经典:第五章--植物离体快速繁殖
高中生物第五章植物的组织培养技术5.1植物快速繁殖技术(1)素材中图版选修1(new)
植物快速繁殖技术植物快速繁殖就是应用组织培养技术,快速繁殖名优特新品种,使其在较短时间内繁衍较多的植株;快速繁衍珍稀濒危植物,使物种得以保存.快速繁殖是当前植物细胞工程中应用最广泛,又最有效的方法之一。
除了一部分豆类作物外,种子是不会传递病毒的.植物病毒是通过无性繁殖传递的,而快速繁殖是建立在无性繁殖的基础上,病毒在母体内逐代积累,危害越来越严重.目前在生产上尚无特效药物可彻底除去病毒,而快速繁殖却可以,因此,快速繁殖脱毒显得非常重要。
一、植物快速繁殖的途径和方法以植物的根、茎、叶柄和花等片段以及孢子作为外植体,或者切取茎尖、腋芽进行离体培养,可以直接诱导器官分化,产生芽、根,也可以诱导改变原有的分化状态,脱分化形成愈伤组织,再经过不同的细胞分化途径重建形成不同的器官,直到完整植株。
(P86L.1~L.16)植物快速繁殖的类型与方式可归纳如下表:快速繁殖中茎尖培养脱毒无病毒苗的获得:(一)材料的培养和灭菌为了获得无菌的茎尖,应把供试植株种在无菌的盆土中,放在温室栽培。
浇水要浇在土中,不要浇在叶片上。
如材料取自田间,可切取插条,在实验室内进行溶液培养。
由这些插条的腋芽长成的枝条,其污染程度比直接从田间植株取来的枝条少得多。
自外,定期喷施内吸杀菌剂(如0.1%多菌灵和0.1%链霉素)也十分有效.(二)茎类剥离取幼苗茎尖2~3cm小段,剥去可见的大叶,放在烧杯内用自来水冲洗1h左右,移入无菌室进行严格消毒.先用95%酒精快速浸泡一下,再放入5%的漂白粉溶液内消毒7~10min(也可用市场上出售的次氯酸钠溶液稀释为5%),然后用无菌水冲洗3~4次,在双筒解剖镜下一手用细镊子将茎芽按住,另一手用解剖针仔细地将幼叶剥去,最后露出圆滑的生长点,用注的针头侧刃或自制的解剖针,仔细地切取带有1~2个叶原基的生长点,随即接种到试管培养基上进行培养。
这样外植体(生长锥带1~2个原叶基)的培养,严格来说,应称为分生组织培养。
植物离体繁殖
1.移栽
2.驯化管理
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一、移栽技术
首先应洗去小植株根部附着的培养基,避
免微生物的繁殖污染,造成小苗死亡。
然后将小植株栽人人工配制的混合基质中,
基质用保湿又透气的材料,如蛭石、珍珠 岩、粗沙、泥炭等按比例混合,以利小植
株生长。几天后小植株可形成新的功能根
系。
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二、驯化管理
移栽的试管小植株和活体生根的小植株,
菊花花瓣体细胞胚胎发生及体胚发育过程的扫描电镜观察
针叶松体细胞胚及体胚萌发生长
(五)原球茎途径
是兰科植物特有的一种快繁方式。 指茎尖或腋芽外植体经培养产生原球茎的
繁殖类型。原球茎可以增殖形成原球茎丛。
大花蕙兰原球养基:MS培养基应用最为广泛。对于某些植 物及生根阶段,以1/4或1/2MS较好。蔗糖和葡萄糖浓
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增殖培养基
细胞分裂素的浓度水平较高: 一般MS+BA 1~3 mg/l+NAA0.1~1 mg/l
如月季增殖培养基:MS+6-BA 1.5mg/l+NAA0.1 mg/l 继代培养周期:20-30天
(三)、芽苗生根 将单个芽苗转移到生根培养基或适宜环境
中诱导生根。
1.试管内生根
降低无机盐浓度(1/2MS或者1/4MS),
应用广泛,便于种质交换和保存;
材料用量少,不受季节限制,实现工厂化;
获得无毒苗木无性系;
5.2 植物离体快繁的基本程序
植物快繁的程序包括四个阶段: –稳定无菌(或初代)培养体系的建立 –稳定培养体系的增殖、生长、增壮 –芽苗生根 –生根小苗移栽驯化
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(一)、稳定无菌培养体系的建立
这个阶段包括母株和外植体的选取、
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兰科植物生产
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无菌苗快速繁殖
