植物组培
3第三章 植物组织培养简介
的细胞在人工诱导条件下，恢复分生能力， 的细胞在人工诱导条件下，恢复分生能力， 回复到分生组织状态的过程。 回复到分生组织状态的过程。
3.再分化 redifferentiation〕 3.再分化〔redifferentiation〕:
Folke Skoog(1908- )
1955年，Miller从DNA降解物中分离出6－呋喃 1955年 Miller从DNA降解物中分离出6 降解物中分离出 氨基嘌呤（激动素）， ），发现它诱导芽分化的效率比 氨基嘌呤（激动素），发现它诱导芽分化的效率比 腺嘌呤高3万倍。控制器官分化的激素模式变为激动 腺嘌呤高3万倍。控制器官分化的激素模式变为激动 生长素的比例关系 促进组培的发展。 的比例关系。 素／生长素的比例关系。促进组培的发展。
Gottlieb Haberlandt(1854-1946). He was the first to formulate clearly the principles of plant cell culture.
细胞全能性学说： 细胞全能性学说： 植物体中任何生活细胞都具有该 物种的全部遗传信息， 物种的全部遗传信息，具有相同的形态结构和一定的生理 功能。只要条件合适， 功能。只要条件合适，由一个单细胞就可以发育成为一个 新的个体。 新的个体。 该文还报道了几种植物的细胞和组织的培养实验，由 该文还报道了几种植物的细胞和组织的培养实验， 于当时的条件所限，都没有成功. 于当时的条件所限，都没有成功
第三章 植物组织培养 (tissue culture) 概述
第一节
植物组织培养的意义
植物组织培养概念(重点 重点) 一、植物组织培养概念 重点 植物组织培养理论基础(难点 难点) 二、植物组织培养理论基础 难点 植物组织培养类型(难点 难点) 三、植物组织培养类型 难点 植物组织培养特点(重点 重点) 四、植物组织培养特点 重点
植物组培知识点总结
植物组培知识点总结一、植物组织培养的基本原理1. 植物细胞的再生能力植物细胞具有再生能力，通过植物组织培养技术，可以利用这种再生能力实现植物无性繁殖和遗传改良。
2. 植物生长调节物质的作用通过植物生长调节物质的添加，可以调控植物细胞、组织和器官的生长和分化，实现植物组织培养的目的。
3. 培养基的配制培养基是植物组织培养的基础，其成分的配制对于植物的生长和再生有着重要的作用。
二、植物组织培养的应用1. 植物无性繁殖利用植物组织培养技术，可以实现植物无性繁殖，包括离体茎段培养、愈伤组织培养、悬浮细胞培养等方法。
2. 植物遗传改良通过植物组织培养技术，可以实现植物的遗传改良，包括突变选育、重组DNA技术等方法。
3. 植物真种繁殖利用植物组织培养技术，可以实现植物的真种繁殖，包括种子培养、乳母细胞培养等方法。
4. 植物无菌播种通过植物组织培养技术，可以实现植物的无菌播种，可以提高播种的成活率和生长速度。
5. 植物快速繁殖通过植物组织培养技术，可以实现植物的快速繁殖，可以节省时间和成本，提高繁殖效率。
三、植物组织培养的培养技术1. 植物组织的获取植物组织培养的第一步是获得植物组织，可以通过切取植物茎、叶、根等组织，或者通过离体芽、离体胚等方式获得植物组织。
2. 培养基的配制培养基是植物组织培养的基础，其成分的配制对于植物的生长和再生有着重要的作用，可以根据不同的需要调整培养基的成分。
3. 植物组织的培养条件植物组织培养需要一定的培养条件，包括光照、温度、湿度、氧气等条件，不同植物对培养条件的要求有所不同，需要根据具体情况进行调控。
4. 植物组织的再生在适当的培养条件下，植物组织可以实现再生，包括愈伤组织的形成、植物器官的再生等过程，需要注意再生过程中的微生物污染和植物器官的发育。
5. 植物组织的分化植物组织培养过程中，需要注意植物组织的分化，包括根、茎、叶等植物器官的分化，可以根据需要调控植物组织的分化方向。
植物组培名词解释
广义的植物组织培养（plant tissue culture ）:是指在无菌和人工预知的控制条件下，利用适当的培养基，对离体的植物器官、组织或细胞进行离体培养，使其再生细胞或生长、分化成完整植株的技术。
狭义的植物组织培养指对植物的组织（如分生组织、表皮组织、薄壁组织等）及培养产生的愈伤组织（callus）进行离体培养的技术。
外植体:植物组织培养中，使用的各种器官、组织和细胞统称为外植体(explant)。
愈伤组织:是指外植体因受伤或在离体培养时，其未分化的细胞和已分化的细胞进行活跃的分裂增殖而形成的一种无特定结构和功能的组织。
植物细胞的培养:是指将植物材料从母体植株上切取后，分离成细胞或小细胞团，放在无菌的人工环境条件下使其生长发育的方法。
初代培养:根据培养过程，将从植物体上分离下来的部分进行第一次培养，称为初代培养（primary culture ），以后将培养物转移到新的培养基上继续培养，则统称为继代培养(subculture)。
植物细胞全能性是指一个生活的植物细胞，只要有完整的膜系统和细胞核，它就会有一整套发育成一个完整植株的全部遗传信息，在适当的条件下，这些信息可以表达，再生成一个完整植株。
