2.植物离体繁殖(植物组织培养)
(整理)植物组织培养概念
课程序号:《金丝桃的初代培养和铁皮石斛的继代培养》学院: 化学与生命科学专业: 生物科学姓名:孙萍萍学号: 09260117授课教师:廖芳蕾提交时间:2011年10月31日一、前言植物组织培养概念(广义)又叫离体培养,指从植物体分离出符合需要的组织.器官或细胞,原生质体等,通过无菌操作,在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。
植物组织培养概念(狭义)指用植物各部分组织,如形成层.薄壁组织.叶肉组织.胚乳等进行培养获得再生植株,也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养,愈伤组织再经过再分化形成再生植物。
植物组织培养条件有四个条件,分别为1.愈伤组织的培养条件:必须无菌操作 2.材料:刚生长不久,具有高度分裂能力的茎尖,芽尖,感染病毒的机会很小 3.植物细胞全能性,确保组织能培养成植株。
4.在无菌操作室中完成接种工作,然后放于培养室[光照(日光灯照射),温度(30度)]中培养。
所以说完成操作后,在培养室中培养时就需要光照条件‘组织培养可以增加遗传变异性,改良作物。
例如单倍体育种,它通过花药培养,从小孢子获得单倍体植株,染色体加倍后获得正常二倍体植株,这是一条育种的新途径。
单倍体育种可以缩短育种年限,节约人力物力,较快地获得优良品种,目前已有四十多种植物获得了单倍体植株。
我国在水稻、小麦、烟草、柏树、橡胶、辣椒等植物的单倍体育种的工作上,处于领先地位。
又如胚培养、子房培养、胚珠培养:为了克服远缘杂交的不亲和性,可采用胚、子房、胚珠培养和试管受精等手段。
最早成功的例子是两个栽培种亚麻的杂交胚发生败育,利有杂种胚培养克服了一些障碍,得到种子。
现在在棉花、黄麻上也获得成功。
从玉米的离体子房培养,经体外受粉可以得到种子。
此外,通过原生质体融合,并以选择胞质链霉素抗性做手段以转移烟草的雄性不育性状,或通过原生质体融合转移胞质的抗林可霉素因子都得到成功。
组织培养可用于繁殖植物。
植物组织离体培养2
植物组织离体培养-组织培养实验室的建立(2)摘要:组织培养实验室实际上就是从组培材料进到合格商品苗出的生产线,实验室的各个分区单元就是生产车间,各个分区单元就是按组培体系建立的要求顺序排列的。
实验室是一个无菌系统,是一个光、温、湿、气可控系统,这都是建立组培体系的必要保证系统。
无论实验室的性质和规模如何,实验室设臵的基本原则是:科学、节能、减排、低耗、高效、经济和实用。
组织培养实验室布局的总体要求是:便于隔离、便于操作、便于灭菌、便于观察、适合于生产技术路线。
关键词:基本实验室、辅助实验室、温室、组培室通用仪器设备、组培室药品试剂、学校组培室、家庭组培室、企业组培室、常用设备仪器组织培养实验室应该建立在安静、清洁、远离污染源的地方,最好在常年主风向的上风方向,尽量减少污染。
规模化生产的组织培养实验室应建在交通方便的地方,便于培养物料和产品的运送。
实验室的建设均需考虑两个方面的问题:一是所从事的实验的性质,是生产性的还是研究性的,是基本层次的还是较高层次的;二是实验室的规模,规模主要取决于经费和实验性质。
设计组织培养实验室时,首先应对工作中需要哪些最基本的设备条件有个全面的了解,以便因地制宜地利用现有房屋,或新建、改建实验室。
实验室的大小取决于工作的目的和规模。
以工厂化生产为目的,实验室规模太小,则会限制生产,影响效率。
在设计时,应按组织培养程序来没计,避免环节倒排,引起日后工作混乱。
植物组织培养是在严格无菌的条件下进行的。
要做到无菌的条件,需要一定的设备、器材和用具,同时还需要人工控制温度、光照、湿度等培养条件。
组织培养实验室实际上就是从组培材料进到合格商品苗出的生产线,实验室的各个分区单元就是生产车间,各个分区单元就是按组培体系建立的要求顺序排列的。
实验室是一个无菌系统,是一个光、温、湿、气可控系统,这都是建立组培体系的必要保证系统。
无论实验室的性质和规模如何,实验室设臵的基本原则是:科学、节能、减排、低耗、高效、经济和实用。
植物细胞工程考试重点资料
植物细胞工程一、名词解释1、离体繁殖:是指人工控制的无菌条件下,使植物在人工培养基上繁殖的技术。
