植物组织培养—第一章

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实验室设计
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一、准备室
作用:材料、培养器械的清洗、培养基准备、灭菌等的 准备工作。
✓ 普通化学实验室:仪器及设备、化学药品。 纯水仪、冰箱、移液枪、过滤灭菌器、电炉、微波炉、 磁力搅拌器、低速台式离心机、电脑等 。 作用:配制培养基。
✓ 洗涤室:清洗、贮存器皿设施、鼓风干燥箱等。 作用:玻璃器皿、用具和培养材料的洗涤。
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⑤ 马铃薯萃取液:多用于壮苗的培养,在使用时可将马铃薯 去皮、切碎、水煮20一30分钟,然后将滤液加入培养基中, 其用量通常为100—200g/L。当培养基中添加了马铃薯萃 取液后,可以对pH产生缓冲作用,试管苗也生长得更为健 壮。
⑥香蕉:多用于兰花的组织培养,将成熟香蕉果肉捣烂后, 添加到培养基中,用量150—200g/L。香蕉果泥可缓冲培 养基的pH,对外植体的分化有着较为明显的促进作用。
2. 继代培养基: 诱导出愈伤组织后,使愈伤组织 能不断地生长下去的培养基。
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3. 分化培养: 由愈伤组织诱导形成小苗(幼芽或胚状体)
的培养基。
• ① 不加任何激素的基本培养基,即可诱导分化。 如水稻、珍珠粟、甘蔗等植物。
• ② 加较高浓度细胞分裂素和少量生长素培养基。 如烟草、矮牵牛、四季海棠、天竺葵、菊花、 倒挂金钟等组织的分化。
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三、无菌操作:
1. 接种室以及工作台灭菌:紫外灯30分钟,用时一 定要关闭它。
2. 工作台消毒:70%乙醇,用小型喷壶消毒或棉球 擦拭。
3. 点燃酒精灯,开启灭菌器,对使用器械进行烧烤灭 菌。器械冷却后方可使用。
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第三节 培养基的配置
一、培养基成分
( culture medium:维持离体细胞生存和生长的溶液)
新的玻璃器皿:0.1﹪HCl浸泡12小时,洗衣粉、自来水洗、蒸馏水冲。 污染的玻璃器皿:要先高压灭菌后,然后再刷洗。要避免交叉污染。
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二、灭菌方法:
1. 干热灭菌: 利用鼓风干燥箱(烘箱)进行烘烤灭菌的方法。箱内温度控 制在150℃,120min。玻璃器皿.
2. 湿热灭菌: 利用高压蒸汽灭菌的方法。一般温度为121℃,压力0.1MPa, 消毒15~20min。培养基灭菌.
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4、 附加物类 常用附加物类有: ① 琼脂(Agar): 组织培养支持物.本身并不提供任何营养,
它是一种高分子的碳水化合物,从红藻等海藻中提取, 仅溶解于热水,成为溶胶,冷后(40℃以下)即凝固为固 体状的凝胶。在固体培养方式中不可缺少。一般用量为 0.5%~1.0%,有固体条状和粉状两种。 ② 琼脂糖(Agerose):可改善培养物的供氧状况。 ③ 聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、维生素C(Vc)以及硝酸银 等,可防止培养材料的褐变. ④ 活性碳(AC):具有吸附能力,减少有害物质的影响,如 可防止酚类物质污染而引起组织褐化死亡。也有利于某 些植物生根 .用量1-5%.
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③ 赤霉素(GA3)、脱落酸(ABA)和多效唑(PP333)等 生长调节物质也在组织培养中应用。
GA3—主要用于促进试管苗的生长。 ABA—体胚的发育成熟。 PP333—促进壮苗。
在组织培养中,生长素的主要作用是诱导外植体脱分化产生 愈伤组织及促进培养物生长,诱导根器官的分化。
细胞分裂素的主要作用是促进细胞的分裂和分化,诱导不定 芽和胚状体的分化和形成,延缓组织衰老,增加蛋白质合 成。
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自动双重纯水蒸馏器
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✓灭菌室: ①高压蒸气灭菌装置:如立式、卧式和手提式灭菌器。
作用:培养基、器械、棉塞、无菌纸等灭菌消毒
USING THE AUTOCLAVE TO STERILIZE MEDIA, GLASSWARE OR OTHER LAB UTENSILS
高压灭菌设备 7
② 细菌过滤器:用于液体培养基灭菌装置。
主要有: 1、无机盐(inorganic elements):包括大量元素(N,P, K,Ca、S、Mg),微量元素(Fe、Mn、Zn、B、Mo、 Cu、Cl、Co、I)。 2、 有机化合物(organic compounds) :碳源(糖类), 维生素类,有机含氮化合物。 3、植物生长调节物质:生长素,细胞分裂素,赤霉素,脱 落酸等。 4、 附加物类:琼脂,活性炭,椰乳,硝酸银等。
工作原理:
利用鼓风机驱动空气 遁过高效过滤器除去 空气中的尘埃颗粒, 使空气得到净化。 净化空气徐徐通过工 作台面,使工作台内 构成无菌环境。
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三、培养室
作用: 进行材料的培养的场所。 其大小、规模可根据工作性质设定。以充分利用空间和 节能为原则。
设备: 可调控光、温、湿度等设备。 还有固定式培养架、转床、摇床。 适用于器官(芽、茎、花药等)、愈伤组织、细胞和原 生质体的固体培养和液体培养。
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生长素和细胞分裂素对拟南芥愈伤组织器官分化的影响
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生长素和细胞分裂素对褐斑伽蓝叶片器官分化的影响
6-BA 0.5mg/L
NAA 0.5mg/L
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(三)培养基按其物理性质划分为:
• 固体培养 在培养基中加入一定量的凝固剂,使液体培养基固化,一般 用于组织或器官培养.