细胞分化(differentiation):是指生物在个体发育过程中细胞由一般变为特殊的现象，即普通形态结构的细胞，向着不同形态结构的方向发展，从而在机能上也各不相同。
脱分化:由失去分裂能力的细胞回复到分生性状态并进行分裂，形成形成一种高度液泡化的呈无定形态的薄壁细胞即愈伤组织的现象（或过程）称为“脱分化”(dedifferentiation)。
由无分化的愈伤组织的细胞再转变成为具有一定结构，执行一定生理功能的细胞团和组织，进而构成一个完整的植物体或植物器官的现象（或过程），叫做“再分化”(redifferentiation)。
细胞学说(cell theory)：一切生物都是由细胞构成的，细胞是生物体的基本功能单位，细胞只能由细胞分裂而来。
植物组培的实习报告
一、实习目的本次植物组培实习旨在通过实际操作，让学生了解植物组织培养的基本原理、技术流程和实验方法，掌握植物细胞培养的基本技能，提高学生的实践操作能力和科研思维能力。
同时，通过实习，使学生认识到植物组织培养在植物繁殖、品种改良、遗传育种以及植物基因工程等领域的重要应用。
二、实习内容1. 植物组织培养概述实习首先介绍了植物组织培养的基本概念、发展历程、应用领域以及实验室的基本设备。
2. 植物组织培养技术（1）植物材料的选择与预处理介绍了植物材料的选择标准、预处理方法（如消毒、切割等）以及预处理过程中需要注意的问题。
（2）培养基的配制与灭菌详细讲解了培养基的配方、配制方法、灭菌方法以及注意事项。
（3）植物细胞的诱导与增殖介绍了植物细胞诱导与增殖的方法，如愈伤组织的诱导、胚性愈伤组织的诱导、不定芽的诱导等。
（4）植物胚胎发生与植株再生讲解了植物胚胎发生的过程、影响因素以及植株再生的技术要点。
3. 实验操作（1）植物材料的消毒与切割在指导老师的指导下，学生进行了植物材料的消毒与切割操作，掌握了消毒液的配置、消毒时间、切割工具的使用等技能。
（2）培养基的配制与灭菌学生亲自参与了培养基的配制、分装、灭菌等过程，了解了培养基的配方、配制方法、灭菌方法等。
（3）植物细胞的诱导与增殖学生在指导老师的指导下，进行了愈伤组织的诱导、胚性愈伤组织的诱导、不定芽的诱导等实验，掌握了相关技术。
（4）植物胚胎发生与植株再生学生进行了植物胚胎发生与植株再生的实验，了解了植物胚胎发生的过程、影响因素以及植株再生的技术要点。
三、实习收获1. 理论知识与技能的提升通过本次实习，学生对植物组织培养的基本原理、技术流程和实验方法有了更深入的了解，掌握了植物细胞培养的基本技能。
2. 实践操作能力的提高学生在实习过程中，亲自参与了植物材料的消毒、切割、培养基的配制、灭菌、细胞诱导与增殖、胚胎发生与植株再生等实验操作，提高了实践操作能力。
3. 科研思维的培养通过实习，学生学会了如何分析实验现象、解决问题，培养了科研思维。
植物组培实验报告
植物组培实验报告植物组培技术是指利用植物体细胞分裂和分化的能力，通过体外培养的方法，使其成为整株植物的过程。
该技术已经广泛应用于植物育种、遗传工程、植物繁殖等领域。
实验目的：本实验旨在研究植物组培技术对不同植物品种的影响，探究其在植物育种中的应用价值。
实验材料：本次实验选用了四种不同的植物品种，分别为玉米、小麦、水稻和大豆。
实验所需的试剂包括MS培养基、植物生长素、植物生长素和细胞分裂素等。
实验步骤：1.植物材料的准备将四种植物的种子经过消毒处理后，将其在无菌条件下播种在MS 培养基上。
2.植物细胞的分离将培养基上生长的植物幼苗取出，进行细胞分离。
将其放入含有植物生长素和细胞分裂素的液体培养基中，进行震荡培养。
3.植物组织的培养将分离出来的细胞放入含有植物生长素的液体培养基中，进行组织培养。
待组织生长出来后，再将其移植到含有植物生长素和细胞分裂素的液体培养基中，进行细胞分裂和分化。
4.植物的生长与繁殖将培养好的植物幼苗移植到含有适量营养物质的液体培养基中，进行生长。
当植物幼苗长大后，可以进行繁殖试验，检测组培植物在遗传性状上的变化。
实验结果：经过实验，我们发现不同植物品种对组培技术的适应性不同。
在四种植物品种中，水稻和大豆的组培效果最好，生长速度较快，成活率较高；而小麦的组培效果较差，生长速度较慢，成活率较低。
在遗传性状上，我们也发现组培植物与自然生长的植物有一定的差异，但并不影响其在植物育种中的应用。
结论：植物组培技术是一种高效、快速的植物育种方法。
通过本实验，我们发现植物品种对组培技术的适应性不同，需要根据具体品种加以调整。
虽然组培植物与自然生长的植物在遗传性状上存在差异，但并不影响其在植物育种中的应用。
植物组培技术的不断发展和完善，将会对植物育种和植物繁殖领域带来更多的变革。
植物组培参考
一、名词解释1、植物组织培养：植物离体器官（根、茎、叶、花、种子等）、组织（花药、胚乳、形成层等）、细胞（体细胞、生殖细胞、花粉等）以及去掉细胞壁的原生质体在离体无菌条件下，利用人工培养条件、生长、分化并成长出完整植株的过程。
2、外植体：由活体植物体上提取下来的，接种在培养基上的无菌细胞、组织、器官等。
3、器官培养：以植物的根，茎，叶，花，果等器官为外植体的离体无菌培养。
4、继代培养：将初代培养长出的芽、愈伤组织等经切割分离后接到新培养基上进行培养5、初代培养：从植物体上分离下来的第一次培养6、植物细胞全能性：植物每个细胞都携带一套完整的基因组（该植物体全部遗传信息），在一定条件下具有发育成完整植物体的潜在能力。