2、外植体:取至生物体用于组织培养的活的生物细胞或组织切段、或用于继代培养的组织培养物均称之为外植体。
3、悬浮培养:是指将单个游离细胞或小细胞团在液体培养基中进行培养增殖的技术。
4、互不选择:两个具有不同生理或遗传特性的亲本,在形成杂种细胞时能产生互补作用,根据这一特性进行杂种细胞选择的方法称互补选择。
5、极性:是指植物的器官、组织、甚至单个细胞在不同的轴向上存在的某种形态结构以及生理生化上的梯度差异。
它是植物细胞分化中的一个基本现象。
6、体细胞胚:离体培养下没有经过受精过程,但经过了胚胎发育过程所形成的胚的类似物。
7、TE细胞:植物在系统发育中,由根和芽的原形成层或次生形成层细胞分化形成的管状细胞,它在维管系统的形成中具有中心作用。
在离体培养条件下,TE细胞由愈伤组织薄壁细胞分化形成,这也是愈伤组织细胞分化器官的前提。
8、人工种子:又称合成种子或体细胞种子,任何一种在离体培养条件下产生的繁殖体,无论是在涂膜胶囊中包裹的、裸露的或经过干燥的,只要能够发育成完整的植株。
均称之为人工种子。
9、器官发生:植物的离体器官发生是指培养条件下的组织或细胞团(愈伤组织)分化形成不定根、不定芽等器官的过程。
10、脱分化:培养条件下使一个已分化的细胞回复到原始无分化状态或分生细胞状态中的过程。
11、生长素感应:生物细胞由生长素受体感受生长素信号与其结合,进而使生长素受体被活化的过程。
12、转分化:在培养条件下,具有一定分化程度的植物细胞在不经过分裂,但经过类似脱分化过程和再分化过程而转变为另一类分化细胞的过程。
13、体细胞无性系:有任何形式的细胞培养所产生的植株。
14、玻璃化冻存:是指在超低温保存生物细胞中,通过一定程序使细胞质液体转变为非晶体(玻璃化)的固化过程。
15、早熟萌发:幼胚接种后,离体胚不继续胚性生长,而是在培养基上迅速萌发呈幼苗,通常称之为早熟萌发。
植物组织培养 第六章 植物离体快繁
一、植物离体快繁的意义 二、离体快繁的方法 三、离体快繁中存在问题 四、几种植物的离体快繁技术
一、植物离体快繁的意义
1.植物繁殖类型
植物 繁殖
有性 繁殖
无性 繁殖
扦插
嫁接
常规无性繁殖
压条 分株
埋条
非试管快繁
在计算机控制环境条件下 的快繁技术(如扦插)
离体快繁 植物组织培养
一、植物离体快繁的意义
• 强度:光照弱,易产生玻璃化现象。
三、离体快繁中存在问题
• 4)琼脂浓度低:
• 培养基中琼脂浓度低时玻璃化苗比例增加,
水浸状严重,苗向上长。随着琼脂浓度的 增加,玻璃化苗比例减少。 • 但过硬的培养基影响了养分的吸收,试管 苗生长减慢,分蘖亦减少。因此,琼脂的 浓度一定要适当。
三、离体快繁中存在问题
三、离体快繁中存在问题
•2.褐化:外植体接种到培养基中后,外植体 或与培养基接触部位出现变褐色的现象。
•褐化后果:不加以控制,外植体会死亡。 •引起原因:切割后,使液泡中的多酚物质与细胞质 中多酚氧化酶接触发生反应,产生有毒的醌类物质。 •在自然界中,褐化(多酚物质与多酚氧化酶反应) 是主动防御机制,防止病原菌感染的自卫措施。
• 2.茎芽增殖途径:在培养过程中使其产生大 量无根试管苗。
•
侧芽增殖途径
• 途径有:不定芽增殖途径
•
体细胞胚增殖途径
• (增加 P105图8-1)
二、离体快繁的方法
• 2.茎芽增殖途径:在培养过程中使其产生大 量无根试管苗。
•
侧芽增殖途径
• 途径有:不定芽增殖途径
•
体细胞胚增殖途径
• (增加 P105图8-1)
植物组织培养在现代农业中的具体应用
三、植物新品种培育
3、细胞融合 通过原生质的融合可部分客服有性杂交不亲和,从而获得体细
胞杂种,创造新物种或优良品种。
三、植物新品种培育
4、选择细胞突变体 离体培养过程中会发生变异,从中可以筛选出对人们有用的突
变体,进而育成新品种。
四、生产植物次生代谢物
利用植物组培技术生产一些价格高、产量低、需求量大的次 生代谢产物,其具有一些特定的功能,对人类有重要的影响和作用。
五、植物种质资源离体保存
1、常规的植物种植资源保存方法耗资巨大,种 质资源流失的情况时有发生。
2、通过抑制生长或超低温贮存的方法离体保存 植物种质资源,可节约大量的人力、物力和财 力,还可挽救那些濒危物种。
3、离体保存还可避免病虫害侵染和外界不利气 候及栽培因素的影响,可长期保存,有利于种 质资源材料的远距离交换。
