植物组织培养技术
植物的组织培养方法
植物的组织培养方法植物组织培养是一种无性繁殖技术，通过培养植物的各种器官组织，包括种子、茎、叶和根的细胞和组织，使其在适当的条件下进行生长和分化，从而产生新的植株。
这项技术已被广泛应用于农业、园艺、林业和植物学研究中。
以下是植物组织培养的一般步骤和方法：1. 材料准备：首先，选择适合的植物作为材料，常用的包括水果、蔬菜和花卉植物。
收集新鲜的种子、茎、叶或根，并进行消毒处理，以防止细菌、真菌和其他病原体的污染。
2. 植物组织的分离：将植物材料切成小块或将细胞分离开来。
对于植物的种子，可以直接将种子表面进行消毒处理后，在培养基上进行培养；对于茎、叶和根等组织，则需要进行切割处理。
3. 培养基的准备：制备适当的培养基是进行植物组织培养的重要步骤。
培养基通常由无机盐和有机添加剂组成，以提供植物生长所需的营养物质。
根据组织的不同类型，可以使用不同种类和浓度的培养基。
4. 培养基的调整：将分离的组织放入培养基上，可以将培养基涂覆在组织表面上，或者将组织植入培养基中。
然后，在无细菌的条件下，将组织培养在适当的温度、湿度和光照条件下。
5. 激素的添加：植物生长激素是控制植物生长和分化的关键因素。
在组织培养中，可以根据实验的需要添加适量的激素来促进细胞分裂和分化。
常用的激素有生长素、细胞分裂素和愈伤组织生成素等。
6. 愈伤组织的诱导：愈伤组织是植物组织培养中产生的一种可分化细胞。
通过搅拌、震荡或辐射等途径，诱导组织分化成愈伤组织，然后将其继续培养。
7. 植株的再生：通过培养基中激素的平衡调节，可以使愈伤组织再生为整个植株。
在培养基中，植株的幼苗养分丰富，需要的培养基成分和激素浓度可能与之前的不同。
8. 培养环境的控制：为了使植物组织正常生长和分化，需要控制培养环境的参数。
例如，可以调节培养基的pH值、光照强度、温度和湿度等因素。
9. 组织转化：经过培养，植物组织中可以引入外源基因，使其具有某种特定的性状，这被称为转基因。
植物组织培养技术
2种激素5种浓度的实验组合 6-BA mg/L） 0 NAA 0 (mg/L) 0.5 2.5 5 10 0.5 1 6 11 16 21 2.5 2 7 12 17 22 3 8 13 18 23 5 4 9 14 19 24 10 5 10 15 20 25
• 完全试验方案试验因子越多，处理数越多，试验越复杂，消耗的 精力、物力越多。为了减少试验处理，但又能准确全面地获得试 验信息，通常采用正交试验。例如，采用正交设计，在使用此表 时就可以安排4个因子，3种水平的试验，一共做9种不同搭配的试 验，其结果相当于做了27次种种搭配的试验。正交试验虽然是多 因素搭配在一起的试验，但是在试验结果的分析中，每一种因素 所起的作用却又能够明白无误地表现出来。因此，一次系统的试 验结果，就可以把问题分析得清清楚楚，用有限的时间取得成倍 的收获。在组织培养研究中，可用于同时探求培养基中适宜的几 种成分的用量，如细胞分裂素、生长素、糖和其他成分的用量。
四、广谱实验法
• 在广谱实验法中，把培养基中所有组分分为4大类：无 机盐、有机营养物质(蔗糖、氨基酸和肌醇等)、生长素、 细胞分裂素。对每一类物质选定低(L)、中(M)、和高 (H)3个浓度。4类物质各3种浓度的自由组合即构成了 一项包括81个处理的实验。在这81个处理中最好的一 个可用4个字母表示。例如，一个包含中等浓度无机盐， 低等浓度生长素、中等浓度细胞分裂素和高等浓度有 机营养物质的处理即可表示为MLMH。达到这个阶段， 再试用不同类型的生长素和细胞分裂素即可找到培养 基的最佳配方。这是因为不同类型的生K素和细胞分裂 素对不同植物的活性有所不同。