7、脱分化：:高度分化的由植物组织或器官失去原来结构和功能而恢复分生状态，形成无组织结构的细胞团或愈伤组织的过程。
8、体细胞胚：在植物组织培养过成中，由植物体细胞所形成的类似于合子胚的结构。
具有根、茎结构，能一次性形成再生植株。
9、再分化：经脱分化的愈伤组织在一定的培养条件下长出植株的能力10、细胞分化：导致细胞形成不同结构，引起功能改变或潜在的发育方式改变的过程。
11、极性：（也可指器官、植株）内的一端与另一端在形态结构和生理生化上存在差异现象。
12、愈伤组织：在人工培养基上由外植体进行细胞分裂，形成一种高度液泡化的呈无定形态的薄壁细胞。
13、器官发生：就是腋芽萠发先诱导获得芽或根，然后获得再生植株。
14、离体根培养：以植物根切段为外植体进行的离体培养技术。
15、茎尖培养：切取茎的先端部分或茎尖分生组织（茎尖）０.１-0．5mm部分进行无菌培养．16、茎段培养：对带有腋芽或叶柄的茎段进行无菌培养．17、离体叶培养：以植物叶器官为外植体进行的离体培养技术．（叶原基、叶柄、叶鞘、叶片、子叶在内的叶组织的无菌培养）。
18、花器官培养：指整朵花或其组成部分如花托、花瓣、花丝、花柄、子房、花药等的无菌培养。
植物组培点
名词解释：1.愈伤组织：是指在人工培养基上由外植体形成的一团无序生长的薄壁细胞。
2.植物组织培养：指在离体条件下利用人工培养基对植物器官、组织、细胞、原生质体等进行培养，使其长成完整的植株。
3.外植体：植物组织培养中的各种接种材料，包括植物体的各种器官、组织和原生质体等。
4.愈伤组织培养：将植物外植体接种在人工培养基上，由于植物生长调节剂的存在儿使其细胞脱分化形成愈伤组织，然后经过再分化形成再生植株。
5.细胞全能性：一个完整的植物细胞拥有形成一个完整植株所必需的全部遗传信息。
6.外植体接种：在无菌条件下，将消过毒的植物材料在超净工作台上切割、分离成适宜的外植体大小，并将其转移到培养基上的过程。
7.玻璃苗：是生长异常，叶、嫩梢呈透明或半透明的水浸状，整株矮小肿胀，失绿，叶片皱缩成纵向卷伸，脆弱易碎的试管苗。
8.继代培养：愈伤组织在培养基上生长一段时间后，由于营养物质枯竭，水分散失，以及代谢产物的积累，必须转移到新鲜培养基上培养，这个过程叫做继代培养。
9.细胞分化：一个尚未特化的细胞发育出特征性结构和功能的过程。
10.炼苗：植物组织培养中获得的小植株，完成由异养到自养的转变，需要一个逐渐适应的驯化过程，此过程为炼苗。
11.胚状体：指在组织培养中，由一个非合子细胞(体细胞)，经过胚胎发生和胚胎发育过程形成的具有双极性的胚状结构。
12.胚培养: 是指将胚从种子、子房或胚珠中分离出来，在进行组织培养，使其生长发育形成幼苗的过程。
13.植物离体授粉：人工控制条件下使离体的胚球或子房完成授粉，受精形成种子的过程。
14.人工种子：是指通过植物组织培养的方法获得的具有正常发育能力的材料，外面还被有特定物质，在适宜条件下可以发芽成苗的植物幼体。
15.微体嫁接：将0.1～0.2mm的茎尖作为接穗，假接到由试管培养，假接到由试管中培养出来的无菌实生的砧木上，继续进行试管培养，愈合成为完整的植株的方法。
16.单倍体：是指具有配子染色体数的个体或组织，即体细胞染色体数为n 。
植物组织培养
矮牵牛茎尖离体培养培养
大蒜根尖培养及植株 再生
微型月季茎段离体培养
叶诱导愈伤组织
台湾百合离体培养
菊花体细胞胚胎发生及植株再生
矮牵牛茎尖离体培养培养
牡丹成熟胚的离体培养与快速繁殖
非洲紫罗兰叶片培 养
优化培养基
无蔗糖
1%蔗糖
5%蔗糖
无BAP
BAP 0.1mg/l
BAP 5.0mg/l
无NAA
种质资源的离体保存
体细胞无性系变异筛选
花粉、花药培养产生单倍体植株
幼胚拯救克服远缘杂交障碍
用于基因工程技术创造植物新种质。
3、大规模植物细胞、组织和器官培养生产次 生代谢物质；
根培养:正常根培养， 毛状根培养
4、用于植物生长发育理论研究，包括生理学、 病理学、胚胎学和细胞与分子生物学等。
1972年，Carlson等利用原生质体融合在两个烟草属中进行种间杂交。
1974年，Murashige等利用细胞分裂素诱导茎尖侧芽分枝。Zaenen和 Larebeke分别发现土壤农杆菌（Agribacterium）中的根瘤诱导的主 要成分是Ti质粒。 1978年，Melchers等进行了番茄和马铃薯的体细胞杂交。
五、植物组织培养技术的应用
1、优质种苗的快速无性繁殖： （1）无性繁殖作物及不易繁殖作物的快速繁殖
园艺植物种苗工厂化生产
兰科植物生产
A
B
C
E
F
G
花烛属植物
厥类植物
盆栽及切花植物的繁殖
珍贵树种
无菌苗快速繁殖
无菌苗驯化
组培苗驯化移栽
茎、芽和小植株的规模培养
经济植物快速繁殖
（2）通过茎尖培养生产脱毒健康种苗：如草莓、香蕉、
植物组织培养
（3）肌醇 又叫环己六醇，在糖类的相互转 化中起重要作用。 使用浓度：一般为lOOmg／L。 作用：适当使用肌醇，能促进愈 伤组织的生长以及胚状体和芽的形 成。对组织和细胞的繁殖、分化有 促进作用，对细胞壁的形成也有作 用。