江西野生金线莲
六、人工种子
1、人工种子是利用人工种皮包被植物组织培养中得到的体细胞胚。 2、人工种子可为某些珍稀物种的繁殖、转基因植物、自交不亲和植物、远缘 杂种的繁殖提供有效的手段。
任务二 植物组织培养在农业 生产中应用
目录
01
植物离体快速繁殖
02
植物种苗脱毒
03
植物新品种培育
04
植物次生代谢物生产
05
Hale Waihona Puke 植物种植资源保存06人工种子
一、植物离体快速繁殖
1、植物快繁是植物组织培养在生 产中应用最广泛,产生较大经济效 益的一项技术。
2、植物快繁具有不受季节和气候 等条件限制、可周年生产、生长周 期短、繁殖速度快、种苗整齐一致 等优点。
4、植物组培种苗脱毒广泛应用于花卉、果树、 蔬菜、苗木等植物。
植物组织培养实验离体培养技术
植物组织培养实验离体培养技术植物组织培养实验离体培养技术是一种在无菌条件下,通过分离和培养植物细胞、组织和器官,使其在人工培养基上生长和发育的方法。
该技术可用于繁殖、育种、细胞学和分子生物学等方面的研究。
下面将介绍植物组织培养实验离体培养技术的步骤和应用。
一、实验步骤1. 消毒处理:将实验所需的工具、试剂、培养基等进行消毒处理,以保证实验的无菌条件。
2. 材料准备:准备植物材料,根据实验需要选择适合的植物种子、芽、茎段或叶片等。
3. 材料表面消毒:使用适当的消毒剂对植物材料进行表面消毒,以杀灭携带在材料表面的细菌、真菌等微生物。
4. 组织分离:将消毒后的植物材料进行切割、研磨等处理,将细胞、组织分离出来。
5. 培养基制备:根据实验需求,配置适当的培养基,包括基础培养基、激素、糖等成分。
6. 培养条件控制:将分离的植物细胞、组织置于培养基中,控制适宜的温度、光照、湿度等条件,促进细胞分化和生长发育。
7. 培养周期管理:定期更换培养基,检查细胞、组织的生长情况,及时调整培养条件,防止细菌、真菌污染。
二、技术应用1. 植物繁殖:通过植物体外培养技术,可以快速大量繁殖植物种子、芽、茎段等,加快繁殖速度,扩大繁殖规模。
2. 植物育种:利用离体培养技术,可以进行杂交、选择、突变等方法,对植物进行育种改良,获得对病虫害抗性强、产量高的新品种。
3. 细胞学研究:通过离体培养技术,可以对植物细胞进行融合和遗传转化等技术操作,从而探究细胞的形态、结构、代谢等方面的基本规律。
4. 分子生物学研究:离体培养技术可用于植物基因工程研究,如构建转基因植物、表达外源蛋白等。
5. 植物营养生理研究:通过离体培养技术,可以灵活控制培养基的成分,从而研究植物的营养需求、代谢物的合成和转运等问题。
6. 药物生产:某些药用植物可通过离体培养技术进行规模化生产,如对黄连、黄芩等中草药的快速繁殖和有效成分的提取。
总结起来,植物组织培养实验离体培养技术是一种重要的生物学研究方法,应用广泛且前景广阔。
植物组织培养技术考试复习题解析
植物组织培养技术考试复习题一、填空题1、组织培养的理论依据是:植物细胞的全能性。
2、根据培养的外植体材料不同,可将植物组织培养分为以下几种类型:愈伤组织培养、器官培养、胚培养、细胞培养、原生质体培养、遗传转化。
3、植物组织培养实验室一般划分为洗涤室、培养基配置室、缓冲室、无菌接种室、培养室、观察室、驯化室等分室,其中植物组织培养实验室对无菌条件要求最严格的区域是无菌接种室。
4、培养基成分主要包水分、无机盐类、有机营养成、植物生长调节物质、天然物质、pH 、凝固剂。
5、目前应用最广泛的组培基本培养基是MS培养基。
6、培养基最常用的碳源是糖类物质,使用浓度在1%-5%常用3 %。
7、培养基中加入活性炭的目的:减少外植体的褐变8、生长素/细胞分裂素的高低决定着外植体的发育方向,其比值高则有利于根的形成:其比值低则有利于芽的形成。
9、一个已停止分裂的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称为"J兑分化_"10、某些生长调节物质及抗生素、酶类物质遇热不稳定,对其灭菌时不能进行(高压蒸汽)灭菌,而要进行过滤方法灭菌。
11、确定花粉发育时期最简捷有效的方法是压片镜检法。
12、液体培养基和固体培养基最主要的区别是:固体培养基中添加了琼脂粉,而液体培养基一般不添加。
13、细胞悬浮培养的方法有分批培养和连续培养。