• 不同的植物对培养基最适pH值的要求也是不同的(表 2—1)，大多在5、6．5左右，一般培养基皆要求5.8， 这基本能适应大多植物培养的需要。 • pH值适度因材料而异，也因培养基的组成而不同。以 硝态氮作氮源和以铵态氮作氮源就不一样，后者较高 一些。一般来说当pH值高于6．5时，培养基全变硬； 低于5时，琼脂不能很好地凝固。因为高温灭菌会降低 pH值(约0.2—0.3个pH值)因此在配制时常提高pH值 0．2—0．3单位。pH值大小调整可用0．1M的NaOH和 0．IM的HCI来调整。lml的NaOH可使pH值升高0．2单 位，lml的HCl可使pH值降低0．2单位。调节时一定要 充分搅拌均匀。
组织培养技术
第五章组织培养技术第一节植物组织培养所谓植物组织培养广义又叫离体培养，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。
狭义上是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，也包括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株。
一、概述（一）概念1. 植物组织培养：是指通过无菌操作，把植物的外植体接种于人工配置的培养基上，在人工控制的条件下进行培养，使其成为完整植株的方法。
2. 外植体：是指用于植物组织培养的接种材料，它包括植物体的各个器官、组织、细胞和原生质体等。
3. 愈伤组织（Callus ）:原指植物在受伤之后于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长出来的一团无序生长的薄壁细胞。
（二）组织培养类型1. 根据接种的外植体不同分：胚胎培养；器官培养；3组织培养；细胞培养；原生质体培养；2. 根据培养基态相不同分：固体培养；液体培养；3. 根据培养过程不同分：初代培养；继代培养；（三）植物组织培养历史植物组织培养是20 世纪初开始，以植物生理学为基础发展起来的。
有以下过程：思想准备阶段；理论奠基阶段；技术建立阶段；形态发生阶段；应用研究阶段；1902 年德国植物学家Haberlandt 提出了细胞全能性概念。
1939 年White 报道了烟草组培成功。
并提出植物细胞全能性学说。
同年，Gautheret 与Nobecourt 培养胡萝卜成功。
三人被誉为植物组培奠基人。
罗士韦是我国植物组织和细胞培养研究的开拓者和奠基人之一（四）植物组织培养的应用1•植物的快速繁殖：⑴园艺、花卉植物的大规模快速繁殖；⑵抢救濒危珍稀植物⑶进行某些植物的种质资源保存2•培育无病毒的植物，如脱病毒草莓等；3•制造人工种子。
4 突变体的筛选培育5 药用植物的工厂化生产6 花药培养和花粉单倍体育种7 基因工程的应用等二、实验室设计和设备（一）实验室设计一般具有：1. 准备室器皿洗涤，培养基配制、分装、高压灭菌，植物材料的预处理，重蒸馏水的制备以及进行生理、生化因素的分析等各种操作都要在此室中进行2. 缓冲室进入无菌室前需在缓冲室里换上经过灭菌的卫生服、拖鞋，戴上口罩。
植物组织培养的方法
植物组织培养的方法植物组织培养（Plant tissue culture）是指利用无菌条件下培养植物细胞或组织，以实现繁殖、繁育新品种、生物合成化合物、环境污染处理等目的的技术。
其不仅可以大幅度提高植物材料的品质和数量，还可以在无限制地产生同一种植物。
方法一：赤潮法（Embryogenesis）这一方法是利用赤潮细胞发生器官（如胚性板）的细胞分化，诱导植物组织的胚胎发生，进而实现植物再生。
该方法适用于很多种植物，如玉米、大麦、水稻等。