（4）氨基酸 (almino acide） 作用：蛋白质的组成部分，也是一种有机氮化 合物。是很好的有机氮源，可直接被细胞吸收利用。 种类：最常用的是甘氨酸，其他的如精氨酸、 谷氨酸，谷酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、丙氨酸等 半胱氨酸及多种氨基酸的混合物（水解酪蛋白、水 解乳蛋白）等。
（11）再分化 经脱分化的组织或细胞在一定 的培养条件下可又转变为各种 不同细胞类型的能力。 （12） 分化培养 经过脱分化阶段的外植体（形 成愈伤组织），转移到另一培 养基上分化出芽（或小球茎） 或胚时，则称为分化培养，所 用的培养基为分化培养基。
（13） 增殖培养 已分化芽、小球茎或无性幼胚再继续进行增殖，即
1. 培养条件可人为控制，周年生产
植物组织培养中的植物材料完全是在人为提供的 培养基及小气候环境下生长的，摆脱了大自然中 四季、昼夜气温频繁变化及灾害性气候等外界不 利因素的影响，且条件均一、对植物生长极为有 利。因此植物组织培养不受气候和季节的限制， 可周年进行生产。
2. 生长周期短，繁殖速度快
植物组织培养可根据不同植物、不同器官、不同 组织的不同要求而提供不同的培养条件，满足其 快速生长的要求，缩短培养周期。一般20~30d就 完成一个繁殖周期.每一繁殖周期可增殖几倍到几 十倍,甚至上百倍,植物材料以几何级数增加。
3. 管理方便，可实现工厂化生产
植物组织培养是在人为的提供一定温度、光照、 湿度、营养和植物生长调节剂等条件下进行的， 不受自然界中病、虫、杂草等有害生物危害，生 产微型化、精细化、高度集约化，重复性强，便 于标准化管理和自动化控制，真正实现了种苗的 工厂化生产。与田间栽培、盆栽等相比，省去了 中耕除草、浇水施肥、病虫防治等一系列繁杂劳 动，可大大节省人力、物力及田间种植所需要的 土地。
植物组培
任务
研究离体条件下，细胞、组织、器官、所
需的营养条件和环境条件以及培养技术；
植物幼胚、远缘杂种胚、子房、胚珠、胚
乳培养的方法与技术；植物脱毒的方法和
原理；人工种子制备的方法与技术等。
优越性
成本低，效率高
环境条件可控，误差小 生长快、周期短，可重复性强
实验材料单一，无性系遗传特性一致
可连续运行、周年试验或生产，利于自动化控制
植物组织培养的基本原理
植物细胞的全能性：
任何具有完整细胞核的植物细胞，都拥有 形成一个完整植株所必须的全部遗传信息， 在特定的环境下能进行表达产生一个独立 完整的个体。
植物组织培养的基本原理
植物细胞的分化与脱分化：
分化：导致细胞形成不同结构、引起功能改变 或潜在发育方式改变的过程。 脱分化：离体培养条件下的细胞、组织或器官 经过细胞分裂或不分裂，逐渐失去原来的结构和 功而恢复分生状态，形成无组织结构团或愈伤组 织或成为未分化细胞特性的细胞的过程。
植物组织培养的基本原理
植物的形态建成
包括愈伤组织诱导与器官分化、植物体细 胞胚胎发生和立体器官诱导。
植物组织培养的基本原理
基因表达与位置效应
及器官分化信息表达： 基因表达：储存遗传信息的基因经过一系 列步骤表现出其生物功能的整个过程。
植物组织培养的应用
细胞培养
人工种子 植物胚培养 植物离体快繁
植物组织培养的应用
植物脱毒苗培育
体细胞无性系变异及筛选 植物种质资源的离体保存 次生代谢产物生产和生物转化
植物组织培养的应用
单倍体培养
体细胞杂交 原生质体培养 植物的遗传转化
植物组织培养
植物组织培养简介
植物组织培养的概念
植物组织培养
盐酸吡哆醇（VB6） 0.5
甘氨酸
2
蔗糖
30000
琼脂
10000
2，4-二氯苯氧乙酸（2，4-D）
萘乙酸（NAA）
6-苄基腺嘌呤（6-BA）
MnSO4.4H2O H3BO3 KI ZnSO4.7H2O Na2MoO4.2H2O CuSO4.5H2O CoCl2.6H2O 烟酸 （VB5或VPP） 肌醇
蔗糖吸收
30
1、高压灭菌水解 2、细胞壁蔗糖酶分解 3、主动吸收
过滤灭菌
31
铁盐母液
32
铁盐母液制备：3价或2价铁盐分别加热溶解后混合定容
最终螯合铁大多以三价铁存在 。但植物细胞从EDTA吸 收铁在细胞膜上由3价铁转化为2价铁。
33
实验一：培养基配置 34
花菜花茎段诱导培养基，黄瓜诱导愈伤及分化培养基1）：MS+NAA 0.2mg/L+6-BA 2.0 mg/L +30g/L 蔗糖+7g/L 琼脂粉， pH5.8
65
植物原生质体（Protoplast）是被去掉细胞壁的由质膜 包裹着的、具有生活力的裸细胞。
66
机械法分离原生质体
67
Mechanical method of protoplast isolation
68
Principle steps in enzymatic isolation
酶法分离原生质体示意图
20世纪80年代，每一个植物细胞具有该植物的全部遗传信息，在适 当条件下可表达出该细胞的所有遗传信息，分化出植物有机体所有不同 类型细胞，形成不同类型的器官甚至胚状体，直至形成完整再生植株。
10
➢ 细胞全能性的相对性: 细胞全能性并不意味着任何细胞均可以直接产生植物； 动植细胞全能性的表现程度存在明显的差异。
植物组织培养
植物组织培养植物组织培养：在无菌的条件下，将离体的植物材料包括器官，组织，细胞以及原生质体在人工培养基上进行培养，使其再生发育成完整植株的过程，又称植物离体培养。