14、外植体灭菌常用的消毒剂是酒精,使用浓度一般为70—75%。
15、具有防止褐变作用的维生素是抗坏血酸(维生素c)。
16、常用防止褐变的试剂有有机酸、硫代硫酸钠。
17、组培中按照污染的对象分,常见的污染类型有细菌性污染_、真菌性污染。
18、在使用超净工作台进行无菌操作前,应先将借种器械放进超净工作台,并打开紫外线灯和风机组工作进行消毒20分钟左右。
19、配制培养基调节pH值时常用氢氧化钠溶液和稀盐酸溶液。
20、某溶液在使用前已配制成100倍的母液,在使用时,若需要配制1/2 L的培养基,则需要吸取母液的量是5ml。
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)操作规范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,成本低,易于批量生成和管理。
比如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。
园艺植物育种学(9.13)--植物离体培养育种
第八章 植物离体培养育种一、名词解释1.植物离体培养:即广义的植物组织培养(Plant tissue culture),是指通过无菌操作,将植物的组织、器官、细胞以及原生质体等接种于人工配制的培养基上在人工控制的环境条件下进行培养,以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他生物产品的一种技术。
2.组织培养:以植物各部分组织为外植体的离体培养技术。
如分生组织、形成层组织、表皮组织、薄壁组织等。
3.器官培养:以植物的某一器官的全部或部分或器官原基作为外植体的离体培养技术。
如根尖、茎尖、茎段、叶片等。
4.花粉培养:指以未成熟花粉作为外植体的离体培养技术。
又称游离小孢子培养。
5.花药培养:指以未成熟花药作为外植体的离体培养技术。
6.单倍体植物:指具有配子染色体数的植物。
7.细胞培养:指以能保持较好分散性的单细胞或很小的细胞团作为外植体的离体培养技术。
8.原生质体培养:指以除去细胞壁而获得的原生质体作为外植体的离体培养技术。
9.体细胞杂交:指使不同的原生质体相互融合形成杂种细胞,再经过人工培养诱导杂种细胞分化形成植株的过程。
二、问答题1.植物离体培养有哪些主要类型?(1)胚胎培养 (embryo culture)(2)组织培养(tissue culture)(3)器官培养(organ culture)(4)花粉培养与花药培养(pollen and anther culture)(5)细胞培养(cell culture)(6)原生质体培养(protoplast culture)2.试述植物离体培养技术在园艺植物育种上的应用。
(1)扩大变异范围;(2)克服远缘杂交的一些障碍;(3)获得体细胞杂种;(4)倍性控制;(5)突变的诱导和立题选择;(6)加速亲本材料的纯化;(7)快速无性繁殖;(8)获得脱毒苗;(9)种质资源的试管保存;(10)可作为外源基因转化的受体系统。
3.试述植物组织培养的步骤和方法。
(1)无菌培养的建立(2)营养繁殖体的增殖(3)生根(4)试管苗移栽大田4. 简述单倍体在园艺植物育种上的应用。
植物细胞繁殖的操作方法
植物细胞繁殖的操作方法
植物细胞繁殖的操作方法主要有三种,包括组织培养、离体培养和细胞培养。
1. 组织培养:将植物的组织(如茎尖、幼叶、胚乳等)取出进行无菌处理,然后将其培养在含有营养物质的培养基上。
培养基提供了必要的营养物质和激素,使细胞能够生长和分裂。
通过适当的激素调控,可以促进细胞分化和组织形成。
这种方法可用于植物的无性繁殖、快速繁殖和产生突变体等。
2. 离体培养:将植物的花器官(如花药、胚珠等)取出并对其进行无菌处理,然后将其培养在含有营养物质和激素的培养基上。
花器官中的细胞在培养基的刺激下会进行有丝分裂,产生大量的细胞。
离体培养常用于植物的灭性育种和组合遗传学研究中。
3. 细胞培养:将植物的单个细胞或小块细胞组织进行无菌处理,然后将其悬浮在培养基中进行培养。
培养基中提供了细胞所需的营养物质和激素,使细胞能够持续生长和分裂。
细胞培养是一种有效的方法,用于植物的基因转化、细胞工程和植物产生抗性等。
植物组织培养技术所有名词解释