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无菌苗驯化
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四、商业化生产应注意的问题
污染
– 污染的来源:培养基及器具、器皿污染;外植体灭菌不 彻底;操作原因;环境原因等
– 污染的控制:灭菌彻底;操作正确;保持操作区环境清 洁无菌。
遗传稳定性
– 影响遗传稳定性的因素:基因型;继代次数;器官发生 方式。
– 降低遗传变异的措施:选用合适的基因型;减少继代次
数;采用合适的器官发生方式;减少生长调节剂的使用
浓度。
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玻璃化:
– 生理失调症状,表现为叶片、嫩梢呈水浸透明或半透 明状。叶片脆弱易碎,角质层发育不全,没有功能性 气孔。器官分化能力低,生根难,移栽后不易成活。
第五章 植物离体繁殖
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植物离体繁殖(Propagation in vitro) 植物快繁或微繁(Micropropagation)
指利用植物组织培养技术对外植体进行离体 培养,使其在短期内获得遗传性一致的大量 再生植株的方法。是工厂化育苗的技术基础。
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第一节 植物胚培养
一、胚培养的类型
– 成熟胚培养:培养较为容易,只需提供 简单的培养基即可。
– 幼胚培养:要求培养基成分相对复杂, 以保证胚的正常发育成熟后形成植株。
植物离体快速繁殖概要
第五章植物离体快速无性繁殖◆植物离体快繁的意义与作用◆植物离体快繁中的器官发生◆植物离体快繁的基本程序◆植物离体快繁的影响因素◆植物离体快繁常见的问题◆植物无糖组织培养技术简介本章主要内容第一节植物离体快速繁殖的意义与作用植物离体快速繁殖植物离体快速繁殖,又称 ,是指利用植物组织培养技术,将来自优良植株的进行离体培养,在短期内获得大量遗传性一致的完整新植株的技术。
由于这种繁殖方式 ,因此称作离体快速繁殖。
是常规营养繁殖方法的一种扩展和延伸。
优越性• 繁殖速度快,繁殖系数大,周期短;• 繁殖方式多,材料用量少;• 繁殖后代整齐一致,能保持原有品种的优良性状; • 可获得无毒苗;• 可进行周年工厂化生产,不受季节限制;• 经济效益高。
主要适用范围(1加速某些难繁或繁殖速度低的植物,特别是一些珍稀名贵的花卉,需要发展的濒危植物的繁殖。
(2用有性繁殖的方法难以保持品种特性的异花授粉植物。
(3需要去除病毒的植物。
(4原种很少,生产上又急需推广的植物。
第二节植物离体无性繁殖中的器官发生愈伤组织芽外生芽内生胚状体途径• 体细胞胚胎发生是指双倍体或单倍体的体细胞形态发生过程。
这个类似合子胚的结构成为胚状体 (embryoid 或体细胞胚 (somatic embryo。
• 胚状体与合子胚的来源完全不同,但最后也能发育为完整的植株。
胚状体途径原球茎途径• 主要应用于兰科植物的增殖培养。
兰花组培中,可从的培养中直接产生原球茎,既可以继代增殖,也可以分化成小植株。
• 原球茎是一种 ,可以看作成珠粒状缩短的、有胚性细胞组成的类似嫩茎的器官。
兰花的试管内开花兰花试管内开花的意义• 不必经过栽培过程,就可以在试管内筛选优良株系,并且一旦选出,可以直接进行快繁,不必再经过原球茎的诱导过程,使整个育种周期缩短将近一倍的时间,并大大减轻工作量,使育种工作更富有针对性。
• 使兰花的瓶内杂交成为可能。
可以在试管内让子一代开花,并且在试管内进行自交授粉或子一代植株之间相互授粉,并培养出种子。
第五章 植物离体快速培养 植物快繁
目前已有近400种植物的离体繁殖已获得成功,其中许多具有 种植物的离体繁殖已获得成功 目前已有近 种植物的离体繁殖已获得成功, 重要经济价值的花卉(如兰花、菊花、石竹 、果树(草莓 草莓、 重要经济价值的花卉 如兰花、菊花、石竹)、果树 草莓、无籽 如兰花 西瓜、葡萄 、经济作物(马铃薯 甘蔗)、林木(桉树 杨树)均 马铃薯、 桉树、 西瓜、葡萄)、经济作物 马铃薯、甘蔗 、林木 桉树、杨树 均 已在种苗生产上广泛应用,取得了巨大的经济和社会效益。 已在种苗生产上广泛应用,取得了巨大的经济和社会效益。