细胞全能性：植物体的任何一个细胞都携带该物种的全部遗传信息，离体细胞在一定的条件下具有发育成完整植株的潜在能力。
外植体：植物组织培养中离体的植物材料，包括植物器官，胚胎、组织、细胞和原生质体。
细胞分化：导致细胞形成不同结构，引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。
脱分化：已分化成熟的植物组织或器官回复到分生状态，细胞开始分裂形成无组织结构的细胞团或愈伤组织的过程。
再分化：是指在一定条件下，脱分化形成的愈伤组织转变成为具有一定结构、执行一定生理功能的细胞团和组织、并进一步形成完整植株的过程，即从愈伤组织再生形成完整植株的过程。
愈伤组织：植物体受伤后的伤口处或在植物组织培养中外植体切口处产生的一团不定型的薄壁组织。
离体无性繁殖：根据植物细胞全能性原理，在无菌条件先短时间内形成大量植株。
玻璃化苗：在植物组培中，茎叶形成透明矮小肿胀的形态，生根能力差。
问答题：1、无菌操作是贯穿于整个组织培养过程的一门关键技术，请根据自己的体会论述如何在植物组织培养过程中做到无菌？1〕取少菌的材料〔春夏，中午的幼芽〕 2〕严格灭菌3〕合理安排操作程序 4〕无菌保存 5〕操作标准2、组培在生产上的应用有哪些？学好植物组培的意义？1〕植物快速繁殖：增殖速度快，本钱低，易于批量生成和管理。
比方利用一小块叶片或一个茎尖，一年内可繁殖出1000-100000株幼苗2〕脱除病毒：植物在生长过程中几乎都要蒙受到病毒的危害，采用茎尖培养方法可以除去植物体内的病毒。
脱毒苗恢复了原有的优良种性，生长势明显增强，整齐一致。
3〕培养新品种：克服远缘杂交不亲合性；克服远缘杂交的不孕性；选择细胞突变体；单倍体育种；转基因育种。
4〕植物次生代谢产物生产：利用植物组织后细胞的大规模培养，可以生产一些天然有机化合物，这些次生代谢产物，往往具有一些特定的功能，对人类有重要的影响和作用。
植物组织培养
②影响细胞再分化因素： 从理论上讲，在离体培养条件下经过再分化可获 得各种
类型的细胞、组织、器官以及再生植株。但是目前，还不 能使所有植物的活细胞都再生植株。主要原因是： （1）不同植物种类再分化的能力差异较大（遗传背景）； （2）对某些植物再生条件还没有完全掌握。
有不同的培养反应。 （6）植物种类的差异。 一般双子叶植物比单子叶植物
及裸子植物容易。
4、愈伤组织（Callus）培养
①愈伤组织生长过程
在脱分化的过程中，多形成Callus, 其细胞结构无明 显极性。
• （1）诱导期：细胞准备进行分裂， 细胞大小几乎不变，
生理生化变化大，迅速合成蛋白质和核酸。
• （2）分裂期：外层细胞分裂，中间细胞常不分裂，形成
小芯。细胞分裂快，结构疏松，颜色浅而透明。在原培养 基上，细胞会发生分化，及时转移，其可无限制地进行细 胞分裂，维持不分化状态。
• （3）分化期：细胞发生生理代谢变化，出现形态和功能
各异的细胞。
②愈伤组织的生长特性
（1）生长：诱导期后，外植体外层细胞分裂，在受伤 组织表面形成一层愈伤组织， Callus的细胞数目迅速增 多，表层细胞平均重量下降，体积变小；降低温度，可 以使细胞生长速度减慢，平均大小可增加。
1952年：Morel和Martin首次报道茎尖分生组织的离体培养，获 得无病毒大丽花植株。
1954年：Muir将烟草愈伤组织置于固体培养基上，在其上放一 片滤纸，再在滤纸片上放上一 个烟草体细胞，单细胞培养成功。
1956年：Miller分离出Kinetin，Kinetin/激动素
组织培养的奠基人
细胞分化是组织分化和器官分化的基础，是植株离 体再生的基础。
植物组织培养
植物组织培养名词解释1.细胞的全能性：指植物体的任何一个有完整细胞核的活细胞都具有该植物的全套遗传基因和产生完整植株的潜在能力。
2.分化：指细胞、组织、器官或整株植物从分生组织或幼小状态发育为成熟状态的过程，并在生理、形态上发生的变化。
其最大的特征是失去分裂能力。
3.脱分化：植物离休的器官、组织、细胞在人工培养基上，经过多次细胞分裂而失去原来的分化状态，形成无结构的愈伤组织或细胞团的过程，使其回复到胚性细胞的状态。
其特征是已失去分裂能力的细胞重新获得了分裂能力。
4.再分化：指由脱分化的细胞再度分化成另一种或几种类型的细胞、组织、器官，甚至最终再生成完整的植株的过程。
5.试管苗：指在无菌离体条件下，对植物组织、细胞、器官进行组培所获得的的再生植株。
6.根芽激素理论：根和芽的分化由生长素和细胞分裂素的比率所决定，这一比率高时促进生根，比率低时促进茎芽的分化，比率适中时，组织则倾向于以一种无结构的方式生长。
通过改变培养基中这两类生长调节物质的相对浓度可以控制器官的分化。
7.污染：批在组培过程中，由于真菌、幼苗等微生物的侵染，在培养容器内滋生大量的菌斑，使试管苗不能生长和发育的现象。
8.褐变：指在组培过程中，培养材料向培养基中释放褐色物质，致使培养基逐渐变成褐色，培养材料也随之慢慢变褐而死亡的现象。
9.玻璃化现象：指试管苗因生理失调而引起的嫩茎、叶片出现半透明状和水渍状的现象。
10.无菌操作：亦称接种。
指将经过表面灭菌后的植物材料在无菌环境中切碎或分离出器官、组织或细胞转移到无菌培养基上的过程。