步骤为：1. 准备培养基：含有赤潮素、氨基酸、维生素、植物激素和适当的糖类和盐类的基础培养基。
2. 处理材料：将植物的姿态板或种子材料在高温（35-40C）下进行消毒，使其无菌。
3. 材料分离：将消毒材料放入无菌条件下进行材料分离。
4. 培养细胞：将细胞或组织放入含有培养基的无菌培养皿中，保持恒定的温度、湿度和光照条件，促进发生素感应化。
5. 发生胚胎体：促进胚胎形成，通过培养发生胚胎胶囊或胚胎体。
6. 块茎冷藏：利用低温存储胚胎体或胚胎胶囊。
方法二：组织培养（Organogenesis）组织培养方法是通过培养植物的基本组织如叶片、茎尖、芽分根进而再生整个植株。
步骤为：1. 材料处理：对种子或植株进行表层消毒处理。
2. 制备组织片：将消毒好的植株切成组织片段，如茎尖、叶片等。
3. 培养基准备：准备无菌的培养基，其中含有植物的必需胰凡陈列如糖类、氨基酸、维生素、生长因子和植物激素等。
4. 组织分化：将组织片段放入含有培养基的培养皿中，使其分化成根、茎、叶等。
5. 干涸与移栽：将培养的加上适量水后，移栽到含有生长素适量的培养基中，促进植物以正常生长的形式营养。
方法三：悬浮细胞培养（Suspension Culture）在此方法中，使用悬浮培养细胞进行植物细胞或组织的生物合成和生物转化。
步骤为：1. 培养基准备：通常使用植物基础培养基加入氨基酸、维生素和植物激素等。
2. 细胞处理：将细胞分散在含有培养基的匀浆器中，使其悬浮在培养基中。
《植物组织培养技术》课件
04 植物组织培养技术的应用实例
快速繁殖技术
快速繁殖技术是指利用植物组 织培养技术，快速、大量繁殖
植物种苗的一种方法。
该技术广泛应用于花卉、果树 、林木等植物的快速繁殖，能 够大大缩短繁殖周期，提高繁
殖系数。
快速繁殖技术还可以通过控制 培养条件，实现植物的定向繁 殖，如矮化、无病毒等。
快速繁殖技术具有高效、环保 、可重复利用等优点，是现代 农业和林业生产的重要手段之 一。
濒危植物保护与复壮是保护生 物多样性和维护生态平衡的重 要手段之一，具有深远的社会 意义和生态意义。
05 植物组织培养技术的挑战与前景
技术瓶颈与解决方案
技术瓶颈
目前植物组织培养技术面临的主要瓶颈包括培养基的优化、外植体的选择与处 理、污染控制以及基因转化效率等。
解决方案
针对这些问题，研究者们正在探索新型的培养基成分、优化外植体的选择标准 、开发新型的消毒方法以及改进基因转化技术，以期提高植物组织培养的效率 和成功率。
指任何一个植物细胞都包含该物种的 全套遗传信息，具有发育成完整个体 的潜在能力。
植物细胞全能性证明
植物细胞全能性的应用
植物组织培养技术利用植物细胞的全 能性，通过离体培养获得完整的植株 ，广泛应用于植物繁殖、品种改良、 基因工程等领域。
许多植物细胞如胡萝卜、烟草、草莓 等在适宜条件下能够发育成完整的植 株，证明了植物细胞的全能性。
技术发展趋势与展望
发展趋势
随着生物技术的不断发展，植物组织培 养技术也在不断进步和完善。未来，该 技术将更加注重与基因编辑、合成生物 学等新兴技术的结合，以实现更为精准 和高效的植物育种和种质资源保护。
VS
展望
未来，植物组织培养技术有望在农业、园 艺、林业等领域发挥更大的作用，为解决 全球粮食安全、生态恢复等问题提供有力 支持。
植物组织培养技术
植物组织培养技术第一章绪论第二章植物组织培养实验室组成、仪器设备及无菌操作技术第三章植物组织培养基本原理第四章器官培养技术第五章植物胚胎培养第六章花粉及花药培养第七章细胞及原生质体培养第八章组培培养技术在中药学上的应用第一章绪论一、植物组织培养的概念1. 概念植物组织培养（Plant tissue culture）广义上是指无菌条件下，在特定的培养基上对离体的植物器官、组织、细胞和原生质体甚至包括完整植株进行培养的技术。
