授课3.1菊花组织培养

1、菊花的组织培养植物的组织培养植物的组织培养 菊花是菊科菊属的多年生宿根菊花是菊科菊属的多年生宿根草本植物草本植物, ,是我国的传统名花和世界四大是我国的传统名花和世界四大切花之一。切花之一。 长期以来菊花采用长期以来菊花采用分株、扦插分株、扦插等等无性无性繁殖繁殖方法进行繁殖。但是传统的繁殖方法方法进行繁殖。但是传统的繁殖方法易受环境影响易受环境影响, ,繁殖周期长繁殖周期长, ,随着市场需求随着市场需求的急剧增加的急剧增加, ,已经不能满足市场日益发展已经不能满足市场日益发展的需要。的需要。 植物组织培养属于无性生殖中营养生植物组织培养属于无性生殖中营养生殖殖 营养生殖包括：营养生殖包括：扦

2、插扦插嫁接压条压条 一、基础知识一、基础知识1 1、细胞分化、细胞分化（1）概念：）概念：在生物个体发育过程中，细胞在形态、结构、功能上产生稳在生物个体发育过程中，细胞在形态、结构、功能上产生稳定性差异的过程。定性差异的过程。（2）特点：）特点：持久性：发生在整个生活活动过程中，胚胎期分化程度达到持久性：发生在整个生活活动过程中，胚胎期分化程度达到最大。最大。不可逆性不可逆性：稳定性：分化过程，遗传物质是不变的，稳定的。稳定性：分化过程，遗传物质是不变的，稳定的。（3）原因）原因：（4）结果）结果：基因选择性表达的结果基因选择性表达的结果产生不同的组织和器官产生不同的组织和器官2 2、植物细胞

3、的全能性、植物细胞的全能性（1）概念：）概念：（2）比较：）比较：（3）原因）原因：（）表达的条件：（）表达的条件：高度分化的植物细胞，仍具有发育成完整植株的潜能。高度分化的植物细胞，仍具有发育成完整植株的潜能。体细胞中：分生区细胞成熟区细胞体细胞中：分生区细胞成熟区细胞高度分化的动物体细胞全能性受到限制，但体细胞核高度分化的动物体细胞全能性受到限制，但体细胞核仍具有全能性。仍具有全能性。受精卵生殖细胞体细胞受精卵生殖细胞体细胞体细胞都是通过有丝分裂由同一个受精卵增殖形成的，遗传物质体细胞都是通过有丝分裂由同一个受精卵增殖形成的，遗传物质（染色体）相同，携带有本物种的全部遗传信息。（染色体）相

4、同，携带有本物种的全部遗传信息。离体、在一定的营养物质、激素和其它外界条件离体、在一定的营养物质、激素和其它外界条件(适宜的温适宜的温度、度、PH值、光照等值、光照等)才能表达。才能表达。3 3、植物组织培养、植物组织培养（1）概念：）概念：（2）过程：）过程：人工种子人工种子植株植株外植体外植体愈伤组织愈伤组织胚状体胚状体脱分化脱分化再分化再分化加上人工种皮加上人工种皮是是指离体的植物器官、组织或细胞，在无菌条件下，通过脱指离体的植物器官、组织或细胞，在无菌条件下，通过脱分化和再分化形成完成植株的过程。分化和再分化形成完成植株的过程。B愈伤组织：愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞通过离体的

5、植物器官、组织或细胞通过脱分化形成脱分化形成的的疏松而无规则疏松而无规则的，的，高度液泡化高度液泡化的呈的呈无定形状态无定形状态的的,未分化的薄未分化的薄壁细胞壁细胞2-3周，愈伤组织开始形成。周，愈伤组织开始形成。C脱分化（去分化）脱分化（去分化）：已经分化的已经分化的植物器官、组织或细胞植物器官、组织或细胞产生愈产生愈伤组织伤组织的过程。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，失去原有结构新恢

6、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。和功能，成为具有未分化特性的细胞。) D再分化：再分化：愈伤组织愈伤组织继续培养，继续培养，重新分化成根和芽重新分化成根和芽等器官的等器官的过程。过程。3-5周之后，诱导出的新叶片和芽。周之后，诱导出的新叶片和芽。 E胚状体：胚状体：具有胚根和胚芽的结构具有胚根和胚芽的结构 胚状体包胚状体包裹着裹着人工胚乳人工胚乳和和人工种皮人工种皮可以制成可以制成人工种子人工种子。二、影响植物组织培养的因素二、影响植物组织培养的因素环境条件：环境条件：适宜光照、温度、适宜光照、温度、 PHPH外 因外 因内因：内因：植物植物种类种