植物组织培养复习材料一、名词解释。
1、植物组织培养(plant tissue culture):植物的离体器官、组织或细胞在人工制备的培养基上进行无菌培养,并在人工控制的环境条件下,使其发育成完整植株的科学技术2、脱分化(dedifferentiation):指失去分裂能力的细胞回复到分生性状态并进行分裂,形成无分化的细胞即愈伤组织的现象。
3、再分化(redifferentiation):愈伤组织形成不定芽或不定根或胚状体。
4、外植体(explant):植物组织培养过程中从活体植株上切去下来的用于离体培养的一切材料。
(如器官、组织、细胞、原生质体、种子等)5、愈伤组织(callus):原本指植物在受伤后于其伤口表面形成的一团薄壁细胞。
在组培中,则指人工培养基上由外植体形成的一团无序生长的薄壁细胞。
6、器官发生:胚胎时期由胚层器官原基发育成器官的过程。
包括细胞分化和器官形成。
7、胚状体发生: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。
8、细胞全能性(cell totipotency):指植物的每一个细胞都携带有一完整的基因组,并具有发育成完整植株的潜在能力。
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、极性:细胞(也可指器官或植株)内的一端与另一端在形态结构和生理生化上的差异。
11、试管苗:通过组织培养产生的植株。
12、看护培养:是指用一块活跃生长的愈伤组织来看护单个细胞,使其持续分裂和增殖的一种培养方法。
这块愈伤组织被称为看护组织。
13、固相化培养:将细胞或原生质体固着在琼脂糖、藻(月元)酸盐或多聚赖氨酸中,然后将他们放入液体培养基中震荡培养。
这种培养方法既利用了振荡培养室营养物质和气体易于交换的优点,有利用了固相化使细胞免受振荡时剪切力的作用。
14、悬浮细胞培养:将单个游离细胞或小细胞团在液体培养基中进行培养增值的技术。
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。
植物组织培养知识点归纳
植物组织培养知识点归纳第⼀章1、植物组织培养:是指在离体条件下,利⽤⼈⼯培养基对植物的器官、组织、细胞、原⽣质体等进⾏培养,使其长成完整植株2、外植体:在植物组织培养中,由活体(in vivo)植物上提取下来的、接种在培养基上的⽆菌细胞、组织、器官等均称为外植体。
3、愈伤组织:指在⼈⼯培养基上由外植体长出来的⼀团⽆序⽣长的薄壁细胞。
4、应⽤⼀、农业上的应⽤1. 种苗快速繁殖(rapid propagation)2.⽆病毒苗(virus free)的培养3.在育种上的应⽤(breeding)(1)倍性育种,缩短育种年限,杂种优势明显;(2)克服远缘杂交的不亲合性和不孕性(胚培养);(3)保存种质(4)创造变异⼆、在遗传学、分⼦⽣物学、细胞⽣物学、组织学、胚胎学、基因⼯程、⽣物⼯程等⽅⾯的应⽤。
⽤于基因⼯程技术创造植物新种质。
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。
三、利⽤组织培养材料作为植物⽣物反应器第⼆章1、细胞全能性(Totipotency):指任何具有完整的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和发育成完整植株的能⼒。
2、细胞分化(cell differentiation):指导致细胞形成不同结构,引起功能或潜在的发育⽅式改变的过程。
3、脱分化(Dedifferentiation):指离体条件下⽣长的细胞、组织或器官逐渐失去原来的结构和功能⽽恢复分⽣状态,形成⽆组织结构细胞团或愈伤组织的过程。
4、再分化(Redifferentiation):指脱分化的细胞重新恢复分化能⼒,形成具有特定结构和功能的细胞、组织、器官甚⾄植株的过程。
5、植物组织培养中常遇到的问题以及解决措施⼀、污染及防治:1、真菌污染后,如果已形成孢⼦,则必须经⾼压灭菌后扔掉。
但若是细菌污染,只要及时发现,将材料上部未感菌的部分剪下转接,材料仍可使⽤。
2、⽤抗⽣素等杀菌药剂的处理,会影响植物材料正常⽣长。
植物的离体繁殖与培养技术
便于规模化生 产:离体繁殖 技术可以实现 规模化生产, 提高生产效率。