2.主要特征（1）在培养容器中进行；（2）无菌培养环境，排除了微生物如真菌、细菌以及害虫等的侵入；（3）各种环境因子如营养因子、激素因子以及光照、温度等物理因子处于人工控制之下，并可达到最适条件。
（4）通常打破了正常的植物发育过程和格局；（5）随着单细胞和原生质体培养技术的发展，对植物显微结构进行操作成为可能。
二、植物组织培养类型：根据不同分类的依据可以分为不同类型。
1、根据培养材料不同分为：（1）完整植株培养（Plant Culture）：对幼苗和较大植株等的培养。
（2）胚胎培养（Embryo Culture）：包括成熟胚、幼胚、子房、胚珠等的培养。
（3）器官培养（Organ Culture）：包括离体根、茎、叶、果实、种子、花器官的培养。
（4）组织培养（Tissue Culture）：如分生组织、薄壁组织、输导组织培养。
（5）细胞培养（Cell Culture）：指对单细胞或较小的细胞团进行培养。
（6）原生质体培养（Protoplast Culture）：指对去掉细胞壁后所获得的原生质体进行培养。
2、根据再生途径分为：（1）器官发生途径（Organogenesis）：直接器官发生途径：植物器官可以直接由外植体上诱导。
如茎尖培养。
间接器官发生途径：成熟细胞经过脱分化（dedifferentiation）及再分化（redifferentiation）过程而形成新的组织和器官的过程。
植物组织培养技术及其在生产中的应用
植物组织培养技术及其在生产中的应用植物组织培养技术是指利用植物体内的一些生物学特性，在不同培养基作用下，实现植物组织的再生、分化、增殖等过程，从而获得与母体相同或不同的植株或植株部分。
植物组织培养技术是植物学研究中一个比较重要的分支，具有多种应用价值，可广泛应用于植物生产、环境修复、药用植物等领域。
本文将介绍植物组织培养技术及其在生产中的应用。
一、植物组织培养技术的分类按照植物组织来源的不同，植物组织培养技术可以分为离体培养和原位培养两大类。
离体培养是指将植物体内某些片段或细胞分离出来，放入含适量营养物质的培养基中，通过不同的激素和营养盐的应用，诱导这些细胞分化、增殖等，最终得到与母体细胞相同或不同的植株或植株部分。
原位培养是指将特定植物组织放置在特定培养基上，并间歇进行刺激，促进细胞的再生和修复。
二、植物组织培养技术在生产中的应用1.植物繁殖和育种植物组织培养技术可以用于植物繁殖和育种。
在离体培养过程中，组织培养技术可以通过不同的组合培养基和适当的生长调节剂来诱导植物组织快速分化，从而实现大规模繁殖。
同时，植物组织培养技术也可以用于育种过程中的胚性诱导和突变筛选。
2.植物次生代谢产物的生产很多药用植物的生产过程依赖于某些特定的生物活性成分。
通过植物组织培养技术，可以控制植物能量代谢和次生代谢产物的合成，实现高产、高品质药材的生产。
3.植物病毒检测植物病毒对植物生长和繁殖产生极大影响，会直接导致植物的死亡或减产。
利用植物组织培养技术，可以大量培育无病毒植株，用于保障植物生产的健康和稳定。
4.水生植物生产水生植物在水体中生长和繁殖，为水产养殖产业提供各种服务。
通过组织培养技术，可以将水生植物离体培养后再长到水体中，从而实现大规模水产强化生草。
5.环境修复植物生长对环境具有改善作用。
通过植物组织培养技术，可以获得不同类型的植物体细胞和组织，从而用于植物生态修复，修复各种污染的环境。
三、植物组织培养技术的创新目前，植物组织培养技术的应用已经非常广泛，但一些新兴领域和技术仍需要不断发展。
植物组织培养技术
