第五章愈伤组织培养演示文稿
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根据愈伤难易程度：
胚性愈伤组织容易形成胚状体
非胚性愈伤组织
表面粗糙、组织结构疏松。
胚性愈伤组织
表面呈颗粒状、组织结构紧凑、再生力 强。
非胚性愈伤组织诱导率可达100％，胚性愈伤组织诱导率相对较低。
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愈伤组织生长周期
3.2 体细胞胚的产生方式
1）直接在器官上发生
胚性愈伤组织
2） 悬浮培养细胞发生途径
3）愈伤组织发生途径 : 幼胚、胚和子叶
4）单细胞发生途径：花药培养中的小孢子发育成
4）原生质体发生途径
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3.3 体细胞胚状体诱导的影响因素
1）生长素 2）其他植物生长物质的作用 3）氨源形态的影响 4）其他培养条件对胚状体发生的影响
愈伤组织生长周期为2－4周。
在培养基上生长一段时间以后，由于营养物质 枯竭，水分散失，或有毒代谢物的积累，导致愈伤组
织停止生长，甚至老化变黑、死亡。
转移到新鲜培养基：定期地将它们分成小块，接种
到新鲜的培养基上，可以长期保持旺盛的生长。
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第一节 愈伤组织的诱导和分化
果皮
IBA
无愈伤组织形成 愈伤组织增殖强
IBA浓度为1μmol/L时愈 伤组织生长良好
NAA
无愈伤组织形成 所有外植体均产生 愈伤组织
愈伤组织增殖强
2,4-D
所有外植体均产 2,4-D浓度为1μmol/L时
生愈伤组织
愈伤组织生长良好
愈伤组织增殖强
NOA 萘氧乙酸
无愈伤组织形成 愈伤组织增殖中等
愈伤组织增殖中等
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2. 2 分裂期:
➢ 分裂期：外植体细胞经过诱导以后脱分化，不断分裂增 生子细胞的过程。
➢ 脱分化：细胞由静止期进入分裂期，恢复分裂机能
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分裂期外植体的特征:
细胞分裂快，结构疏松，缺 少有组织的结构，维持其不 分化的状态，颜色浅而透明 。
NOP 萘氧丙酸
无愈伤组织形成 愈伤组织增殖中等愈伤组织 愈伤组织增殖强 增殖强
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第五章 愈伤组织的培养
第一节 愈伤组织的诱导和分化 第二节 愈伤组织中的形态发生
第三节 人工种子
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第二节 愈伤组织中的形态发生
1 愈伤组织 形态 发 生方式
通过体细胞胚胎/胚状
体途径再生植株
愈伤组织器官发生
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2 愈伤组织器官发生
先不定芽，在茎基部长根
先长根 后长芽
在不同部位分别形成根和芽
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◎ 细胞的体积相对稳定，不再减少。 ◎ 出现了各种类型的细胞：如管胞、纤维细胞、薄壁
细胞、分生细胞、色素细胞等。 ◎ 生长旺盛的愈伤组织呈乳白色、白色或浅绿色，老化
的多转化为黄色或褐色。
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愈伤组织的分类
根据愈伤色泽划分为：
度条件、光照条件。
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2,4-D和BA浓度对银胶菊茎段愈伤组织生长的影响
处理（2,4-D:BA） 0: 0 0: 0.1 0：0.2 0.05: 0 0.05: 1 0.05: 2 0.1: 0 0.1: 0.1 0.1: 0.2
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第五章 愈伤组织的培养