由于整个过程均在无菌条件下进行，所以将这个过程称为无菌操作。
11.植物组织培养：指在无菌条件下，将离体的植物器官(如叶、花、未成熟的果实、种子)、组织(如形成层、花药组织、胚乳)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、细胞或原生质体，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，使其长成完整的植株或生产具有经济价值的其他产品。
植物组培
组织培养步骤
试管苗的形成 再分化
扩大培养
MS固体培养基成分及比例
培养基的配制
• • • • • • 母液的配制 移取母液 称取蔗糖、琼脂加水加热溶解 激素母液移取 调节PH、定容、分装 灭菌
激素配比对组织培养的影响
生长素
/
细胞分裂素
高
利于根和愈伤组织的形成
适中 利于根芽的分化
外植体选择
• （3）用灼烧消毒过的器械将切割好的外植 体插植或放置到培养基上。
培养观察
课堂小结
• • • • • 组织培养的优点 组培相关的概念 组培的实验步骤 培养基配制 无菌操作及注意事项
作业
组培操作过程及其注意事项
• 灭菌 与消毒 灭菌 ：用理化方法杀死一定物质中的 微生物的微生物学基本技术 消毒：指杀死病原微生物、但不一定能 杀死细菌芽孢的方法
• 培养基
供微生物、植物和动物组织生长和维 持用的人工配制的养料 • 愈伤组织 原指植物体受伤时产生于伤口周围的组 织。现多指切取植物体的一部分，置于 含有生长素和细胞分裂素的培养液中培 养，诱导产生的无定形的组织团块
植物组织培养技术
通过果树育苗的学习，我们已经了解到 大多果树嫁接用砧木都是靠种子来繁殖的。 那么，有没有不用种子来培育新品种的方法 呢？
扦插
营养繁殖
嫁接
压条
组织培养
扦插
嫁接
压条
组织培养与常规繁殖相比优点众多
同常规的无性繁殖方法相比，组织培养快速繁殖法主要 具有以下优点： （1）快速。 （2）周年生产。 （3）经济效益高。 （4）以组织培养繁殖的种苗与母株有著相同的遗传基因。
（一）植物组织培养的相关概念 组织培养
指在无菌条件下，将离体的植物器 官、组织或细胞接种于人工配制的 培养基上，在一定的光照和温度条 件下培养出新植株的育苗方法。
植物组织培养
植物组织培养重点名词解释：1、植物组织培养：是指在无菌和人工控制的环境条件下，利用适当的培养基，对离体的植物器官、组织、细胞及原生质体进行培养，使其再生细胞或完整植株的技术。
又称为植物离体培养2、外植体（explant）：用于离体培养的那部分植物器官、组织或细胞。
3、愈伤组织（callus）：是指外植体因受伤或在离体培养时，其细胞进行活跃的分裂增殖而形成的一种无特定结构和功能的组织。
4、离体生态学（in vitro ecology）：是指研究离体培养环境条件控制的科学，其研究对象是培养基、植物材料和人工环境条件。
5、植物细胞全能性（totipotency）：是指任何携带完整遗传信息的植物活细胞都具有表达其所有遗传信息的能力，能够发育成完整的植株。
胞需经过脱分化和再分化过程才能表现其全能性。
6、脱分化（dedifferentiation）：成熟细胞或分化细胞转变为分生状态（即形成愈伤组织）的过程。
7、再分化（redifferentiation）：成熟细胞或分化细胞脱分化转变为愈伤组织后重新分化成异质细胞的过程。
8、植物茎段培养是指对植物的带有一个以上定芽或不定芽的外植体（包括块茎、球茎、鳞茎在内的幼茎切段）进行离体培养的技术。
9、茎尖培养（shoot tip culture or apical meristem culture）是指对植物顶端的原分生组织和它衍生的分生组织的培养。
10、叶培养的意义：研究叶形态建成、光合作用、叶绿体形成等；叶细胞全能性；原生质体融合；无性繁殖系；诱变育种。
11、离体叶组织发育途径：直接产生不定芽，由愈伤组织产生不定芽，胚状体和其他。
12、植物器官培养是指对植物某一器官的全部或部分或器官原基进行离体培养的技术。
13、植物胚胎培养是指对植物的胚、胚乳、胚珠和子房等进行离体培养，使其发育成完整植株的技术。
包括：胚培养、胚乳培养、胚珠培养以及子房培养。
14、胚乳培养是指将胚乳组织从母体上分离出来，通过离体培养，使其发育成完整植株的技术15、胚珠培养是将胚珠从母体分离出来，无菌条件下让其进一步生长发育，使其形成植株的技术。
植物组培过程
植物组培过程
植物组培过程
一、准备工作：
1、准备植物培养基：植物组培需用的植物培养基有多种，这里介绍一种常用的耐抗性植物培养基，它由鲜肥组成，它的组成为：磷肥、钾肥、复合肥和石膏等。
2、准备植物：植物的选择非常重要，可以选择耐抗性强、萌芽率高的植物，也可以选择品种较为稳定的植物，以确保植物组培中的成功率。
3、准备容器：为了保证植物的细胞充分滋润，要求容器的空气流通性好，耐酸碱性强，可以选择橡胶材料来制作植物培养容器。
4、准备营养液：肥料营养液中要有适量的氮、磷、钾元素，以及微量元素，并且肥料的比例要适当，太高或者太低都会影响植物的生长。
二、培养技术：
1、播种：将植物种子播入植物培养基中，然后用密实的材料将其覆盖，最后用器械安置好，使之避免受外界的影响。
