在原胚发

10、生极性分化之前破坏胚性细胞团，使原胚不能发生组织分化。w培养基中的氨源形态也会显著影响离体条件下的胚胎发生。在野生胡萝卜叶柄节段的培养物中，只有在含一定数量还原态氮的培养基时，才能有胚胎发生，用NH4+ 和水解酪蛋白优于NO4 或谷氨酰胺。w体细胞胚常常能在原来的培养基上成熟和萌发。对没有经过冷处理的种子，幼龄或成熟的胚必须先经历一段低温处理之后，才能正常地长成小植株。在柑橘属植物体细胞胚萌发期间，需要GA3促进根和茎的发育。w现在通过人工种皮包被体细胞胚，可以制造人工种子（亦称合成种子），用于繁殖自交不亲合植物、稀有的和珍贵的物种或远缘杂种，以及通过工人授粉而得到的杂种等。w在制造单胚人工种子的