第一节 愈伤组织的诱导和分化 第二节 愈伤组织中的形态发生 第三节 人工种子
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第三节 人工种子
1 定义与结构
人工种子是指外面包裹一层有机薄膜的植物胚状体。
胚状体或芽：有生命的物质结构。
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细胞的主要表现:
外层细胞在外源激素的作用下，迅速分裂， 使得外层细胞数目增加， 细胞体积缩小，细胞的核和核仁增大到最大。 逐步回到分生组织状态。 随着细胞不断分裂和生长，细胞总干重、蛋 白质和核酸量大大增加，新细胞壁合成极快。 细胞分裂快，结构疏松，缺少有组织的结构， 维持其不分化的状态，颜色浅而透明。
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原因：2,4-D等生长素可以诱导内源乙烯（Eth） 产生；内源Eth不影响愈伤增殖，但抑制愈伤 组织进一步分化成胚。
乙烯也会导致纤维素酶或（和）果胶酶活性的 增强，从而破坏胚性细胞团，使原胚不能发生 组织分化。
当前第47页\共有69页\编于星期五\22点
2. 1 起始期：
细胞准备进行分裂的时期。 外植体的细胞处在静止状态。
一些刺激因素(如机械损伤、改变光照强度、增加氧等)和
激素的诱导作用，使外植体细胞的合成代谢活动加强，蛋白
质和核酸的合成, 诱导细胞开始分裂。
当前第7页\共有69页\编于星期五\22点
起始期细胞内发生的变化
激素的诱导作用，使外植体细胞的合成代谢活 动加强，蛋白质和核酸的合成增加, 诱导细胞 开始分裂。 每个细胞的蛋白质总增加量可达200 % 酶活性增强，气体交换增加，如氧气的吸收增 加 细胞的大小没有多大改变
人工胚乳：供胚状体维持生命力。 人工种皮：保护作用。
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人工种子的优点:
1）结构完整，体积小，便于贮藏与运输，可直接播 种，易于机械化操作；
秋海棠科、景天科、苦苣苔科和十字花科植物 成功报道最多； 无性繁殖植物比有性繁殖植物的容易； 同种植物不同品种（基因型）的培养效果不同
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② 外植体的类型 影响培养的难易：一般生理状态年轻，来源于生 长活跃或生长潜力大的组织和器官的细胞容易培 养。
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From embryo culture
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From root
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当前第5页\共有69页\编于星期五\22点
2 愈伤组织的形成
从外植体脱分化形成典型 的愈伤组织大致可分为三
个时期：
愈伤组织形成 起始期 分裂期 形成期
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3.4 体细胞胚状体诱导的影响因素
1）生长素 形成体细胞胚的关键是除去或降低培养
基中的生长素成分（如2,4-D）。 愈伤组织在生长素0.5～1mg/L的培养基
上分化形成分生细胞团（称胚性细胞 团）； 转移到生长素含量很低或没有生长素的 培养基上，就能发育为胚状体。
1 愈伤组织的诱导
2 影响愈伤组织诱导形成的主要因素
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2 影响愈伤组织诱导形成的主要因素
（1）不同植物和外植体诱导愈伤组织能力的差异。
不同植物种类、同一植物不同器官来源及其生理状况、年龄的外 植体的脱分化（形成愈伤组织）能力有很大差别。
烟草、胡萝卜等植物的脱分化比较容易，禾本科植物的脱 分化比较难；
Red
White callus
当前第15页\共有69页\编于星期五\22点
Green callus
Yellow callus
根据愈伤质地划分为：
生根的愈伤
渗出粘性多糖的愈伤
易碎的愈伤
坚硬的愈伤
当前第16页\共有69页\编于星期五\22点
