18知识讲解植物的组织培养技术

植物的组织培养技术

【学习目标】

1、指导植物组织培养技术的基本原理和基本技术。

2、掌握植物培养过程中使用的无菌技术（重点）。

3、掌握植物知识培养的基本过程及操作。

4、说出被子植物花粉发育的过程及花药例题培养产生花粉植株的两种途径。

5、说出花药离体培养的因素，学习话要例题培养的基本技术。

【要点梳理】

要点一、植物组织培养的基础知识【高清课堂：植物的组织培养技术 高清未发布 课题1：基础知识】

1、植物组织培养的基本过程：

离体的植物器官、组织或细胞，在培养了一段时间以后，会通过细胞分裂，形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化（去分化）。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫再分化。再分化形成的试管苗移栽到地里，可以发育成完整的植物体。植物组织培养的过程可以简要归纳为：

离体的植物器官、组织或细胞（外植体）−−−→脱分化愈伤组织−−−→再分化根、芽—→植物体。

2、植物组织培养的理论基础：细胞的全能性

要点诠释：

细胞的全能性与植物组织培养间的关系

①细胞的全能性是植物组织培养的理论基础。

植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。植物细胞只有脱离了植物体，在一定的外部因素作用下，经过细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性，由愈伤组织发育、分化出新的植物体。

②高度分化的植物细胞仍具有全能性的原因是所有体细胞均来自受精卵的有丝分裂，均有和受精卵相同的一整套遗传信息。

③植物体的组织、器官的形成，是基因选择性表达的结果，其细胞的全能性受到限制，在离体状态下，其全能性才容易得以表达，表达的过程须经过脱分化和再分化。

④容易进行营养繁殖的植物细胞，其全能性容易表达，易进行植物组织培养。

要点二、影响植物组织培养的因素

1、无机营养

（1）大量元素：除碳（C ）、氢（H ）、氧（O ）外，还有氮（N ）、磷（P ）、钾（K ）、钙（Ca ）、镁（Mg ）、硫（S ）等元素。

（2）微量元素：包括铁（Fe ）、铜（Cu ）、钼（Mo ）、锌（Zn ）、锰（Mn ）、钴（Co ）、硼（B ）和碘（I ）等。

2、有机营养

（1）维生素类：植物组织培养中经常使用维生素C 、维生素B 1（盐酸硫胺素）、维生素B 6（盐酸吡哆醇）、维生素H （生物素）、叶酸和烟酸等，一般使用浓度为0.1～10 mol ／L 。

（2）氨基酸：有甘氨酸、丝氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、水解酪蛋白（CH ）和水解乳蛋白（LH ）等，是重要的有机氮源。

（3）有机添加物：是一些成分比较复杂，大多含氨基酸、激素、酶等的复杂化合物，它们对细胞和组织的增殖与分化有明显的促进作用。

3、植物生长调节物质

植物生长调节物质是培养基中的关键物质，对植物组织培养起着重要、明显的调节作用。植物生长调节物质包括生长素、细胞分裂素及赤霉素等。

要点诠释：

①植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。在生长素存在的情况下，细

使用顺序实验结果

先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化

先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂也分化

同时使用分化频率提高

②当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。生长素的用量与细胞分裂素的用量比值低时，（即生长素少，细胞分裂素多）有利于芽的分化、抑制根的形成；比值高时，（即生长素多，细胞分裂素少）有利于根的分化、抑制芽的形成；比值适中时，促进愈伤组织生长。

可见，植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等，都会影响实验结果。植物激素的应用要做到得心应手，还得靠大量实践。

4、能源和渗透压

通常植物本身进行光合作用，产生糖类，不需要外部供给糖，但在植物组织培养进行异养的状况下，大多不能进行光合作用来合成糖类，因此必须在培养基中添加糖作为碳素来源和能量物质，同时糖对保持培养基的渗透压（一般需在1.5×105 Pa～4.1×105 Pa）也有重要作用。

5、温度

温度是植物组织培养成功的重要条件

（1）最适温度：在植物组织培养中大多采用最适温度，并保持恒温培养，以加速生长。通常采用（25±2）℃的温度，对大多数植物来讲是合适的，但也因种类而异。进行菊花组织培养，温度控制在18℃～22℃。

（2）温度预处理的影响：在植物组织培养以前先对培养材料进行低温或高温处理，往往有促进诱导生长的作用，为此，常在培养实践中采用。

6、光照

组织培养中光照也是重要条件，它对生长和分化有很大影响。当然这也与材料的性质、培养基情况以及由于光照而引起的温度上升等因素有关。菊花培养的光照强度为1000 lx～4000 lx，每天照光12 h。

此外，进行菊花组织培养的pH控制在5.8左右。

要点三、植物组织培养的实验操作

1、制备MS固体培养基

MS培养基含有20多种营养成分，实验室一般使用4℃保存的配制好的培养基母液来制备。具体操作如下。

（1）配制各种母液：配制母液时，无机物中大量元素浓缩10倍，微量元素浓缩100倍，常温保存。激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按l mg／mL的质量浓度单独配制成母液。用母液配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩倍数，计算用量。

（2）配制培养基：配制1 L MS培养基时，先将称好的琼脂加入800 mL蒸馏水，加热使琼脂熔化，然后加入蔗糖30 g，取配制好的大量元素、微量元素、有机物和植物激素的母液，依次加入，加蒸馏水定容至1000 mL，