植物组织培养技术1. 概念概念2. 发展与成果例证发展与成果例证3. 培养基的组成和配制培养基的组成和配制 4. 培养条件培养条件5. 培养材料及处理方法培养材料及处理方法 6. 技术流程技术流程1. 概念概念2. 发展与成果例证发展与成果例证3. 培养基的组成和配制培养基的组成和配制and and Skoog Skoog ）培养基配方为最常用的一种基本培养基，其特点是有利于一般植物组织和细胞的快速生长。
的快速生长。
4. 培养条件培养条件温度：温度： 对大多数植物组织20～28℃即可满足生长所需，其中26～27℃最适合℃最适合光：光： 组织培养通常在散射光线下进行。
光的影响可导致不同的结果。
有些植物组织在暗处生长较好，而另一些植物组织在光亮处生长较好，而另一些植物组织在光亮处生长较好，但由愈伤组织分化成器官时，但由愈伤组织分化成器官时，但由愈伤组织分化成器官时，则每日必须则每日必须要有一定时间的光照才能形成芽和根。
有些次生物质的形成，光是决定的因素。
要有一定时间的光照才能形成芽和根。
有些次生物质的形成，光是决定的因素。
渗透压：渗透压： 渗透压对植物组织的生长和分化很有关系。
在培养基中添加食盐、蔗糖、甘露醇和乙二醇等物质可以调整渗透压。
通常1～2个大气压可促进植物组织生长，2个大气压以上时，出现生长障碍，6个大气压时植物组织即无法生存。
个大气压时植物组织即无法生存。
酸碱度：酸碱度： 一般植物组织生长的最适宜pH 为5～6．5。
在培养过程中pH 可发生变化，加进磷酸氢盐或二氢盐，可起稳定作用。
磷酸氢盐或二氢盐，可起稳定作用。
通气：通气： 悬浮培养中植物组织的旺盛生长必须有良好的通气条件。
小量悬浮培养时经常转动或振荡，可起通气和搅拌作用。
大量培养中可采用专门的通气和搅拌装置。
或振荡，可起通气和搅拌作用。
大量培养中可采用专门的通气和搅拌装置。
5. 培养材料及处理方法培养材料及处理方法 从低等的藻类到苔藓、蕨类、种子植物等高等植物的各类、种子植物等高等植物的各类、各部分都可采用作为组织培养各部分都可采用作为组织培养的材料。
植物组织培养技术
初代培养（ culture） 初代培养（primary culture）：指在组织 培养过程中，最初建立的外植体无菌培 养阶段。由于首批外植体来源复杂，携 带较多细菌，要对培养条件进行适应， 因此，初代培养一般比较困难。 继代培养（ subculture） 继代培养 （ subculture ） ： 在组织培养过 程中，当外植体被接种一段时间后，将 已经形成愈伤组织或已经分化根、茎、 叶、花等的培养物重新切割，转接到其 它培养基上以进一步扩大培养的过程称 为继代培养。
另一为药物和生物制品的工业生产，探索 天然药物生产工业化的途径是当前药物生产 的一个新方向，有可能用组织培养法来代替 全植物提取有效成分。组织培养应用在药学 方面的工作虽然历史不长，但发展很迅速， 它具有如下一些优点： 1．利用组织培养代替原植物的栽培以获得 所需的有效成分，达到产量高，成本低的目 的，还可节约土地。 2．除了应用于产生次生物质外，还可应用 于生物转化。例如烟草组织培养中蒂巴因去 甲基后可能生成吗啡。
目前中国已成功地将麦角菌、灵芝、猴 头菇等真菌进行工业化生产，高等植物组织 培养在工业化中的应用也正在研究。 总之，植物组织培养这一新技术在中草药 方面应用的前途是无限广阔的，它不仅有利 于探讨和阐明药用植物生理、遗传和成分生 物合成等一系列理论问题，而且一旦工业化 生产问题得到解决，将可以为防病治病做出 很大的贡献。
2 培养基的种类 MS培养基、B5培养基、White培养基、N6培养基等等。 3 培养基的配制 （1）混和培养基中的各成分 （2）融化琼脂 （3）调整pH为5.8 （4）分装 （5）灭菌 （6）放置备用