根据愈伤发生部位：
文心兰的根（a）茎（b）叶（c）诱导的愈伤组织
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3 体细胞胚发生途径
3.1 胚状体/体细胞胚（embryoid） ：指植物细胞 、组织或器官的离体培养中，起始于一个非合子 细胞，并经过胚胎发育过程分化出的类似胚一样 的细胞群。
经过：球形胚－心形胚－鱼雷形胚－成熟胚
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Development of the Arabidopsis Embryo
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当前第41页\共有69页\编于星期五\22点
石龙芮胚状体发生的过程
玫瑰心形体细胞胚
当前第42页\共有69页\编于星期五\22点
香蕉心形体细胞胚
当前第43页\共有69页\编于星期五\22点
2）其他植物生长物质的作用 细胞分裂素有利于胚状体的形成 0.1μg·L-1 玉米素促进胡萝卜体细胞胚发生。 GA3、ABA抑制成胚；
当前第48页\共有69页\编于星期五\22点
3）氨源形态的影响 还原N（NH4+） 氧化N（NO3-） 有机氮 （氨基酸、水解酪蛋白等） 野生胡萝卜叶柄节段的培养中，只有在含一定
花的脱分化比较容易，茎、叶的脱分化比较难；
幼嫩组织的脱分化比较容易，成熟的老组织脱分化比较 难。
当前第21页\共有69页\编于星期五\22点
（2）培养基种类对愈伤组织诱导的影响。 诱导愈伤组织常用的培养基为MS和B5。
（3）外源激素对愈伤组织诱导的影响---重要因素。 （4）培养条件对愈伤组织诱导的影响: 湿度条件、温
当前第35页\共有69页\编于星期五\22点
芦荟的植物组织培养过程
1
2
3
4
5
6
7
10
当前第36页\共有69页\编于星期五\22点
8
9
11
芽（单芽、丛芽）
当前第37页\共有69页\编于星期五\22点
第二节 愈伤组织中的形态发生
1 愈伤组织
形态 发 生方式
通过体细胞胚胎/胚状
体途径再生植株
愈伤组织器官发生
愈伤组织形成情况 仅有，不生长 有限的生长，显绿色 生长不良 大块、绿色，平均直径为10mm 生长不良，稍带褐色 生长不良，稍带褐色 大块，绿色至浅褐色 大块，绿色至浅褐色 稍小于0.1:0.1比例，变褐
各种生长素对黄瓜各外植体愈伤组织诱导的效应 （各种生长素浓度为10μmol/L）
生长素
种子
愈伤组织形成 下胚轴
影响愈伤组织器官发生的因素：
无机盐混合物类
营养条件 有机物类
植物激素类
天然复合物类
外因
渗透压
酸碱度
影响因子
环境条件 湿度
温度
光照
内因 遗传性
生理状态
植物激素的作用 外植体自身因素
当前第30页\共有69页\编于星期五\22点
（1）外植体自身因素（内因）
①母体植株的遗传基础 被子植物比裸子植物容易，被子植物中茄科、
例：百合：鳞茎的鳞片分化能力：外层>中层>内层
当前第33页\共有69页\编于星期五\22点
当前第34页\共有69页\编于星期五\22点
（2）植物激素的作用（外因）
适宜的植物激素配比在器官分化中有着重要的作用。
高：有利于根的形成和愈伤组织的形成；
生长素
＝ 适中：有利于根芽的分化；
细胞分裂素
低：有利于芽的形成
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NO3- 或谷氨酰胺。
当前第49页\共有69页\编于星期五\22点
4）其他培养条件对胚状体发生的影响 液体培养 适宜pH5-6 光照：不需要光或半天光照时间 温度25 ℃左右
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当前第11页\共有69页\编于星期五\22点
2. 3 形成期：
指在分裂期的末期，细胞内开始出现一系列形 态和生理上的变化，从而使愈伤组织内产生不 同形态和功能的细胞。
当前第12页\共有69页\编于星期五\22点
细胞特点：
◎ 细胞分裂部位和方向发生改变：内部细胞发生分裂， 形成像维管束或类似分生组织，组成的鸟巢状结构。
第五章愈伤组织培养演示文 稿
当前第1页\共有69页\编于星期五\22点
第一节 愈伤组织的诱导和分化
1 愈伤组织的诱导
