植物组织培养与细胞

2.分类
▪ 根据外植体种类的不同，组织培养可分为：器官培养、 组织培养、胚胎培养、细胞培养以及原生质体培养等。
▪ 根据培养方法的不同，组织培养可分为：微室培养、平 板培养、悬浮培养、液体培养、固体培养等。
▪ 根据培养的功能性的不同，组织培养可分为：再生体系、 离体受精、突变体选择、体细胞杂交等。
3.3.2 重要概念
在无菌坏境中将材料放入70％酒精中浸泡30－60秒。 再将材料移入漂白粉的饱和液或0.01％升汞水中消毒
10分钟。 取出后用无菌水冲洗三、四次。
（3）制备外植体
将已消毒的材料，用无菌刀、剪、镊等，在无菌的环 境下，剥去芽的鳞片、嫩枝的外皮和种皮胚乳等，叶 片则不需剥皮。然后切成0.2－0.5厘米厚的小片，这 就是外植体。在操作中严禁用手触动材料。
外植体在培养中直接振荡
外植体
在培养液中振荡
在生长素-营养物 琼脂培养基上生 长的愈伤组织
细胞和集合体 悬浮培养
球形
子叶期
百度文库
鱼雷期
形成胚状体 心形期
植物组织培养的一般过程的完整周期图解
（1）培养材料的采集
组织培养所用的材料非常广泛，可采取根、茎、叶、 花、芽和种子的子叶，有时也利用花粉粒和花药，其 中根尖不易灭菌，一般很少采用。
第3章 植物组织培养与细胞培养
东北大学生物技术研究所
3.3 植物组织与器官培养
3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5 3.3.6 3.3.7 3.3.8 3.3.9
植物组织培养的定义与分类 重要概念 细胞分化和形态建成 植物组织培养的基本步骤 植物组织器官培养 植物组织培养的应用 人工种子 植物组织与器官的生物反应器培养 植物组织与器官培养存在的问题
（1）器官发生方式：其中芽和根在愈伤组织的不同部位分别独立形成， 具有单极性结构。
（2）胚胎发生方式：在愈伤组织表面或内部形成很多胚状体，它们类 似于合子胚，具有双极性结构。
魔 芋 胚 状 体
•通过胚状体途径产生再生植株有3个显著优点：
（1）在一个培养物上所能产生的胚状体数目往往比不定 芽数目多；
有明显的根端和芽端），功能与胚相同的结构。
3.3.3 植物细胞分化和形态建成
一般植物通过细胞或组织培养达到再生目的要经过两个 步骤： (1) 培养的植物细胞或组织的脱分化，形成愈伤组织； (2) 有新形成的愈伤组织形成一些分生细胞团，随后又 由其分化成不同的器官原基（如根原基、叶原基等）。
• 脱分化后的细胞进行再分化的过程有两种不同的方式：
对于木本花卉来说，阔叶树可在一、二年生的枝条上 采集，针叶树种多采种子内的子叶或胚轴。草本植物 多采集茎尖。
在快速繁殖中，最常用的培养材料是茎尖，通常切块 在0.5厘米左右，如果为培养无病毒苗而采用的培养 材料通常仅取茎尖的分生组织部分，其长度在0.1毫 米以下。
（2）培养材料的消毒
先将材料用流水冲洗干净，最后一遍用蒸馏水冲洗， 再用无菌纱布或吸水纸将材料上的水分吸干，并用消 毒刀片切成小块。
全能细胞（totipotent cell) 愈伤组织 (callus) 外植体 (explantation) 继代培养 (secondary culture) 胚胎培养 (embryo culture) 脱分化（dedifferentiation ） 再分化（redifferentiation) 茎尖培养 无性繁殖系 (clone) 器官发生（organogenesis) 胚状体（embryoid)
3.3.1 植物组织培养的定义与分类
1.定义
植物组织培养(plant tissue culture)是指在无 菌条件下，将离体的植物器官（如根尖、茎尖、叶、 花、未成熟的果实、种子等）、组织（如花药组织、 胚乳、皮层等）、胚胎（如成熟和未成熟的胚）、原 生质体等培养在人工配制的培养基上，给予适当的培 养条件，诱发产生愈伤组织、潜伏芽，或者长成新的 完整植株的一种实验技术。其理论基础是细胞的全能 性。
（2）胚状体形成的速度快；
（3）胚状体结构完整，一旦形成，一般都可以直接萌发 形成小植株，因此成苗率高。
3.3.4 植物组织培养的基本步骤
以胡萝卜为例，介绍植物组织培养的一般过程（图解）：
（1）培养材料的采集 （2）培养材料的消毒 （3）制备外植体 （4) 接种和培养 （5）组培苗的练苗和移栽
花药培养 单倍体细胞和胚 状体
通常用1—10mm大小的外植体来加速植物的无性系繁殖。
• 无性繁殖系(clone)：由同一个外植体反复进行继代培养后所
得一系列的无性繁殖后代。
• 器官发生（organogenesis)：在组织培养中或悬浮培养中，
由培养物到显示有自然的器官形成，如形成芽或根的现象。
• 胚状体（embryoid)：在离体培养过程中产生一种形似胚（具
料，可以是器官、组织和原生质体等。
• 继代培养(secondary culture)：更换新鲜培养基来繁殖同
种类型的材料（愈伤组织.芽等）。
• 胚胎培养(embryo culture):包括原胚和成熟胚培养、胚乳
培养、胚珠和子房(未授粉或已授粉的)培养，可用于研究胚胎发生 以及影响胚生长的因素；用试管受精或幼胚培养可获得种间或属间 远缘杂种，因此它也是研究生殖生理的有用方法；胚乳培养是研究 胚乳的功能、胚乳与胚的关系，以及获得三倍体植株的一个手段。
• 脱分化（dedifferentiation ）:已分化好的细胞在人工诱
导条件下，恢复分生能力，回复到分化组织状态的过程。
• 再分化（redifferentiation):脱分化后具有分生能力的细
胞再经过与原来相同的分化过程，重新形成各类组织和器官的过程。
• 茎尖培养:较小的仅带几个叶原基或少量幼叶的茎端部分的培养。
• 全能细胞（totipotent cell)：能够表达生物体基因组的任
何一种基因，并能分化出该生物体内任何一种类型的细胞，进而发 育为一个完全相同生物体。
• 愈伤组织(callus)：在离体培养过程中由外植体组织增生的细
胞产生的具有分生能力的一团不规则的疏散排列的薄壁细胞。
• 外植体(explant)：从植物体上分离下来的用于离体培养的材