四、快繁的应用及局限性
1. 应用 用于加速某些难繁殖或繁殖速度很低的植物, 用于加速某些难繁殖或繁殖速度很低的植物,或某些 需要加速繁殖的特殊基因型,如名贵花卉、优良资源、 需要加速繁殖的特殊基因型,如名贵花卉、优良资源、 工程植株等等。 工程植株等等。 用于自然繁殖极易感染病毒的植物,如马铃薯、甘薯、 用于自然繁殖极易感染病毒的植物,如马铃薯、甘薯、 甘蔗、香蕉、石竹、百合等等。 甘蔗、香蕉、石竹、百合等等。 用于有性繁殖变异范围大而自然条件下又不易无性繁 殖的植物,如非洲菊、花竹、紫罗兰等。 殖的植物,如非洲菊、花竹、紫罗兰等。
2. 快繁应用的局限性
)、培养苗的玻璃化问题 (2)、培养苗的玻璃化问题 )、培养苗的玻璃化问题(vitrification )
成因:目前没有一致的结论, 成因:目前没有一致的结论,一般认为是试管苗的 生理失调主要是水分状态不适应的症状,实验发现 生理失调主要是水分状态不适应的症状, 水分状态不适应的症状 以下因素对玻璃化有影响。 以下因素对玻璃化有影响。 材料: 材料: 培养条件:液体培养易玻璃化; 培养条件:液体培养易玻璃化;蔗糖浓度和琼脂浓度低可
2. 培养物的增殖
第五章植物脱毒快繁技术
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目前,对细菌和真菌侵染的病害,可通过药 物处理达到治愈的目的。但还没有治病毒的特效 药。种子一般不带病毒(豆类植物除外),种子繁殖 可得无毒植株。但对于无性繁殖植物,必须采取 一些特殊方法脱除病毒。
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3、茎尖的培养方法
材料选择、消毒 微茎尖的剥取 接种
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3、茎尖的培养方法
需要一台解剖镜(8-40倍)。 剥离茎尖要迅速并尽快接种,或在一个衬有 无菌湿滤纸的培养皿内进行操作,以防茎尖变干。 茎尖分生组织由于有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)就可得 到无菌的外植体。有时消毒处理会增加培养物的 污染率。
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2、指示植物检测法:
指示植物又称鉴别寄主,指的是对某种或某些特
定病毒非常敏感,而且症状表现十分明显的植物。
通常不同病毒应选用不同的植物。马铃薯病毒常用指
示植物有千日红、曼陀罗、豇豆、辣椒等。
分为2种 ①汁液感染法(摩擦接种法)
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②嫁接检测法
3、抗血清鉴定法(抗原-抗体反应)
月季快繁图示
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月季快繁图示
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月季快繁图示
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月季快繁图示
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月季快繁图示
• 腋芽在生根培养基中生长两周,即可有小的幼根生成 ,三周后,幼根可长至2 cm长。
• 将上述月季苗经过炼苗后,从培养基中取出,小心地 洗去根上的培养基,然后将其接种在培养介质中(营养 土:蛭石:珍珠岩= 3:1:1),再将培养介质浇透水,用保 鲜膜封上,以防止水分的散失,然后将其放在弱光、 湿度大的培养室中培养,待长出新根后,可移入田间 土壤中。具体过程如下图:
植物离体快速繁殖和脱病毒技术课件
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观,权 力必须 为职工 群众谋 利益, 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观,权 力必须 为职工 群众谋 利益, 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