2 影响愈伤组织诱导形成的主要因素
当前第2页\共有69页\编于星期五\22点
1 愈伤组织的诱导
愈伤组织(callus)：离体组织 或器官进行离体培养时，进 行细胞分裂，形成一种高度 液泡化的无定形的薄壁细胞。
光照强度50-60 µE m2 s-1
光照强度5-10 µE m2 s-1
(图 光对大豆不同品种子叶体细胞胚发生的影响 )
当前第51页\共有69页\编于星期五\22点
3.4 体细胞胚途径再生植物的优点 1）数量比不定芽多 2）获得速度快 3）结构完整 4）胚状体可制成人工种子，便于运输和保存；
5）胚状体的有性后代遗传性更接近母体植株。
根据愈伤难易程度：
胚性愈伤组织容易形成胚状体
非胚性愈伤组织
表面粗糙、组织结构疏松。
胚性愈伤组织
表面呈颗粒状、组织结构紧凑、再生力 强。
非胚性愈伤组织诱导率可达100％，胚性愈伤组织诱导率相对较低。
当前第18页\共有69页\编于星期五\22点
愈伤组织生长周期
3.2 体细胞胚的产生方式
1）直接在器官上发生
胚性愈伤组织
2） 悬浮培养细胞发生途径
3）愈伤组织发生途径 : 幼胚、胚和子叶
4）单细胞发生途径：花药培养中的小孢子发育成
4）原生质体发生途径
当前第44页\共有69页\编于星期五\22点
3.3 体细胞胚状体诱导的影响因素
1）生长素 2）其他植物生长物质的作用 3）氨源形态的影响 4）其他培养条件对胚状体发生的影响
愈伤组织生长周期为2－4周。
在培养基上生长一段时间以后，由于营养物质 枯竭，水分散失，或有毒代谢物的积累，导致愈伤组
织停止生长，甚至老化变黑、死亡。
转移到新鲜培养基：定期地将它们分成小块，接种
到新鲜的培养基上，可以长期保持旺盛的生长。
当前第19页\共有69页\编于星期五\22点
第一节 愈伤组织的诱导和分化
果皮
IBA
无愈伤组织形成 愈伤组织增殖强
IBA浓度为1μmol/L时愈 伤组织生长良好
NAA
无愈伤组织形成 所有外植体均产生 愈伤组织
愈伤组织增殖强
2,4-D
所有外植体均产 2,4-D浓度为1μmol/L时
生愈伤组织
愈伤组织生长良好
愈伤组织增殖强
NOA 萘氧乙酸
无愈伤组织形成 愈伤组织增殖中等
愈伤组织增殖中等
当前第8页\共有69页\编于星期五\22点
2. 2 分裂期:
➢ 分裂期：外植体细胞经过诱导以后脱分化，不断分裂增 生子细胞的过程。
➢ 脱分化：细胞由静止期进入分裂期，恢复分裂机能
当前第9页\共有69页\编于星期五\22点
分裂期外植体的特征:
细胞分裂快，结构疏松，缺 少有组织的结构，维持其不 分化的状态，颜色浅而透明 。
NOP 萘氧丙酸
无愈伤组织形成 愈伤组织增殖中等愈伤组织 愈伤组织增殖强 增殖强
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当前第25页\共有69页\编于星期五\22点
第五章 愈伤组织的培养
第一节 愈伤组织的诱导和分化 第二节 愈伤组织中的形态发生
第三节 人工种子
当前第26页\共有69页\编于星期五\22点
第二节 愈伤组织中的形态发生
1 愈伤组织 形态 发 生方式
通过体细胞胚胎/胚状
体途径再生植株
愈伤组织器官发生
当前第27页\共有69页\编于星期五\22点
2 愈伤组织器官发生
先不定芽，在茎基部长根
先长根 后长芽
在不同部位分别形成根和芽
当前第28页\共有69页\编于星期五\22点
当前第29页\共有69页\编于星期五\22点
◎ 细胞的体积相对稳定，不再减少。 ◎ 出现了各种类型的细胞：如管胞、纤维细胞、薄壁
细胞、分生细胞、色素细胞等。 ◎ 生长旺盛的愈伤组织呈乳白色、白色或浅绿色，老化
的多转化为黄色或褐色。
当前第13页\共有69页\编于星期五\22点
当前第14页\共有69页\编于星期五\22点
愈伤组织的分类
根据愈伤色泽划分为：
度条件、光照条件。
当前第22页\共有69页\编于星期五\22点
2,4-D和BA浓度对银胶菊茎段愈伤组织生长的影响
处理（2,4-D:BA） 0: 0 0: 0.1 0：0.2 0.05: 0 0.05: 1 0.05: 2 0.1: 0 0.1: 0.1 0.1: 0.2
当前第23页\共有69页\编于星期五\22点
当前第52页\共有69页\编于星期五\22点
第五章 愈伤组织的培养
第一节 愈伤组织的诱导和分化 第二节 愈伤组织中的形态发生 第三节 人工种子
