61第九章 植物离体繁殖PPT课件

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• 原球茎是兰花种子发芽过程中的一种形态 学构造。种子萌发初期并不出现胚根，只 是胚逐渐膨大，以后种皮的一端破裂，肿 胀的胚呈小圆锥状，故称为原球茎。
• 原球茎是短缩的、呈珠粒状的、由胚性细 胞组成的、类似嫩茎的器官，它可以增殖 ，形成原球茎丛。由茎尖或腋芽外植体诱 导产生原球茎，切割原球茎进行增殖，或 停止切割使其继续培养而转绿，产生毛状 假根，叶原基发育成幼叶，将其转移培养 生根，形成完整植株。
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（二）特点
1、繁殖效率高。 2、培养条件可控性强。 3、占用空间小。 4、管理方便，利于自动化控制。 5、便于种质保存和交换。
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二、植物快繁器官形成方式
根据器官形成方式的不同，将植物器官的 再生分为五种类型，即短枝发生型、丛生 芽发生型、不定芽发生型、胚状体发生型 和原球茎发生型。
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（一）短枝发生型
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• 移栽小植株还应注意光、温控制。
• 移栽初期光照强度应较弱，经过一段时间 适应后，增加光照强度（漫射），如1 500 ～4 000 lx，甚至10000 lx。
• 移栽小植株生长所需的适宜温度与植物种 类有关，喜温性植物以25℃左右为宜，喜 凉性植物则以18～20℃为好。温度过高导 致蒸腾作用加强，水分失衡，微生物滋生 等；温度过低则使幼苗生长迟缓或不易存 活。如使基质温度高于空气温度2～3℃， 则有利于生根和促进根系发育，提高存活 率。
• 体细胞胚再生的小植株与丛生芽或不定芽 再生的小植株相比，具有两个显著差异： ①胚状体多起源于单细胞。 ②生理隔离。
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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
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（五）原球茎发生型
原球茎发生型是兰科植物的一种快繁方式， 它是指茎尖或腋芽外植体经培养产生原球茎 （即扁球状体、基部生假根）的繁殖类型。
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3.增殖体的大小和切割方法 一般携带一个茎节，但第一次增殖的茎
段一般都有2~4个茎节。 茎段可以垂直插入培养基中，但插入的
深度不应淹没茎节；或水平放入培养基表 面，以刺激侧芽的萌动。
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青花菜增殖
枇杷增殖生根
将单个芽苗转移到生根培养基或适宜环境中诱导生根。
1.离体生根（试管内生根）
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园艺植物种苗工厂化生产
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一、商业化生产规模及工艺流程
1.试管苗生产规模的确定 商业化生产规模的确定应以市场需求为标准。 试管苗生产规模的确定是以无菌工作台和培养
架的数量来衡量的。年产100万株，接种室40~50m2， 超净工作台8~10台，培养室100-120m2 。
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2.商业化实验室的设计
能性。) 一般大多数植物采用无菌短枝或腋芽萌发或诱
导不定芽产生，再以芽繁殖芽的方式进行增殖；兰 科植物、百合等则采用原球茎增殖途径，以保障繁 殖材料的遗传稳定性。
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2.增殖培养基
增殖率是植株快速繁殖特别是商业性繁殖的重要 指标。外植体在每次继代培养中，应能产生最大数 量的有效繁殖体。
基本培养基一般与启动生长培养基相同，而细胞 分裂素和矿物元素的浓度水平则高于启动生长培养 基。一般MS+BA 1~3 mg/ml+NAA0.1~1 mg/ml。
进行高温或低温的预处理。 • 湿度：要求环境相对湿度不能太低，一般在70-80%。 • 气体：要求培养基及培养瓶通气良好，同时及时转接。
液体培养要求振荡培养，促进氧气交换。
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四、继代培养
• 主要指对阶段Ⅱ增殖形成的芽丛、胚状 体或原球茎等进行转接继代。继代间隔 时间一般为20天左右。
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五、移栽
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3、外植体的启动生长
对接种15天以上仍未见污染并且成活的外植 体，可转移至启动生长培养基中。
不同外植体启动生长的方式不同，主要有： ①腋芽被刺激后进行生长； ②茎段、叶片、花芽、子叶和其他器官外植体的 伤口处产生不定芽； ③外植体切口表面产生愈伤组织。