离体繁殖技术对 植物生长环境的 依赖性较高,需 要严格控制温度、 湿度、光照等环
境因素。
离体繁殖技术 需要大量的营 养物质和生长 调节剂,成本
较高。
离体繁殖技术 需要较高的技 术水平和管理 经验,操作复 杂,不易掌握。
离体繁殖技术 可能对植物的 遗传性和基因 表达产生影响, 导致植物变异 或遗传不稳定。
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汇报人:XX
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
定义:在人工控 制的条件下,将 植物的离体器官、 组织或细胞培养 成植株的技术。
原理:利用植物现 植物的快速繁殖。
药用植物离体繁殖:利用植物组织培养技术,快速繁殖珍稀、濒危药用植物,提高产 量和质量。
药用植物种质资源保存:通过离体繁殖技术,长期保存珍稀、濒危药用植物种质资 源,为后续研究和开发提供基础。
药用植物次生代谢产物生产:利用离体繁殖技术,调控药用植物生长过程,提高次生 代谢产物的含量,为药物研发提供原料。
实验材料:选择健康的红豆杉 植株
实验方法:采用组织培养技术 进行离体繁殖
实验结果:成功诱导出愈伤组 织,并分化出幼苗
结论:红豆杉离体繁殖技术是 一种有效的繁殖手段,可实现 种质资源的快速繁殖和保存
紫锥菊的离体繁殖:通过建立无菌体系和诱导愈伤组织,实现快速繁殖。 丹参的离体培养:通过优化培养基和培养条件,提高丹参酮产量。 石斛的离体繁殖:利用组织培养技术,实现铁皮石斛等名贵石斛的快速繁殖。 紫草的离体培养:通过建立无菌体系和诱导愈伤组织,实现紫草素的工业化生产。
高中生物植物的组织培养技术知识点总结
⾼中⽣物植物的组织培养技术知识点总结 植物组织培养技术是⾼中⽣物的⼀个重要组成部分,学⽣需要掌握相关知识点,下⾯是店铺给⼤家带来的⾼中⽣物植物的组织培养技术知识点,希望对你有帮助。
⾼中⽣物植物的组织培养技术基础知识点 1、植物组织培养过程: (1)原理:植物细胞具有全能性。
(2)过程: 2、⽤途: (1)微型繁殖 微型繁殖就是⽤于快速繁殖优良品神的植物组织培养技术,也叫快速繁殖技术。
繁殖过程中的分裂⽅式是有丝分裂,亲、⼦代细胞内DNA不变,所以能够保证亲、⼦代遗传特性不变。
(2)作物脱毒 作物脱毒是利⽤茎尖、根尖等⽆毒组织,进⾏微型繁殖,所获幼苗是⽆毒的。
(3)⼈⼯种⼦:通过组织培养技术,可把植物组织的细胞培养成在形态及⽣理上与天然种⼦胚相似的胚状体,也叫作体细胞胚。
这种体细胞胚有于叶、根、茎分⽣组织的结构。
科学家把体细胞胚包埋在胶囊内形成球状结构,使其具备种⼦机能。
所以,⼈⼯种⼦是⼀种⼈⼯制造的代替天然种⼦的颗粒体,可以直接播种于⽥间。
①制作⽅法:⼈⼯种⼦是利⽤植物组织培养获得胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等,然后包上⼈丁种⽪就形成了⼈⼯种⼦,如图: ②优点:可使在⾃然条件下不结实或种⼦昂贵的植物得以繁殖;保持亲本的优良性状,因该过程为⽆性繁殖;节约粮⾷,减少种⼦的使⽤;可以控制添加⼀些物质,如除草剂、农药、促进⽣长的激素、有益菌等。
周期短,易储存和运输,不受⽓候和地域的限制。
(4)细胞产物的⼯⼚化⽣产:从⼈⼯培养的愈伤组织细胞中提取某种成分,如紫草素、⾹料等。
⾼中⽣物植物的组织培养技术重要知识点 1、植物细胞的全能性 (1)概念:具有某种⽣物全部遗传信息的任何⼀个细胞,都具有发育成完整⽣物体的潜能。
(2)原理:细胞内含有本物种的全部遗传信息。
(3)全能性表达条件:具有完整的细胞结构,处于离体状态,提供⼀定的营养、激素和其他适宜外界条件。
2、作物新品种培育 (1)单倍体育种: ①过程:植株(AaBb)通过减数分裂得到花粉(AB、Ab、aB、ab四种类型);对花粉进⾏花药离体培养(技术是植物组织培养);得到单倍体植株;对其幼苗时期进⾏秋⽔仙素处理;得到了正常的纯合⼆倍体植株(AABB、Aabb、aaBB、aabb四种类型)。
植物组织培养概念
1.植物组织培养概念: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值而形成的一种无特定结构和功能的组织。