当前第53页\共有69页\编于星期五\22点
第三节 人工种子
1 定义与结构
人工种子是指外面包裹一层有机薄膜的植物胚状体。
胚状体或芽：有生命的物质结构。
当前第10页\共有69页\编于星期五\22点
细胞的主要表现:
外层细胞在外源激素的作用下，迅速分裂， 使得外层细胞数目增加， 细胞体积缩小，细胞的核和核仁增大到最大。 逐步回到分生组织状态。 随着细胞不断分裂和生长，细胞总干重、蛋 白质和核酸量大大增加，新细胞壁合成极快。 细胞分裂快，结构疏松，缺少有组织的结构， 维持其不分化的状态，颜色浅而透明。
当前第46页\共有69页\编于星期五\22点
原因：2,4-D等生长素可以诱导内源乙烯（Eth） 产生；内源Eth不影响愈伤增殖，但抑制愈伤 组织进一步分化成胚。
乙烯也会导致纤维素酶或（和）果胶酶活性的 增强，从而破坏胚性细胞团，使原胚不能发生 组织分化。
当前第47页\共有69页\编于星期五\22点
2. 1 起始期：
细胞准备进行分裂的时期。 外植体的细胞处在静止状态。
一些刺激因素(如机械损伤、改变光照强度、增加氧等)和
激素的诱导作用，使外植体细胞的合成代谢活动加强，蛋白
质和核酸的合成, 诱导细胞开始分裂。
当前第7页\共有69页\编于星期五\22点
起始期细胞内发生的变化
激素的诱导作用，使外植体细胞的合成代谢活 动加强，蛋白质和核酸的合成增加, 诱导细胞 开始分裂。 每个细胞的蛋白质总增加量可达200 % 酶活性增强，气体交换增加，如氧气的吸收增 加 细胞的大小没有多大改变
人工胚乳：供胚状体维持生命力。 人工种皮：保护作用。
当前第54页\共有69页\编于星期五\22点
人工种子的优点:
1）结构完整，体积小，便于贮藏与运输，可直接播 种，易于机械化操作；
秋海棠科、景天科、苦苣苔科和十字花科植物 成功报道最多； 无性繁殖植物比有性繁殖植物的容易； 同种植物不同品种（基因型）的培养效果不同
当前第31页\共有69页\编于星期五\22点
② 外植体的类型 影响培养的难易：一般生理状态年轻，来源于生 长活跃或生长潜力大的组织和器官的细胞容易培 养。
当前第32页\共有69页\编于星期五\22点
From embryo culture
当前第3页\共有69页\编于星期五\22点
From root
当前第4页\共有69页\编于星期五\22点
当前第5页\共有69页\编于星期五\22点
2 愈伤组织的形成
从外植体脱分化形成典型 的愈伤组织大致可分为三
个时期：
愈伤组织形成 起始期 分裂期 形成期
当前第6页\共有69页\编于星期五\22点
当前第45页\共有69页\编于星期五\22点
3.4 体细胞胚状体诱导的影响因素
1）生长素 形成体细胞胚的关键是除去或降低培养
基中的生长素成分（如2,4-D）。 愈伤组织在生长素0.5～1mg/L的培养基
上分化形成分生细胞团（称胚性细胞 团）； 转移到生长素含量很低或没有生长素的 培养基上，就能发育为胚状体。
1 愈伤组织的诱导
2 影响愈伤组织诱导形成的主要因素
当前第20页\共有69页\编于星期五\22点
2 影响愈伤组织诱导形成的主要因素
（1）不同植物和外植体诱导愈伤组织能力的差异。
不同植物种类、同一植物不同器官来源及其生理状况、年龄的外 植体的脱分化（形成愈伤组织）能力有很大差别。
烟草、胡萝卜等植物的脱分化比较容易，禾本科植物的脱 分化比较难；
Red
White callus
当前第15页\共有69页\编于星期五\22点
Green callus
Yellow callus
根据愈伤质地划分为：
生根的愈伤
渗出粘性多糖的愈伤
易碎的愈伤
坚硬的愈伤
当前第16页\共有69页\编于星期五\22点
根据愈伤发生部位：
文心兰的根（a）茎（b）叶（c）诱导的愈伤组织
当前第38页\共有69页\编于星期五\22点
3 体细胞胚发生途径
3.1 胚状体/体细胞胚（embryoid） ：指植物细胞 、组织或器官的离体培养中，起始于一个非合子 细胞，并经过胚胎发育过程分化出的类似胚一样 的细胞群。
经过：球形胚－心形胚－鱼雷形胚－成熟胚
当前第39页\共有69页\编于星期五\22点
Development of the Arabidopsis Embryo
当前第40页\共有69页\编于星期五\22点
当前第41页\共有69页\编于星期五\22点
石龙芮胚状体发生的过程
玫瑰心形体细胞胚
当前第42页\共有69页\编于星期五\22点