2、灌溉：灌溉是保证植物细胞滋润的关键，通常可以根据气温来控制水量和湿度，这样可以保证植物萌芽、生长的速度适中。
3、照明：植物的光照非常重要，植物的生长有节律，要遵循植物自然生长的规律，照明时间宜长不宜短，以保证植物充分的光照条件。
4、检查营养液：营养液的比例改变会影响植物的生长，所以要经常检查营养液，确保营养液的浓度合适，也要定期添加营养液，补充植物所需的养分。
三、结束：
1、取样检验：取样检验是检查植物细胞的有效性，以及植物的成活率等，通常可以采用细胞核细胞涂片技术，也可以采用分子生物学技术或其他生物技术来检测植物标本。
2、培养完成后，要及时处理培养液，以及收集完整的植物标本，然后将其保存起来，以备以后使用。
植物的组织培养
植物的组织培养【基础回顾】考点一、植物组织培养的过程1．组织培养过程外植体――→脱分化愈伤组织――→再分化幼苗―→移栽2．培养基(1)成分：大量元素、微量元素、有机物、植物激素和琼脂。
(2)类型：MS培养基、发芽培养基和生根培养基。
(3)作用：植物组织或器官生长和发育的营养条件。
(4)配制：称量、溶解、调pH、分装(三角瓶)、灭菌。
考点二、植物组织培养的实验操作(1)菊花的组织培养过程制备MS培养基(配制母液、配制培养基、灭菌)→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培。
(2)月季的花药培养过程①过程：材料的选取→材料的消毒→接种和培养→鉴定和筛选。
②影响花药培养的因素主要有材料的选择和培养基的组成。
③要挑选完全未开放的花蕾，确定花粉发育时期最常用的方法是醋酸洋红法。
【技能方法】1．植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同2．植物激素与组织培养(1)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，其作用及特点：①在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。
②使用顺序不同，结果不同，具体如下：③用量比例不同，结果也不同3．影响植物组织培养的因素(1)材料：植物的种类、材料的年龄和保存时间的长短等都会影响实验结果。
一般来说，容易进行无性繁殖的植物容易进行组织培养。
嫩枝生理状态好，容易诱导脱分化和再分化。
(2)营养：常用的培养基是MS培养基，其中含有的大量元素是N、P、S、K、Ca、Mg，微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Co，有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。
(3)环境条件：pH、温度、光照等条件。
如菊花的组织培养所需pH为5.8左右，温度为18～22 ℃，光照条件为每日用日光灯照射12 h。
4、实验操作中注意事项(1)材料的选取：菊花的组织培养实验中，应选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝；月季的花药培养实验中，应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养。
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13.中间繁殖体的增殖方式：丛生芽，单轴茎段，不定芽，圆球茎，胚状体
14.促进试管苗生根与壮苗的因素：降低无机盐的浓度，促进试管苗的生根，增加适当生长素类物质促进苗的生根，增加光照强度，减少糖类的浓度
15.驯化移栽因素：选择适合的机制，要求疏松透气，排水条件好，温度的控制与室温相同，光照强度的控制，刚开始遮光，随后适当的增加光照，保持湿度使空间和土壤的湿度相同，保证环境的干净。
37.体细胞杂交过程：除去细胞壁，诱导融合，细胞壁形成，植物组织培养
38.种子离体保存的优缺点：
优点：1所占空间少，节省人力，物力，土地
2避免自然灾害引起的种子流失
3在特定条件下不需要经常对植株进行分株和修剪
4需要时可利用离体培养，快繁
缺点：1对于限制或延缓生长的幼处理，需要定时转移，连续继代培养
19.离体无性繁殖的五个阶段：1培养物的建立；2诱导外植体的生长分化；3促进中间繁殖体增殖；4壮苗与生根；5驯化炼苗
20.脱病毒的方法：热处理脱病毒：1温汤浸渍处理；2热空气处理法；3茎尖分生组织脱病毒
21.茎尖脱病毒的原理：一般来说，茎尖分生组织由于彼此重叠的叶原基的严密保护，只要仔细解剖，无须表面消毒就应当能得到无菌的外植体。
4.重要的仪器设备：超净工作台，培养箱，灭菌锅，酸度计，天平，显微镜，冰箱，烘箱，接种工具。
5.生长素，细胞分裂素，种类，功能，溶解方法：
生长素有：IAA（吲哚乙酸）、NAA（萘乙酸）、2,4-D和IBA（吲哚丁酸）
功能有：1.诱导愈伤组织的产生，促进细胞的脱分化
2.促进细胞伸长
3.促进生根
2.组织培养在农业上的应用：组织培养是转基因技术不可缺少的组成部分，在杂交育种中可缩短杂合体纯合化所需的时间，可以提高经济效益，通过幼龄培养技术可克服受精后障碍，通过体细胞融合还有可能制造出细胞质杂种，对于无药可治的病毒，可通过茎尖培养消除病毒。