➢ ③培养基成分 无机盐浓度过高、细胞分裂素的水平过 高等都会刺激某些外植体的多酚氧化酶的活性,从而 使褐变现象加深。
➢ ④培养条件不当 如果光照过强、温度过高、培养时间 过长等,均可使多酚氧化酶的活性提高,从而加速褐 变程度。
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观,权 力必须 为职工 群众谋 利益, 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
• 特点:繁殖速度快;使用材料少,生产效率高,省时省工; 可大量繁殖脱毒苗;利于种质资源的保存和交换等;节约 空间,不受季节限制,有利于植物的工厂化生产;在无菌 条件下进行,不受病虫害侵害。
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观,权 力必须 为职工 群众谋 利益, 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观,权 力必须 为职工 群众谋 利益, 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
第5章 植物离体快速繁殖和 脱病毒技术
• 5.1 植物快速繁殖技术 • 5.2 无病毒植物的培养
5.1 植物快速繁殖技术
• 概念:所谓快速繁殖,就是将外植体在人工培养基和合适 的条件下进行培养,以在短期内获得大量遗传性一致的个 体的方法。
第五章 植物离体快速培养 植物快繁
2. 培养物的增殖
增殖方式: 增殖方式:
不定芽增殖 腋芽增殖
愈伤组织 增殖
体细胞胚增殖
)、不定芽增殖 (1)、不定芽增殖 )、
不定芽:从现存的芽以外的任何器官、 不定芽:从现存的芽以外的任何器官、组织上通过器 官发生重新形成的芽称之为不定芽。 官发生重新形成的芽称之为不定芽。 特点: 特点:繁殖系数高 遗传稳定性较好 继代次数有限 注意事项:激素浓度不能过高;避免使用 , 注意事项:激素浓度不能过高;避免使用2,4-D等活 等活 性强的生长素,以减少变异发生。 性强的生长素,以减少变异发生。
(4). 体细胞胚增殖 )
特点:增长率高;双极性免去生根环节。 特点:增长率高;双极性免去生根环节。 问题:胚状体休眠的诱导和解除还难以把握; 问题:胚状体休眠的诱导和解除还难以把握; 部分物种胚状体诱导困难且成苗率仍不高。 部分物种胚状体诱导困难且成苗率仍不高。 这一途径仅适用于少量植物。 这一途径仅适用于少量植物。
引起玻璃化;还原态氨浓度高容易引起玻璃化; 引起玻璃化;还原态氨浓度高容易引起玻璃化;细胞分裂素 容易引起玻璃化 浓度过高;通气不良等。 浓度过高;通气不良等。
)、培养苗的玻璃化问题 (2)、培养苗的玻璃化问题 )、
解决措施: 解决措施: 固体培养,提高光照强度,降低湿度。 固体培养,提高光照强度,降低湿度。 提高培养基中蔗糖和琼脂浓度,降低 4+浓度。 提高培养基中蔗糖和琼脂浓度,降低NH 浓度。 加入添加剂:如活性碳、多效锉。 加入添加剂:如活性碳、多效锉。 降低培养基中细胞分裂素含量, 降低培养基中细胞分裂素含量,可以考虑加入适量 脱落酸。 脱落酸。
快速繁殖( 快速繁殖 (rapid clone propagation): 也叫 离体繁 ) 也叫离体繁 殖 ( in vitro propagation ) 、 微 体 繁 殖 ( Micropropagation) , 是指在无菌条件下 , 将植物 ) 是指在无菌条件下, 体的器官、组织或细胞培养于人工培养基中,并辅以人 体的器官、组织或细胞培养于人工培养基中, 工控制环境,使其生长出完整植株的繁殖技术。 工控制环境,使其生长出完整植株的繁殖技术。
第五章第1节《植物快速繁殖技术》ppt-中图版选修1课件
A.植物组织培养所依据的生物学原理为细胞 的全能性 B.③→④过程指植物的生殖生长阶段
C.将①经脱分化培养成的②包裹上人工种 皮即可获得人工种子 D.②→③的再分化过程中,诱导②生根的 激素为细胞分裂素
解析:选A。①②③④依次代表离体的植物 组织或细胞、愈伤组织、根或芽、植株。愈 伤组织生根还是发芽取决于激素的种类和浓 度比例。当生长素与细胞分裂素比值较高时, 有利于生根;反之,有利于生芽。要获得人 工种子,应选③外包上人工种皮。