3. 熏蒸灭菌: 利用药物熏蒸以达到灭菌的目的。用甲醛内加入高锰酸钾、 百菌清、硫磺熏蒸。用3%来苏尔溶液或1%漂白粉水溶液, 或0.2%过氧乙酸溶液喷洒、拖擦地板。培养室、接种室灭 菌.
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4. 过滤灭菌: 使溶液通过夹有微孔滤膜的漏斗,滤膜孔径需选用0.3~ 0.45μm。在无菌环境下,用真空泵抽滤,其滤液为无菌。 液体培养(不耐高温活性物质)
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培养细胞或组织的各种器皿
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四、细胞学实验室:
作用:细胞学和组织学观察。 需备有高倍显微镜、体视显微镜、倒置显微镜、各种相机、 恒温箱、切片机、恒温水浴、滴瓶、染色缸、载玻片、盖玻 片等。
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五、温室: 作用:培育组织与细胞培养出来的材料,组培苗的移栽锻炼。
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第二节 基本操作
• B5培养基 铵的含量较低。在豆科植物上应用最多。 培养大豆细胞和组织培养设计。
• White培养基 成分比较简单,无机盐和糖的用量低。
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(二)培养基按试验目的分为:
诱导培养基,继代培养基,分化培养基,生根培养基。
1. 诱导培养基 (脱分化培养基): 外植体诱导发 生愈伤组织的培养基。
水稻诱导愈伤组织时加2.4-D;而烟草、胡萝卜 既需生长素,又需细胞分裂素。
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② 维生素类
作用:直接参与生物催化剂(酶)的形成、蛋白质、脂肪代谢等重要生 命活动。
VB1(Thiamine-HCl, 盐酸硫胺素)参与碳水化合物等有机物转化,促进 生长素诱导不定根的发育。用量10mg/L。
VB5 (Nicotinic Acid,烟酸 ),可促进培养物生长。烟酸是尼克酰胺的前 体,尼克酰胺核苷酸是脱氢酶辅酶NAD+、NADP+的成分。用量 1mg/L。
5. 药剂灭菌: 用70~75%酒精、0.1~0.2%升汞、10%的次氯酸钠、新 洁尔灭、Clorox等药剂灭菌的方法。培养材料灭菌。
6. 烧灼灭菌: 用酒精灯烧灼达到灭菌的目的。接种器具灭菌。
7. 射线灭菌: 用紫外线照射的方法灭菌。照射时间一般为15~30min。 接种时应关闭紫外灯。室内灭菌。
大家好
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第一章 实验室与基本操作
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第一节 实验室及其基本设备
• 实验室的大小取决于工作的目的和规模: 1. 以工厂化生产为目的,实验室规模太小,则
会限制生产影响效率。 2.在设计组织培养实验室时,应按组织培养程
序来设计避免某些环节倒排,引起日后工作混乱。 • 植物组织培养是在严格无菌的条件下进行的。要做 到无菌的条件,需要一定的设备、器材和用具,同 时还需要人工控制温度、光照、湿度等培养条件。
VB6(Pyridoxine-HCl,盐酸吡哆醇)参与植物氮代谢,促进愈伤组织生长、 提高愈伤组织分化能力、促进培养物生长。用量1mg/L。
叶酸(VB9)促进培养物生长,参与嘌呤、嘧啶合成。
VB12(生物素VH)培养物也有促进作用。
肌醇(Myo-insotol , 环己六醇):具有帮助活性物质发挥作用的效果,可 提高VB1的效应。同时对促进培养物的生长,胚状体及芽的形成有良好 作用。
• ③ 只加细胞分裂素的培养基。如豌豆、油菜、 小麦等。
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4. 生根培养基: 诱导再生小苗生根的培养基。
① 在无任何生长激素的基本培养基中就可生出良 好的根系。如烟草、红薯、草莓、枸杞等。
② 有些需加入少量的NAA、IAA或IBA以诱导根。
③ 有些需要减低培养基中无机盐的浓度。如用MS 培养基中1/2或1/4的无机盐诱导生根,常可获 得良好的效果。
细菌过滤器
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二、无菌操作室