3.植物组织培养的标准配备：培养基制备室，无菌操作室，培养室，药品室。
4.2,4-D在某些植物的组织培养中还会诱导不定胚的生成
溶解方法有：生长素一般溶于1mol\L的NaOH或者95%的酒精中。
细胞分裂素有：KT（激动素）、6-BA、ZT（玉米素）和2iP
功能有：1.促进细胞分裂和扩大，使茎增粗阻碍茎伸长
2.诱导芽的分化，促进侧芽的萌发生长
3.抑制顶端优势，延缓组织衰老，细胞分裂能减少叶绿素的分解延缓离体组织器官的衰老过程，有保险效果
4.再分化：一个外植体所形成的愈伤组织有异质性的，不同的组分细胞具有不同的形成完整植株的能力，这就是再分化的能力。
5.细胞悬浮培养：一种受到不断搅动或摇动的液体培养基里，培养单细胞及小细胞团的组织培养系统。
6.胚状体：在植物细胞，组织或器官体外培养过程中，由一个或一些体细胞经过胚胎发生和发育过程，形成的与合子胚相类似的结构。可进一步发育成植株。
25.胚培养在植物改良的应用：1通过胚拯救获得远缘的杂种；2产生单倍体；3缩短育种周期；4能快速测定种子生活史；可以繁殖稀有植物
26.获得单倍体的途径：花药离体培养，胚培养，人工诱发
27.影响花药发育的因素：温度和光照
28.花药培养的时期：
29.分离单细胞的方法：机械法，酶解法
30.在哪些培养中需要调节渗透压：细胞培养，幼体培养，原生质体培养
16.玻璃化的原因：玻璃化是试管苗的一种生理失调症状，当植物材料进行离体增殖时，有些培养物的嫩茎，叶片往往会出现半透明和水渍状，这种现象称为玻璃化。
17.褐变：褐变是指在组培过程中，由培养材料向培养基中释放褐色物质，致使培养基逐渐变成褐色，培养材料也随之慢慢变褐而死的现象。
18.污染原因以及预防：1培养基器具消毒不彻底；2外植体灭菌不彻底；3.环境不消毒；4超净工作台区域污染；5操作时人为因素
7.原生质体融合：将同种或一种原生质体融合产生的一种新细胞的过程，经培养发育成体细胞杂种植物。
8.人工种子：通过用人工种皮包被体细胞胚而制造，其中的胚必须能够经过贮存，运输，机播后还不至于丧失发芽的能力。
9.胚培养：分离出的植物胚，在培养基上的离体培养成长。
10.胚乳培养：将胚乳从母体上分离出来，放在人工无菌环境条件下使其进一步形成幼苗的技术。
9.愈伤组织的形成条件：愈伤组织诱导的成败关键主要不是外植体的来源和种类，而是培养的条件，其中激素的种类和浓度最为重要。当然，外植体的类型和外植体原来在植株上所处的位置对愈伤组织诱导的影响也不能忽视。
10.研究细胞模式植物：胡萝卜
11.人工种子：细胞全能性的一个潜在用途是通过用人工种皮包被体细胞胚而制造人工种子，用以繁殖遗传工程植物，减数分裂不稳定的基因型，自交不亲和植物，以及通过人工授粉而得到杂种等。想要有效的利用人工种子，其中的胚必须能够经过贮存，运输，机播还不至于丧失发芽能力。
名词解释
1.植物组织培养：通过无菌操作，把植物体的各类材料（外植体）接种在人工配置的培养基上，在人工控制的环境下，进行离体培养的一套技术和方法。
2.外植体：活植物体上切取下来以进行培养的那部分组织和器官。（器官，组织，细胞，原生质体，种子）
3.脱分化：一个成熟细胞转变为分生状态并形成未分化的愈伤组织的现象。
2连续继代培养有可能造成遗传性变异及材料的分化酶能力逐渐消失
3易受微生物影响或发生人为差错
39.超低温保存原理：把植物材料在液氮温度下进行冷冻和保存，致使细胞停滞在完全不活动的状态。理论上讲，若能有令人充分满意的方法，使植物材料经冻结和融化后多数细胞或器官仍能恢复生机，在正常条件下重新生长，那么就有可能把他们放在液氮中无限期保存。
4.细胞分裂素对跟的生长有抑制作用。细胞分裂素不溶于水易溶于稀盐酸或1mol\L NaOH，并可加热助溶。
6.培养基的灭菌方法：干热灭菌法，湿热灭菌法，过滤灭菌法，化学灭菌法和紫外灯辐射
7.外植体培养条件：25℃±2摄氏度。光照光质周期，阳和其他气体
8.外植体生殖分化方式：脱分化，再分化，愈伤组织的形成，胚状体的形成
31.细胞活力测定方法：相差显微术法，四唑盐还原法，荧光素双醋酸酯法，伊凡蓝染色法
32.单细胞培养方法：平板培养法，看护培养法，微室培养法
33.调节渗透压材料：山梨醇，甘露醇，聚乙二醇
34.原生质体分离方法（需要哪些酶）：离析酶，纤维素酶
35.原生质体融合方法：自发融合，诱发融合
36.体细胞杂种鉴定方法：形态和育性鉴定，细胞学和分子细胞学鉴定，生化鉴定，分子生物学鉴定
11.花药培养：将成熟或未成熟的花药从母体植株上取下，放在无菌条件下，使其进一步生长，发育成单位体细胞或植株的技术
12.种子资源离体保存：对离体培养的小植株，器官，组织或细胞或原生质体等材料，采用限制，延缓或停止其生长的处理使之保存，在需要时可重新恢复其成长，再生成植株的方法。
填空
1.突出贡献人：Gautheret,White,Nobecour
22.病毒检测方法：1直接观察法；2指示植物检测法；3枝液感染法；4嫁接检测法；5抗血清检测法；6酶联免疫吸附法；7电子显微镜检测法
23.胚培养分为两种类型：成熟胚培养，未成熟胚培养
24.未成熟胚在离体培养中的发育方向：1继续正常的胚发育过程，最终形成具有萌发能力的成熟胚；2早熟萌发，形成细弱的畸形苗；3形成愈伤组织