专题3《植物的组织培养技术》课件(1)(新人教版选修1)

按培养方法分为
固体培养 液体培养 看护培养 微室培养
按培养过程分为 初代培养 继代培养
初代培养 继代培养
5.植物组织培养应用
⑴快速繁殖： 运用组织培养的途径，一个单株一年可以繁殖 几万到几百万个植株，而且均来自一单一的个体， 遗传性状一致。例如一株葡萄一年繁殖到3万多株， 一株兰花一年繁殖到400万株。

脱 分 化
愈伤组织
植物全能性 的表达
离体的植物器官、 组织、细胞
游离单细胞 或原生质体 胚状体 根、芽
人工种子 再生植株
培养条件： 基本培养基 和适宜的植 物生长调节 物质，适宜 的温度、空 气、无菌环 境、适合的 PH、适时光 照等。
脱分化：将分化组织的已停止分裂的细胞从植 物体部分的抑制性影响下解脱出来，恢复细胞的 分裂活性。 再分化：经脱分化的组织或细胞在一定的培养 条件下可有转变为各种不同细胞类型的能力。
greatest activity in meristem
⑶远缘杂交：
potato
利用组织培养 可以使难度很 大的远缘杂交 取得成功，从 而育成一些罕 见的新物种。
pomato tomato 泡马豆
⑷突变育种：采用组织培养可以直接诱变和筛选出 具抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白等优良性状的品种 ⑸基因工程：基因工程主要研究DNA的转导，而 基因转导后必须通过组织培养途径才能实现植株再生 ⑹生物制品：有些极其昂贵的生物制品，可以用大 规模培养植物细胞来直接生产 ⑺种质保存：繁殖量大，省空间，保存时间长
1964年，印度学者Guha和 Maheshwari成功地培养曼陀罗 花药获得单倍体再生植株，从而 促进了植物花药培养单倍体育种 技术的发展。
1960年，Morel等人 通过对兰花茎尖进行 培养，获得了快速繁 殖的脱毒兰花，随后 在国内外进行了“兰 花试管苗产业化”。
3.植物组织培养的基础理论 ――植物细胞的全能性 定义：植物细胞具有该植物体全部遗传的可能 性，在一定条件下具有发育成完整植物体的潜 在能力。 原理：生物体的每一个细胞都包含有该物种所 特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体 所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每 一个活细胞都应该具有全能性。 差异：（1） 受精卵的全能性最高； （2） 受精卵分化后的细胞中，体细胞 的全能性比生殖细胞的低。
1952-1953年：美国科学家Steward F.C. 用胡萝卜根的细胞悬浮培养，发现单个 细胞能象受精卵发育成胚一样的途径， 发育成完整植抹。证实了植物细胞“全 能性”学说。
（三）快速发展和应用阶段（从20世纪50年代末到现在）
1960年以来组织培养理论、 实践、技术和方法不断完善和发展， 并广泛应用于生物学的许多分支学 科。 1960年，Cocking酶解法分离 原生质体获得成功，使植物细胞可 以象动物细胞一样进行细胞融合。
植物组织培养技术
组织培养概述
1.组织培养定义
组织培养是指 用无菌方法使 植物体的离体 器官、组织和 细胞在人为提 供的条件下生 长和发育的所 有培养技术的 总称，也称之 为离体培养。
2.组织培养的发展 植物组织培养是二十世纪发展起来的新技术。 它的发展经历了四个发展阶段： （一）萌芽阶段（从20世纪初到30年代中）：
⑵器官培养：
将植物的器官如 胚、胚乳、珠心、 子房、根、茎、 叶、花和幼果的 部分组织接种在 无菌培养基上进 行培养。
⑶细胞和原生质体 培养：
细胞培养是将植 物的单个细胞分离出 来，并进行培养，而 原生质体培养是指将 植物细胞的细胞壁通 过机械、物理或化学 的方法去除，然后再 进行培养。
原球茎----主要是兰科植物在诱导时，分化出的原初植物形态，具 有完整植株的器官雏形，成苗容易。 胚状体-----由愈伤组织或表面形成的许多类似胚的突起，是初步 分化的幼小生命体，芽根有共同的维管束，是双极性结构，起源 于单细胞，无嵌合现象，结构完整，可直接形成小植株，成苗率 高，去分化难，再分化也很难。
胚状体与不定芽的区别
• 胚状体在组织学上具备以下和不定芽不同 的三个特征： • ①最根本的特征是具有两极性。 • ②胚状体的维管组织与外植体的维管组织 无解剖结构上的联系，而不定芽或不定根 往往总是与愈伤组织的维管组织相联系。 • ③胚状体的维管组织的分布是独立的“v” 字形，而不定芽的维管组织无此现象。
1902年德国植物生理学家Haberlandt提出细胞全能 性概念，并首次进行离体细胞培养，但没有成功。 1904年，Hanning 最先成功地培养了萝卜和辣根菜的 胚。1922年，Knudson 采用胚培养法获得大量兰花幼苗。
（二）奠基阶段（从20世
纪30年代末到50年代中）： 1934年，White 用番茄 根尖建立起第一个活跃生长 的无性繁殖系，从而使非胚 器官的培养首先获得成功。 1939年，Gautherete培 养胡萝卜根小外植体成功。 1943年，White提出了 植物细胞“全能性”学说， 标志组织培养成为一门新兴 学科。
⑵种苗脱毒：由于 病毒的感染严重影响作 物的产量和品质，而利 用组织培养技术可以有 Virus elimination 效地除去植物体内的病 毒，得到大量的无病毒 • why does the meristem have 种苗。主要的方法是培 low/ no virus titre? –养植物茎尖分生组织， virus spreads primarily through vascular system - this is not virus-free 也可以采用热处理或加 tissue developed in the meristem –入化学试剂的方法达到 mitosis and chromosome replication compete with virus 脱毒的效果。已经取得 replication virus particles found here – high auxin in meristem inhibits 成功的有马铃薯、草莓、 virus replication Tobacco meristem –香蕉、葡萄等等。 a virus “inactivating” system has
4.植物组织培养分类
按材料的类别分
愈伤组织培养 细 胞 培 养 器 官 培 养 原生质体培养
最为常见的组织培养
悬浮细胞培养
单细胞培养
胚、胚乳、珠心、子房、根、茎、 叶、花和幼果的部分组织的培养
⑴愈伤组织培养
将外植体接种在人工培养基上，由于植物生长调节 剂的存在，而其细胞脱分化形成愈伤组织，然后通过 再分化形成再生植株。它是最为常见的。