作用: 进行植物材料分离接种的重要场所,需长时间的无菌操 作,对组织培养成功起关键作用。
试验设施: 超净工作台 紫外灯 固定式和移动式载物台 消毒器、广口瓶、酒精灯、酒精棉、机械支架 手术剪、解剖刀、解剖针、镊子等
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超净工作台 (a laminar flow hood)
用量:一般50~100mg/L。
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③有机含氮化合物
氨基酸:常用的为:甘氨酸及酰胺类物质。 如谷氨酰胺(Glutamine),天冬酰胺和多种氨基酸 混合物。水解乳蛋白(Lactalbumin hydrolysate, LH)、 水解酪蛋白(Casein hydrolysate,CH)。
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3、植物生长调节物质
① 有机碳源:即糖类。 作用: 维持培养基的合适渗透压对初生细胞和原生质体的完整性有 十分重要作用。另外,糖类也是合成有机物的碳源。
最常用有:蔗糖、葡萄糖、果糖、多糖、可溶性淀粉和糊精。 作为氮源,蔗糖一般浓度为2%~3%。
糖的浓度影响组织分化类型: 在高浓度(3%~4%)的蔗糖有利于韧皮组织分化; 低糖浓度(1.5%~2.5%)时,仅生长出木质部; 适中浓度时形成具有木质部和韧皮部。
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微量元素 主要包括Fe、Mn、Zn、B、Mo、Cu、Cl、Co、I
等。 植物对这些元素需要量甚微,稍多会发生毒害。
Fe是用量较多的一种微量元素,对组织中叶绿素的 合成和延伸生长起重要作用。
铁常以FeSO4和乙二胺四乙酸钠(Na2-EDTA)的螯 合物存在于培养基中。
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2、 有机化合物(organic compounds)
一、洗涤方法
1、重铬酸钾洗液:
饱和的重铬酸钾洗液:43克重铬酸钾溶于1000毫升蒸馏水中(饱和溶 液)。按1:1体积比将浓硫酸缓慢地倒入饱和重铬酸钾水溶液中。
流程:
(12h)
水洗 → 晾干 → 重铬酸钾洗液 → 自来水冲净 、蒸馏水洗两次 → 干燥
2、洗涤剂:洗衣粉、洗液
3、超声波洗净器:小型玻璃器皿,顽固性污渍。超声波除污。 (要加水)
⑦椰乳:Coconut milk, CM。用于较难培养的植物材料的 培养基中。可将椰子的液态胚乳取出、或高压灭菌,或无 菌过滤。使用浓度100-200mL/L。
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二、培养基的种类
(一)常用的培养基 • MS培养基
无机盐数量适宜,硝酸盐、钾和铵盐的含量比其他培养基 高。
应用最广泛。主要用于园艺植物、木来自百度文库植物、花卉、蔬菜 等的组织培养。
①生长素: 吲哚乙酸(IAA):在培养组织中有吲哚乙酸氧化酶,可使IAA解 体,而且也可在光下分解,用量稍高。 吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA),人工合成化学物质,用量 低(0.1~2mg/L)。 2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D),作用比IBA和NAA强。
②细胞分裂素: 激动素(Kinetin, KT) 6-苄基腺嘌呤(6-Benzyladenine, 6-BA) 玉米素(Zeatin, ZT) 2-异戊烯基腺嘌呤(2-Isopentenyl adenine, 2iP) 噻重氮苯基脲(Thidiaznron, TDZ)(噻苯隆)
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1、无机盐(inorganic elements)——大量元素和微量元素
大量元素 ① N:用量最多。常用的有硝态氮和铵态氮,KNO3、
NH4NO3植物组织 从培养基中吸收氮后形成蛋白质。 ② P:在植物组织培养在的细胞增殖分化大量需要。主要 从NaH2PO4、 KH2PO4供应。磷参与核酸、能量代谢。 ③ K:直接影响培养物中酶的活性。主要由KCl、KNO3或 KH2PO4供应。 ④ Ca、S、Mg: CaCl2、Ca(NO3)2作为Ca来源, MgSO4作为S和Mg的来源。
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