4.植物组织培养的特点是采用微生物学的实验手段来操作植物离体的器官、组织和细胞。
这一特点具体表现在以下几个方面:(1)组培技术是无菌操作技术;(2)组培材料处于完全的异养状态;(3)组培材料可以是离体状态的器官、组织、细胞或原生质体;(4)组培培养物可以形成克隆(clone,无性繁殖系),也可以进行茎芽增殖或生根;(5)组培容器内的气体和环境气体可以通过封口材料进行交换,相对湿度通常是几乎100%,因此,组培苗叶片表面一般都无角质层或蜡质层,且气孔保卫细胞功能缺乏,气孔始终都是张开的;(6)组培的环境温度,光照强度和时间都是人为设定的,其参数可调。
5.德国植物学家Haberlandt被公认为是植物组织培养之父,他与1902年发表的植物组织培养的第一篇论文:提出了植物细胞具有全能性,构思了细胞培养的概念。
6.培养基是植物组织培养的核心,它提供植物生长所需的营养物质,是决定植物组织培养成败的关键因素之一。
外植体之所以能沿着不同的组培途径生长、分化,其主要原因就在于培养基中的物质成分对细胞的生长发育起着定向操控作用。
7.在离体培养条件下,不同种植物的组织对营养有不同的要求,甚至同一种植物不同部位的组织对营养的要求也不相同。
因此,在建立一项新的培养系统时,首先必须找到一种合适的培养基,培养才有可能成功。
8.培养的构成:(1)水分;(2)无机盐类:a大量元素b微量元素;(3)有机营养成分:a糖类物质:蔗糖葡萄糖果糖麦芽糖b维生素类c氨基酸类;(4)植物生长调节剂:a生长素:IAA NAA 2,4-D IBA抑制芽b细胞分裂素:6-BA ZT KT促进芽分化;(5)天然有机添加物:椰子汁香蕉泥番茄汁胶木提取液等;(6)pH值:常用5.8 过高培养基变硬,过低培养基不凝固;(7)凝固剂:常用琼脂(粉) 7-10g\L;(8)其他添加物:活性炭。
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第二章植物离体繁殖
植物离体繁殖:
利用组织培养技术对外植体进行离体培养,短期内获得遗传性一致的大量再生植株。
也叫快繁或微繁。
和传统方法突出特点:
1、繁殖效率高:增值率高,生长速度快,可周年生产,在一个短暂的时间,由单一个体开始,能产生出大量的遗传组成相同的植株。
(如苹果矮化砧木茎尖8个月可繁殖6万株,石刁柏一个腋芽一年可繁殖7万株)
2、培养条件可控性强:人为提供培养基及小气候,便于对环境进行控制,省去田间栽培繁杂劳动。
3、便于管理、占地面积小:30m2可存放1万多培养瓶,约10万多苗木。
4、利于种质资源的保存及交换。
快速繁殖的应用
(1)短期内获得大量形状优良、整齐一致的种苗群体。
加快引进新种、新育良种的繁殖,促进优良品种推广和应用。
(2)大量繁育原来常规方法不能进行无性繁殖、难繁殖和繁殖速度慢的一些植物,尤其对一些珍、稀、濒危的植物的繁殖有更重要的意义。
(3)作为培育新品种的有效手段,繁殖和保存育种材料。
如远缘杂种、多倍体、突变体。
(4)通过茎尖培养等技术脱毒,扩增脱毒苗,达到提纯复壮良种的目的。
一、植物快繁的器官形成方式
由于植物种类不同,器官再生及快速繁殖的方式也不同。
1、短枝发生型:外植体为带叶单芽茎段,培养为完整植株。
特点:一次成苗,培养过程简单,容易移栽成活,遗传性状稳定。
例如:葡萄、红薯等试管苗繁殖。
2、器官型:外植体带有顶芽或腋芽。
培养后形成丛生芽,转入生根培养基,诱导生根成苗,扩大繁殖。
特点:由单芽到丛芽,繁殖速度快,遗传性状稳定,多数花卉、苗木的快繁属于此类。
3、器官发生型:直接由外植体上或从愈伤组织产生不定芽,经过脱分化与再分化成苗。
特点:繁殖速度快,由愈伤组织再生植株,遗传不稳定。
烟草、水稻、小麦、番茄等。
4、胚胎发生型:外植体脱分化产生愈伤组织或细胞团,再分化为胚状体产生小植株(球形期、心形期、鱼雷期、子叶期)特点:发生数量大,速度快,结构完整,人工种子繁殖,遗传变异。
5、原球茎发生型:兰科。
茎尖或腋芽外植体通过形成原球茎,而发育为完整植株。
二、植物快繁的程序和关键技术
离体无性繁殖的程序包括:无菌母株的制备,继代芽的增殖,芽苗生根培养,再生植株的锻炼和移栽。
1、无菌母株的制备
初代培养:在无菌条件下,制备无菌繁殖的材料称为无菌母株,或繁殖母株。