7、类，同一种植物材料的，同一种植物材料的年龄年龄、保存时间保存时间的长短的长短 ，营养：营养：矿质元素：大量元素，微量元素矿质元素：大量元素，微量元素植物激素：植物激素：细胞分裂素，生长素细胞分裂素，生长素 有机物有机物 ：蔗糖、氨基酸等蔗糖、氨基酸等环境条件：环境条件：适宜光照、温度、适宜光照、温度、 PHPH营养：营养：矿质元素：大量元素，微量元素矿质元素：大量元素，微量元素植物激素：植物激素：细胞分裂素，生长素细胞分裂素，生长素 有机物有机物 ：蔗糖、氨基酸等蔗糖、氨基酸等环境条件：环境条件：适宜光照、温度、适宜光照、温度、 PHPH营养：营养：矿质元素：大量元素，微量元素矿质元素：大量元

8、素，微量元素植物激素：植物激素：细胞分裂素，生长素细胞分裂素，生长素 有机物有机物 ：蔗糖、氨基酸等蔗糖、氨基酸等环境条件：环境条件：适宜光照、温度、适宜光照、温度、 PHPH营养：营养：矿质元素：大量元素，微量元素矿质元素：大量元素，微量元素植物激素：植物激素：细胞分裂素，生长素细胞分裂素，生长素 有机物有机物 ：蔗糖、氨基酸等蔗糖、氨基酸等环境条件：环境条件：适宜光照、温度、适宜光照、温度、 PHPH营养：营养：矿质元素：大量元素，微量元素矿质元素：大量元素，微量元素植物激素：植物激素：细胞分裂素，生长素细胞分裂素，生长素 有机物有机物 ：蔗糖、氨基酸等蔗糖、氨基酸等环境条件：环境条件：适

9、宜光照、温度、适宜光照、温度、 PHPH营养：营养：矿质元素：大量元素，微量元素矿质元素：大量元素，微量元素植物激素：植物激素：细胞分裂素，生长素细胞分裂素，生长素 有机物有机物 ：蔗糖、氨基酸等蔗糖、氨基酸等 2、高等植物是光能自养型生物，为什么在植物、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？组织培养过程中还需要提供有机物培养基？此时的组织或细胞为此时的组织或细胞为离体离体的，细胞所生活的环的，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。植物体的光能自养。思思 考考同常规的无性繁殖方法相比

10、，组织培养快速繁殖法主要具有以下优点：（1 1）快速。）快速。采用常规的方法如分株法，一棵花卉一年一般只能生产几株或几十株，但用组织培养的方法则每年可以繁殖出几万甚至数百万的小植株。（2 2）周年生产。）周年生产。花卉组织培养快速繁殖是在实验室中进行，因条件可控，所以不受季节限制，可以全年进行连续生产。而常规的无性繁殖则受季节限制，只能在花卉生长季节进行繁殖。（3 3）经济效益高。）经济效益高。花卉组织培养快速繁殖所需要的空间小，在一个200平方米的培养室内一年可生产试管苗上百万株。如按每株1元计算，每年产值上百万元。（4 4）以组织培养繁殖的种苗与母株有著相同的遗传基因。）以组织培养繁殖的种

11、苗与母株有著相同的遗传基因。所以使用这项技术可让优良的品种不断地延续。组织培养与常规繁殖相比优点众多组织培养与常规繁殖相比优点众多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、接种的无菌操作（酒精、酒精灯灯灼烧）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、移栽到消过毒的环境中生存一段时间。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？例例1、下列有关细胞全能性的含义，正确的是：、下列有关细

12、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、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、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能部功能 C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能的潜能 D、 生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程生长、衰老、死亡的全过程 正确答案：正确答案： C 例例2、在生物体内，细胞没有表现出全能性，、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：而是分化为不同

13、的组织、器官，是因为： 正确答案：正确答案： A、细胞丧失了全能性、细胞丧失了全能性 B、基因的表达有选择性、基因的表达有选择性 C、不同的细胞内基因不完全相同、不同的细胞内基因不完全相同 B D、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化了变化 课题延伸课题延伸一般来说容易进行无性繁殖的植物，一般来说容易进行无性繁殖的植物，也容易进行组织培养。也容易进行组织培养。例例1、 植物组织培养形成的愈伤组织进行培养，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：又可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为： 正确答案：正确答案：CA、脱分化、脱分化 B、去分化、去分化 C、再分化、再分化 D、脱分化或去分化、脱分化或去分化例例2、下列不能作为植物组织培养的材料是：、下列不能作为植物组织培养的材料是：正确答案：正确答案：DA、秋海棠的叶、秋海棠的叶 B、马铃薯的块茎、马铃薯的块茎C、成熟的花粉、成熟的花粉 D、木质部中的导管细胞、木质部中的导管细胞 练习练习 1.答：植物组织培养所利用的植物材料体积答：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。用于小、抗性差，对培养条件的要求较高。用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，如一些