香蕉心形体细胞胚
当前第43页\共有69页\编于星期五\22点
2）其他植物生长物质的作用 细胞分裂素有利于胚状体的形成 0.1μg·L-1 玉米素促进胡萝卜体细胞胚发生。 GA3、ABA抑制成胚；
当前第48页\共有69页\编于星期五\22点
3）氨源形态的影响 还原N（NH4+） 氧化N（NO3-） 有机氮 （氨基酸、水解酪蛋白等） 野生胡萝卜叶柄节段的培养中，只有在含一定
花的脱分化比较容易，茎、叶的脱分化比较难；
幼嫩组织的脱分化比较容易，成熟的老组织脱分化比较 难。
当前第21页\共有69页\编于星期五\22点
（2）培养基种类对愈伤组织诱导的影响。 诱导愈伤组织常用的培养基为MS和B5。
（3）外源激素对愈伤组织诱导的影响---重要因素。 （4）培养条件对愈伤组织诱导的影响: 湿度条件、温
当前第35页\共有69页\编于星期五\22点
芦荟的植物组织培养过程
1
2
3
4
5
6
7
10
当前第36页\共有69页\编于星期五\22点
8
9
11
芽（单芽、丛芽）
当前第37页\共有69页\编于星期五\22点
第二节 愈伤组织中的形态发生
1 愈伤组织
形态 发 生方式
通过体细胞胚胎/胚状
体途径再生植株
愈伤组织器官发生
愈伤组织形成情况 仅有，不生长 有限的生长，显绿色 生长不良 大块、绿色，平均直径为10mm 生长不良，稍带褐色 生长不良，稍带褐色 大块，绿色至浅褐色 大块，绿色至浅褐色 稍小于0.1:0.1比例，变褐
各种生长素对黄瓜各外植体愈伤组织诱导的效应 （各种生长素浓度为10μmol/L）
生长素
种子
愈伤组织形成 下胚轴
影响愈伤组织器官发生的因素：
无机盐混合物类
营养条件 有机物类
植物激素类
天然复合物类
外因
渗透压
酸碱度
影响因子
环境条件 湿度
温度
光照
内因 遗传性
生理状态
植物激素的作用 外植体自身因素
当前第30页\共有69页\编于星期五\22点
（1）外植体自身因素（内因）
①母体植株的遗传基础 被子植物比裸子植物容易，被子植物中茄科、
例：百合：鳞茎的鳞片分化能力：外层>中层>内层
当前第33页\共有69页\编于星期五\22点
当前第34页\共有69页\编于星期五\22点
（2）植物激素的作用（外因）
适宜的植物激素配比在器官分化中有着重要的作用。
高：有利于根的形成和愈伤组织的形成；
生长素
＝ 适中：有利于根芽的分化；
细胞分裂素
低：有利于芽的形成
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NO3- 或谷氨酰胺。
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4）其他培养条件对胚状体发生的影响 液体培养 适宜pH5-6 光照：不需要光或半天光照时间 温度25 ℃左右
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2. 3 形成期：
指在分裂期的末期，细胞内开始出现一系列形 态和生理上的变化，从而使愈伤组织内产生不 同形态和功能的细胞。
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细胞特点：
◎ 细胞分裂部位和方向发生改变：内部细胞发生分裂， 形成像维管束或类似分生组织，组成的鸟巢状结构。
第五章愈伤组织培养演示文 稿
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第一节 愈伤组织的诱导和分化
1 愈伤组织的诱导
2 影响愈伤组织诱导形成的主要因素
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1 愈伤组织的诱导
愈伤组织(callus)：离体组织 或器官进行离体培养时，进 行细胞分裂，形成一种高度 液泡化的无定形的薄壁细胞。
光照强度50-60 µE m2 s-1
光照强度5-10 µE m2 s-1
(图 光对大豆不同品种子叶体细胞胚发生的影响 )
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3.4 体细胞胚途径再生植物的优点 1）数量比不定芽多 2）获得速度快 3）结构完整 4）胚状体可制成人工种子，便于运输和保存；
5）胚状体的有性后代遗传性更接近母体植株。