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培养基——基本培养基MS、BA、NAA、生长 调节剂
用来进行繁殖的材料，其母株（stock plant）应 选择性状稳定、生长健壮、无病虫害的成年植株。
如果田间母株污染严重，无菌培养物无法获得， 可将其剪切后进行室内栽种培养，并喷汇杀虫剂和 杀菌剂，待长出新枝后进行采样。
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2、无菌培养物的获得 材料——切割——肥皂水洗涤——自来
水冲洗 ——消毒——无菌水冲洗数次—— 沥干——备用（一般每一培养瓶接种一块 材料，避免互相污染）
刺激腋芽生长——细胞分裂素（6-BA、KT或 2-ip）的适宜浓度是0.5~1.0mg/L，低浓度水平生长 素0.01~0.1mg/L
诱导不定芽形成——较高水平的细胞分裂素
诱导愈伤组织形成——增加生长素浓度并补充 一定浓度 细胞分裂素
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二、增殖培养
1.培养材料的增殖方式 五种方式。(取决于培养目的和材料自身的可
• 但经过愈伤组织途径或者多次继代培养后 ，容易导致细胞分裂不正常，增加变异植 株发生频率。如香蕉继代次数控制在8代之 内，再生植株的变异率则可控制在3%左右 。
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• 表现嵌合性状的植株通过不定芽方式再生 时，往往导致嵌合性状发生分离而失去原 有价值。如观赏植物色彩镶嵌的叶子、带 金边或者银边等性状的植物，通过不定芽 途径再生植株时，可能导致这些观赏性状 消失。这类植株快繁时，应通过丛生芽途 径进行。
• 外植体的来源：最适的为茎尖、带芽茎段，也可 以利用叶片、子叶、根段、花器官组织等。
• 外植体生理年龄：幼嫩组织分化能力更强。 • 外植体大小：不能太小，否则影响成活率。除非
是用于脱毒苗的生产。
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二、培养基
• 基本培养基：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 萄糖浓度为2-4%。生根时稍低。
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第二节 植物快繁程序
植物快繁的程序包括四个阶段： –无菌（或初代）培养的建立 –繁殖体增殖 –芽苗生根 –小植株的移栽驯化
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一、无菌培养的建立
这个阶段的任务是母株和外植体的选取、 无菌培养物的获得及外植体的启动生长，以利 于离体材料在适宜培养环境中以某种器官发生 类型进行增殖。
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1、母株和外植体的选取
• 植物生长调节剂：主要以细胞分裂素和生长素的配 合使用，调节外植体的生长和分化。另外ABA、 GA、CCC等也具有不同的作用。
• 培养基的物理特性：以固体培养较为普遍，也有采 用液体培养，如兰花原球茎的增殖。
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三、培养条件
• 光照：1000-3000lx，阶段Ⅲ可增强。14-16h/d。 • 温度：与植物的原产地相应。一般为25±2℃。有时可
• 根系结构不完善的试管苗移栽后不易存活。要求 根系结构完整，具根毛，再生根的吸收能力强。
• 叶表皮组织不发达的试管苗也不易移栽存活。移 栽要求打开瓶口驯化2-3天；或在瓶内添加一些生 长延缓剂如PP333、CCC等培育壮苗。
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第四节植物快繁的商业化应用
植物快繁最重要的用途是进行植物的商业化 生产。世界上快繁商业化开始于上个世纪美国的 兰花工业。我国的香蕉快繁苗占全国组培苗的2/3。 其次有甘蔗、兰花、马铃薯、甘薯等。
2.活体生根（试管外生根）
芽苗先在生长素中快速浸蘸或在含有 相对高浓度生长素的培养基中培养5~10天， 然后在温室中栽入培养基质，经常喷雾， 给予高湿度环境，几天后便可自行生根。
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四、移栽驯化 试管小植株的移栽驯化是试管苗从异
养到自养的转变，有一个逐渐适应过程。 移栽前需对试管植株进行高光强炼苗，使 植株生长粗壮，并打开瓶口，降低湿度， 使其逐渐适应外界环境。 • 1.移栽 • 2.驯化管理
短枝发生型是指外植体携带的带叶茎段，在适 宜的培养环境中萌发，形成完整植株，再将其剪成 带叶茎段，继代再成苗的繁殖方法。
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（二）丛生芽发生型
丛生芽发生型是指使外植体携带的顶芽或 腋芽在适宜培养环境中不断发生腋芽而呈丛生 状芽，将单个芽转入生根培养基中，诱导生根 成苗的繁殖方法。
丛生芽发生型是大多数植物快繁的主要途 径，它不经过愈伤组织，能使无性系后代保持 原品种的特性，在生产中普遍应用。
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一、移栽