3.植物激素 启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激 素是生长素和细胞分裂素。两者的浓度、使 用的先后顺序以及用量的比例等,都会影响 实验结果。 4.其他因素 进行月季组织培养,一般将pH控制在5.7左 右,温度控制在18~22 ℃,并且每日用日 光灯照射12 h。
2.无菌条件:培养基灭__菌____要彻底、外植 体消_毒_____要充分、接种时无菌操作要严格。 3.其他条件:酸碱度、温度、光照等外界条 件。
判一判 (1)花粉可以作为植物快速繁殖的外植体。(×) (2)细胞分裂素与生长素比值高时,有利于根 的生长,配制的培养基可称为生根培养基。 (×) (3)愈伤组织的细胞是排列疏松而无规则的高 度液泡化的薄壁细胞。(√) (4)月季的组织培养实验中,应选择未开花植 株的茎上部新萌生的侧枝。(√)
第五章 植物的组织培养技术
第五章 植物的组织培养技术
第1节 植物快速繁殖技术
学习导航 1.了解植物组织培养的基本原理。 2.掌握植物组织培养的基本技术,进行月季 或其他植物的组织培养。[重、难点]
新知初探思维启动
一、植物组织培养的基本过程
_离__体__的植物器官或 组织片段(外植体)
植物离体快速繁殖
植物组织培养:离体条件下利用人工培养条件在无菌情况下培养、生长、发育再生出完整植株的过程。
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。
植物细胞的全能性: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。
脱分化:将来自已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。
第二章设备与培养条件实验室组成:化学实验室、洗涤菌室、无菌操作室、培养室、细胞学实验室。
1化学实验室:完成所使用的各种药品的贮备、称量、溶解、配制、培养基分装等。
主要设备:药品柜、防尘橱(放置培养容器)、冰箱、天平、蒸馏水器、酸度计及常用的培养基配制用玻璃仪器. 2 洗涤、灭菌室:完成各种器具的洗涤、干燥、保存、培养基的灭菌等。
主要设备:水池、操作台、高压灭菌锅、干燥灭菌器(如烘箱)等。
3无菌操作室(接种室):主要用于植物材料的消毒、接种、培养物的转移、试管苗的继代、原生质体的制备以及一切需要进行无菌操作的技术程序。
主要设备:紫外光源、超净工作台、消毒器、酒精灯、接种器械(接种镊子、剪刀、解剖刀、接种针)等。
4培养室:培养室是将接种的材料进行培养生长的场所。
主要设备:培养架(控温控光控湿)、摇床、培养箱、紫外光源等。
5细胞学实验室:用于对培养物的观察分析与培养物的计数等。
主要设备:双筒实体显微镜、显微镜、倒置显微镜等。
6其他小型仪器设备:分注器、血球计数器、移液枪、过滤灭菌器、电炉等加热器具、磁力搅拌器、低速台式离心机等。
第三章培养基及其制备培养基的成分主要可以分水、无机盐、有机物、天然复合物、培养体的支持材料等五大类。
常用的培养基及特点如下:(1)MS培养基特点是无机盐和离子浓度较高,为较稳定的平衡溶液。
(2)B5培养基其主要特点是含有较低的铵,这可能对不少培养物的生长有抑制作用。
经典:第五章--植物离体快速繁殖
茎尖培养类型
根据培养目的和取材大小分为: 微茎尖培养 普通茎尖培养
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普通茎尖指几毫米到几十毫米的芽尖及侧芽
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微茎尖为0.3-0.5mm
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普通茎尖培养方法
材
料
取
处
接
材
理
及
种
消
毒
培
驯 化
养
移 栽
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取材
①直接取材: 在生长旺盛、枝条健壮、无病的母株
上选生长不久、杂菌污染少的顶梢(1 -2cm)(取前可喷杀菌药),取顶芽 或侧芽。 ②从试管苗获取。
取1-2㎝顶梢
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茎尖培养时需要注意的问题