选取遗传性状优良、稳定,生长健壮、无病虫害植株上的外植体,经适当有效灭菌处理后,接种在培养基上,诱导其产生芽(腑芽或不定芽)和愈伤组织。
注意:培养基激素配比,取材的年龄、大小和生理状态。
初代培养的启动生长方式:腋芽被刺激后生长;茎段、叶片、其它器官伤口处产生不定芽;外植体切口产生愈伤组织。
此阶段一般需要4-6周。
↗愈伤组织
2、继代芽的增殖
无菌母株再次切割继代培养,芽分化增殖成丛芽,加快繁殖速度。
在快速繁殖过程中,随培养时间和继代次数增加,芽分化和生长速率降低,称为驯化现象,与内源激素和恒定培养条件有关,故可以调节激素配比或变温处理,提高繁殖速度。
3、芽苗生根培养
诱导无根苗生根的方法有两种:试管内生根和试管外生根。
1)试管内生根:将无菌小枝条转入生根培养基中进行培养。
提高生根率的措施:
①降低无机盐和有机物含量(如1/2MS或1/4MS培养基)
②适当提高生长素的浓度,降低细胞分裂素的浓度。
③降低渗透压(糖30g/L→20g/L );
④暗培养利于生根。
2)试管外生根:有些植物可以将离体条件下形成的枝条,在基部切口处用生根粉或与滑石粉混合的IBA涂抹,然后种植到温室或田间中,这样的方法可大大降低成本。
4、再生植株的锻炼和移栽
A、移栽前后培养条件发生改变:
试管苗:恒温、高湿、弱光、无菌、充足的营养。
自然条件下:变温、低湿、强光、有菌、缺乏营养。
B、移栽后植株死亡的原因:
1)根系结构不完善:不生根(木本植物)、根与芽的输导组织不相通(愈伤组织)、再生根的吸收功能差。
2)叶部结构不完善:缺少角质层或蜡质层,保水性差;缺乏叶表皮毛,保湿、反光性差;气孔开度过大,关闭能力差;叶片中栅栏组织发育不完善,光合能力低。
C、克服这些因素的方法:
培育壮苗:培养基中加入适宜的生长延缓剂(多效唑、矮壮素、B9等)。
炼苗:
1)日光锻炼:遮阳网,逐渐恢复、提高叶片的光合作用的能力,使小苗由异养向自养过渡。
2)湿度锻炼:移栽前,开瓶练苗,使小苗逐步适应周围的湿度条件。
3)温度锻炼: 排风煽,遮阳网.
闭瓶炼苗: 要在培养瓶中培育壮苗,7-20天。
开瓶炼苗: 3-7天,时间过长会引起培养基污染。
D、移栽过程要注意的一些问题
将小苗根系周围的培养基冲洗干净,以避免有害微生物的污染。
筛选适宜的移栽基质:砂、蛭石、腐叶土和土壤配置使用也可以单独使用。
以保持良好的排水性与通气性。
选择使用营养钵、苗床或塑料薄膜以及遮阳网,以调控光、温、湿度等。
当移栽后的小苗能开始生长,说明已经能够在正常的环境下生长。
三、植物快繁过程中的关键问题
一、污染:
原因:培养基及器具灭菌不彻底,操作的人为带入,环境不清洁。
控制:
二、遗传稳定性:
1、基因型:变异频率不同;
2、继代次数:随着继代次数增加,变异系数增加。
3、器官发生方式:以茎段、不定芽的方式繁殖不宜变异,而通过愈伤组织、生殖器官的培养易发生变异。
控制:减少培养基中容易诱导变异的物质、定期清除不正常的组培苗。
三、玻璃化:
玻璃化苗:是由于试管苗发生生理失调,而形成的发育不正常的组培苗。
常常表现为叶片皱缩、易碎、嫩叶呈水浸透明状。
移栽后常死亡。
原因:培养基中琼脂与蔗糖的浓度低、细胞分裂素与生长素比例失调、培养基中含氮量高、培养温度高、光照不足
防止措施:
1、加入琼脂提高培养基硬度、
2、提高蔗糖含量,降低培养基的渗透压、
3、减少含氮成分、降低温度或变温处理、提高光照、
4、添加抗玻璃化的化学物质:活性炭、聚乙烯醇、多效唑、青霉素等。
四、褐化
是指培养材料向培养基中释放褐色物质,使培养基和培养材料逐渐变褐而死亡的现象。
本质:酚类物质在多酚氧化酶的作用下,氧化形成褐色的醌类物质,导致植株中蛋白质变性、酶失活。
影响因素:
1、植物的品种与种类、
2、外植体的生长发育时期、外植体的切口、
3、培养温度、培养时间、
4、培养基中成分:无机盐高、细胞分裂素高。
褐化的防止措施:
1、外植体的选择、
2、培养基中激素的调整、
3、培养基中添加抗氧化剂等。
抗坏血酸、柠檬酸、活性炭等、
4、培养温度降低、光照减少、
5、缩短继代培养时间。
五、黄化
是指试管苗整株失绿、叶片全部或部分发生黄化现象。
原因:
1、培养基成分:含铁量少、或矿质营养不平衡、激素配比失衡、糖分不足。
2、培养条件:通气差、光温及酸碱度不适、抗生素的使用。
控制:调节培养基成分,调节温度。