• 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培养基 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， 其湿度的控制十分重要。因试管苗在高湿 （90％～100％的相对湿度）环境中生长， 茎叶表面防止水分散失的角质层等几乎全 无，根系又不发达，移栽后难以保证水分 平衡，即使根系周围有足够的水分也不行 。所以，应采用加覆塑料薄膜、经常喷雾 的方法，提高小植株周围的空气湿度，减 少叶面蒸腾。同时，逐渐降低空气相对湿 度，使其适应自然环境条件。
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二、商业化生产及效益分析
1.试管苗增殖率的估算
试管苗的增殖率多数以芽或苗为单位，但原球茎或胚 状体多以瓶为单位。 （1）增殖率的理论值是指接种一个芽或一块增殖培养物，经 过一段时间培养后得到的芽或苗数。
Y=mXn （Y—年繁殖数，m—无菌母株苗数，X—每个培 养周期增殖的倍数，n—全年可增殖的周期数）
第九章 植物离体繁殖
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第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
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第一节 植物离体繁殖的概念和特点 一、基本原理
（一）概念
植物离体繁殖（propagation in vitro）又称植 物快繁或微繁，是指利用植物组织培养技术对外植 体进行离体培养，使其短期内获得遗传性一致的大 量再生植株的方法。
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A
B
C
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花烛叶片离体培养及植株再生
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（四）胚状体发生型
胚状体发生型是指外植体在适宜培养环境中，经 诱导产生体细胞胚的繁殖方法 ，从而形成小植株的繁 殖方法。
分为间接途径（经愈伤途径）和直接途径两种。 胚状体发生途径具有成苗数量大、速度快、结构 完整的特点，因而是外植体增殖系数最大的途径。
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（三）不定芽发生型
不定芽发生型是指外植体在适宜培养 基和培养条件下，经过脱分化形成愈伤组 织，然后经过再分化诱导愈伤组织产生不 定芽，或外植体不形成愈伤组织而直接从 其表面形成不定芽，将芽苗转移到生根培 养基中，经培养获得完整植株的繁殖方法。
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• 不定芽发生型也是许多植物快繁的主要方 式。由于不定芽形成的数量与腋芽数目无 关，其增殖率高于丛生芽发生型。
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• 此外，在移栽小植株的驯化管理阶段，还 应防止菌类滋生，适当喷一定浓度的杀菌 剂（杀菌灵）可有效保护移栽小植株的正 常生长。
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第三节 影响植物快繁的因素
植物快繁的目的是以尽可能高的效率生产 试管苗，获得最大的经济效益。因此，在 快繁时应使各种影响因素处于最适合快繁 的状态。
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一、外植体
降低无机盐浓度（1/2MS或者1/4MS），减少或不需 要细胞分裂素，增加生长素的浓度。
对有些植物，如果芽苗在含有生长素的培养基中生长 1～2d，再转移至无生长素的培养基中，或芽苗在含生长 素的生根溶液中浸蘸后直接插入无生长素的培养基中，湿 度85%以上，温度25℃，弱光或黑暗条件。
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（2）增殖率的实际值是指接种一个芽或一个苗，经过实际繁 殖周期，得到的实际芽或苗数。
实际增殖数与理论增殖数出现很大差异的原因是： ①污染淘汰；②出售、转让和实验所用； ③移栽死亡；④培养容器等设备的限制。
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2.生产计划的制定和实施
（1）生产计划的制定 商业化生产计划制定的依据是市场对试管
苗的种类、品种及数量的需求及趋势，实验室 具备的生产条件和规模。首先应提出全年销售 目标，再根据实际生产中各个环节的消耗，制 定出相应的全年生产计划，一般生产数量应比 计划销售的数量增加20％～30％。
根据已确定的生产规模和组织培养的生产程 序，试管苗生产的实验室应尽量布局合理，使生 产程序能连续、有效地进行。
（1）环境要求远离污染源 （2）水电、交通 （3） 工艺流程 （4）节能（5）无菌
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3.商业化生产的配套设施
相应配套设施包括过渡培养室和露地炼苗场。
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4.商业化生产的工艺流程
试管苗商业化生产的工艺流程是以其快繁程 序为基础建立起来的，如最成熟的草莓脱毒苗生 产流程和葡萄试管快繁流程。通过茎尖脱毒建立 起来的草莓商业化试管苗生产，除必须配备的培 养和驯化等条件外，还应增加病毒鉴定室。