一般都采用稍大一些的茎尖来培养。之所以用茎尖培养,是为了脱 除病毒病的危害,因为只有茎尖未受病毒侵染。
如果是经过病毒鉴定的母株,或该种植物有无病毒并不在考虑之中, 当然最好是采用腋芽,或带腋芽的茎切段。过小的茎尖只有很低的 存活率,并且最初生长太慢。
如果某些植物具有比较强的顶端优势,那么在培养中也同样有所表 现,往往顶芽抑制侧芽的萌发,这样总是获得分枝很少的独立的枝 条,限制了繁殖的速度,通常采取切除顶芽和适当增加细胞分裂素 两项措施加以克服。
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移栽前的准备
A. 试管苗壮苗 加入生长控制剂,如多效唑,B9(丁酰肼),CCC(矮壮素),
其作用是使苗粗壮,叶绿素增加。
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B.试管苗炼苗
移栽前可将培养物不打开瓶 口移到自然光照下锻炼2-3d,让 试管苗接受强光的照射,使其长 得壮实起来,然后再开口练苗13d,经受较低湿度的处理,以适 应将来自然湿度的条件。
胚状体产生的五种方式: ① 由外植体的表皮细胞直接产生胚状体; ② 由外植体组织内部的细胞产生胚状体; ③ 由愈伤组织的表面细胞产生胚状体; ④ 由胚性细胞复合体的表面细胞产生胚状体; ⑤ 由单个游离细胞直接产生胚状体。
植物离体快速繁殖
技术关键
• 顺利通过灭菌关,将植物材料、灭菌 药剂及浓度、灭菌时间三者统一考虑。
• 筛选出合适的培养基。
二、稳定培养系的增殖、生长和增壮时期
使已经达到稳定状态的培养物,通过不断的继 代培养进行增殖,从而达到所要求的数量;增殖 后的培养物生长和壮大到生根所需要的大小和壮 实程度。
本时期是商品化组培的主要时期。划分为三个 阶段:培养物保存阶段、大量增殖阶段及生长和 增壮阶段。
技术关键
• 缩短继代培养周期 • 扩大芽和嫩梢繁殖系数 • 细胞分裂素与生长素的比例是影响繁殖系数和不
定芽质量的主要因素。 • 继代培养的芽增殖途径对繁殖效果影响最大。商
品化培养的树木,多采用腋芽增殖。
3) 大幅度减少了植物微繁殖生产过程中的微生物污染率。
4) 消除了小植株生理和形态方面的紊乱,种苗质量显著提高。
植物无糖组培快繁技术的优势
5) 提高了植株的生根率和生根质量,特别是对于木本植物 来说,极大地植株的生根率和生根质量,试管苗移栽成活 率显著提高。
6) 节省投资,降低生产成本。与传统的微繁殖技术相比, 种苗生产综合成本平均降低30%。
而无糖组织培养技术是建立在对培养容器内环 境控制的基础上,根据容器中植株生长所需的最 佳环境条件(如光照强度、CO2浓度、环境湿度、 温度、培养基质等)来对植株生长的微环境进行 控制,最大限度地提高小植株的光合速率,促进 植株的生长。
植物无糖培养微繁殖技术的技术特点
3 使用多功能大型培养容器
在传统的组织培养中,由于培养基中糖的存 在,为了防止污染,一般使用或者说只能使用小 的培养容器。
而无糖培养主要是采用多孔的无机物质,如蛭 石、珍珠岩、纤维、砂、塑料泡沫、石棉等作为 培养基质,可以极大地提高小植株的生根率和生 根质量。而且多空气的无机材料代替价格昂贵的 琼脂,生产成本低。
第五章 植物离体快速繁殖和脱病毒技术
(4)防止褐变:外植体褐变是指在接种后,其表面开 始褐变,有时甚至会使整个培养基褐变的现象。它的 出现是由于植物组织中的多酚氧化酶被激活,将酚类 化合物氧化成醌类物质,它们多呈棕褐色,会抑制其 它酶的活性,从而影响所接种外植体的培养。
褐变的主要原因
①植物种类和基因型 由于多酚氧化酶活性上的差异, 不同品种间的褐变现象是不同的。 ②取材部位和生理状态 处于幼龄期的植物材料褐变 程度较浅,而从已经成年的植株采收的外植体,由于 含醌类物质较多,因此褐变较为严重。 ③培养基成分 无机盐浓度过高、细胞分裂素的水平 过高等都会刺激某些外植体的多酚氧化酶的活性,从 而使褐变现象加深。 ④培养条件不当 如果光照过强、温度过高、培养时 间过长等,均可使多酚氧化酶的活性提高,从而加速 褐变程度。
• (2)化学方法 • 许多化学药品(包括嘌呤、嘧啶类似物、抗菌 素等)对离体组织和原生质体具有脱毒效果。 常用的药品有:8—氮鸟嘌呤、2—硫脲嘧啶、 杀稻瘟抗菌素、放线菌素D、庆大霉素等。例 如,将100μg 2—硫脲嘧啶加入培养基可除去 烟草愈伤组织中的PVY(马铃薯病毒)。
(3)生物方法 ① 种子繁殖 ② 茎尖培养脱毒法 • 原理:A 传导抑制;B 酶缺乏;C 能量 竞争;D 抑制因子存在。
• 快速繁殖过程一般包括四个阶段,即无菌 培养物的建立、芽的增殖、诱导生根和试 管苗的驯化和移载。
5.1.1 无菌培养物的建立 初代培养:进行离体繁殖时首先必须建立的无菌培养 物。需注意以下几点: (1)保证无菌:外植体、培养基、培养室无菌状态。 (2)条件合适:合适的外植体;合适的培养基;适宜 的培养条件。 (3)技术过关:要熟 不定芽:从任何除现有芽之外的器官和组织上通过器官 发生重新形成的芽叫不定芽。 通常采用从器官中直接产生不定芽:A 有些植物具有从 各个器官上长出不定芽的能力如矮牵牛、福禄考、悬钩 子等。B 在离体培养条件下,培养基中提供连续不断植 物激素的供应,使植物形成不定芽的能力被大大地激发 起来。C 在许多常规方法中不能产生不定芽的种类,在 试管条件下却能较容易地产生不定芽,如柏科,松科, 银杏等一些植物。
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茎尖:生长速度快,遗传稳定,无病毒分布。但材料来源有限,为此茎段也是重 要来源。
叶片:采用幼嫩的叶片较好。如:秋海棠、矮牵牛、菊花等。 花(花蕾):据一些学者的观点,在花诱导之前细胞的脱分化容易发生,故外 植体常取发育早期阶段的花,即花蕾。 胚:大多数花卉都可用胚培养的方式进行快繁,如:百合、羽叶甘蓝、蝴蝶 兰、卡特兰等。
则是获得无菌外植体的有效方法。取来的外植体需要经过仔细的表面灭菌处
理,外植体灭菌常用消毒剂。
消毒注意事项:
1.正确选择消毒剂种类及浓度、消毒时间,减少组织的死亡.
2. 在用消毒剂对材料表面消毒后,必须用无菌水漂洗3次以上以除去残留杀
菌剂,但用酒精消毒时,则不必漂洗。
3. 与消毒剂接触过的切面在转移至无菌基质前需切除,因为消毒剂会阻碍植物细胞
对基质中营养物质的吸收。
4. 在外植体污染严重时,应用流水漂洗1h以上或先种子培养得到无菌种苗,
然后用其各个部分建立组织培养。
5.Hgcl2效果最好,但较难从外植体去除,
对人的伤害也最大,用后要用水冲洗至少5次。
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外植体的接种和培养
外植体的接种—无菌操作 外植体表面灭菌—切取分离—无菌培养基
外植体的培养 光照、温度、湿度、培养基pH、气体调节
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接种材料修整与冲洗
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材料表面灭菌
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外植体切割
1.叶片0.5cm×0.5cm 2.微茎尖0.2-0.5mm 3.带节茎段0.5-1.0cm 4.芽丛分离
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材料处理及消毒
① 顶梢切割成0.5-1.0cm的茎尖; (除叶,剥去休眠芽的鳞片);
② 茎尖流水冲洗2-4h; ③ 75%酒精迅速漂洗30s; ④ 0.1%升汞或稀释20倍的次氯酸钠液消毒5-8min(取自老枝条上的可适 当延长时间); ⑤ 无菌水冲洗3-5次。
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外植体的选择
第四,取材季节合理: ①选取外植体的季节和时间,对培养材料的启动和培养至关重要。 ②一般在生长季—春夏。
第五,考虑器官的生理状态和发育年龄; 第六,选择大小合适的外植体;
外植体过大,不易灭菌,过小,不易成活。一般0.5-1cm;脱毒培养0.2-0.5cm。
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外植体的灭菌
无菌的外植体材料是植物组织培养成功的重要前提与可靠保证,而消毒
第五章 植物离体微繁
主要内容: 1. 植物离体微繁 2. 影响植物离体微繁成功的因素 3. 植物离体微繁过程中常见异常现象及对策
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思 考:
植物有哪些繁殖方法?
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分株繁殖 压条繁殖
播种繁殖
嫁接繁殖
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扦插繁殖 组织培养繁殖
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1.植物离体微繁
植物离体微繁(micropropagation):是指利用植物组织培养技术进行的 一种营养繁殖方法,是常规营养繁殖方法的一种扩展和延伸。是在短期内 获得大量遗传性状一致的个体的方法。属离体无性繁殖(propagation in vitro) 。又称为快速繁殖(rapid cloneprogagation)。
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1.1 植物离体微繁过程
第一阶段 稳定无菌培养体系的建立时期 第二阶段 稳定培养系的增殖、生长和增状时期 第三阶段 诱导茎芽生根形成小苗时期 第四阶段 生根小苗移栽和驯化时期 第五阶段 商品苗培育时期
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第一阶段:稳定无菌培养体系的建立时 期
任何植物细胞或组织培养体系的建立,都必须采制适宜的外植体。 外植体的选择有什么要求呢? 第一,选择优良的种质:① 易于离体培养的种类、品种、类型;② 生产或研究上意
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茎尖培养类型
根据培养目的和取材大小分为: 微茎尖培养 普通茎尖培养
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普通茎尖指几毫米到几十毫米的芽尖及侧芽
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微茎尖为0.3-0.5mm
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普通茎尖培养方法
材
料
取
处
接
材
理
及
种
消
毒
培
驯 化
养
移 栽
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取材
①直接取材: 在生长旺盛、枝条健壮、无病的母株
上选生长不久、杂菌污染少的顶梢(1 -2cm)(取前可喷杀菌药),取顶芽 或侧芽。 ②从试管苗获取。
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幼嫩茎尖 营养芽
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茎尖培养
在顶芽的培养中,还有较为特殊的一种方式,即采用极其幼嫩的顶芽的 茎尖分生组织为材料,由它作为外植体。过去常被称为“分生组织培养”, 但目前多数学者认为以称作“茎尖培养”为宜。 真正的茎尖分生组织是被限制在一极小的范围内,那里的细胞几乎没有 分化,在活跃地进行细胞分裂,保持着强烈的再生分化能力,这个部分不 包括叶原基,处于茎的极顶尖处。
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1) 顶芽和腋芽的发育
顶芽和腋芽在离体培养中都可被诱导而发育。 从芽萌发出苗,即枝条,枝条向上延伸,新形成的芽将逐渐发育。 如果将新形成的芽切割下来,使之再萌发出新的枝条,在适当的条件下 使枝条生根,并种植到土壤中去,便完成了植物再生的全过程。 适宜这种再生繁殖的植物,在采样时只能采用顶芽,侧芽或带有芽 的茎切段,其它如种子,萌发后取枝条等也可以。
取1-2㎝顶梢
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茎尖培养时需要注意的问题
一般都采用稍大一些的茎尖来培养。之所以用茎尖培养,是为了脱 除病毒病的危害,因为只有茎尖未受病毒侵染。
如果是经过病毒鉴定的母株,或该种植物有无病毒并不在考虑之中, 当然最好是采用腋芽,或带腋芽的茎切段。过小的茎尖只有很低的 存活率,并且最初生长太慢。
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植物离体微繁的特点
1.繁殖系数高,繁殖周期短,繁殖速度快:它的高速度是以下三种因素构 成的:①有较高的增殖倍数;②较短的增殖周期;③周年生产。
2.应用广泛,是推广良种的重要手段:占用空间小,生产效率高,省时、 省工、节约土地。
3.繁殖材料用量少,不受季节限制,可实现工厂化生产; 4.能获得无毒苗木无性系 5.木本植物应用潜力大:繁殖各种珍稀、濒危、名贵、突变物种。
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外植体接入培养基
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注意
无菌培养体系的建立需注意下面两个问题: 1.采样和表面灭菌; 2.首次接种污染率的估算与对策: 首次接种,小容器,多数量,尽 量分和增 状时期(诱导外植体生长与分化)
从植物组织培养积累的知识中,可将植物再生过程划分为四种方式: 1) 顶芽和腋芽的发育 2) 不定芽的发育 3) 体细胞胚状体的发生与发育 4) 原球茎的发育