二组织培养操作的一般流程
1 2 3 4 5 6 器皿的洗涤 培养基的配制和灭菌 接种室及用具消毒 材料灭菌：70％酒精、氯化汞 接种 无菌培养
植物组织培养技术
植物组织培养技术植物组织培养技术是一种在无菌条件下培养和再生植物细胞、组织和器官的方法。
该技术被广泛应用于植物生物学研究、种质资源保护和利用、植物育种以及生物工程等领域。
本文将为您介绍植物组织培养技术的原理、步骤以及在不同应用领域的具体应用。
一、植物组织培养技术的原理植物组织培养技术的原理是基于植物的无限生长能力和组织再生能力。
在无菌培养条件下，植物细胞、组织被分离、培养，通过提供适宜的培养基、光照、温度和激素等环境因素，可以促进细胞分裂和再分化，最终形成新的植物器官或整株植株。
二、植物组织培养技术的步骤1. 材料准备：收集植物组织样品，如叶片、茎段、花器官等，并进行表面消毒处理。
2. 培养基配制：根据具体需求配制适宜的培养基，培养基包括基础盐、有机添加物、糖类、维生素和激素等成分。
3. 组织切割和培养：将材料切割成适当大小的小块，接种到含有培养基的培养器皿中，置于恒温、恒湿条件下进行培养。
4. 培养条件管理：根据不同材料的需求，调节光照强度、温度、湿度以及培养基中激素和营养物质的浓度等条件。
5. 组织再分化和生长：培养的初期，细胞和组织会发生再分化现象，形成愈伤组织；随后，再生出新的植株。
6. 生根和移栽：对于培养的植株，进行生根处理，并移栽到土壤中进行进一步生长。
三、植物组织培养技术的应用领域1. 种质资源保护与利用：植物组织培养技术可以使濒危植物得到有效保护和大量繁殖，并为种质资源的利用提供便利。
2. 植物育种：通过植物组织培养技术，可以繁殖无性系、获得遗传变异体、加速杂交育种过程等，从而提高育种效率和品种纯度。
3. 生物工程：植物组织培养可以用于基因转导、基因工程以及体外合成药物等生物工程领域。
4. 药用植物生物学研究：利用植物组织培养技术，可以大量繁殖药用植物，并提取有效成分，用于药物研发和生产。
5. 植物组织培养的教学与科普：植物组织培养技术作为现代生物学的重要实验内容，被广泛应用于高等教育和科普教育。
植物的组织培养技术
果树脱病毒技术的实践与应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
植物组织培养技术可用于果树的脱病毒处理，提高果树的 抗病各种病毒病，导致产 量下降、品质变劣等问题。植物组织培养技术可以用于果 树的脱病毒处理，通过将感染病毒的果树组织进行离体培 养，再从中选择和繁殖出无病毒的植株。这种方法可以提 高果树的抗病性和产量，改善果实品质，对于果树的健康 生产和经济效益具有重要意义。
03 植物组织培养的操作流程
外植体的选择与处理
外植体的选择
选择健康、无病虫害的植物组织 作为外植体，如根、茎、叶、花 、胚等。
外植体的处理
清洗、切割、消毒等步骤，确保 外植体无菌，为后续培养提供良 好的基础。
无菌操作技术
无菌操作环境
在无菌操作室内进行，确保空气经过过滤，减少微生物污染 。
无菌操作工具
智能化监控与管理
借助物联网和大数据技术，实 现植物组织培养过程的智能监
控与管理，提高培养效率。
对环境与伦理的考虑
环境影响
植物组织培养技术的发展和应用需要考虑其 对环境的影响，如能源消耗、废弃物处理等 。
伦理问题
在应用植物组织培养技术时，需要关注伦理 问题，如基因改造和克隆技术的道德争议等 。
06 植物组织培养技术案例分析
VS
有机化学品生产
通过植物组织培养技术，可以生产具有工 业用途的有机化学品，如香精油、色素等 。
植物的脱病毒与复壮
脱病毒
通过植物组织培养技术，可以从感染病毒的植株中分离出无病毒的植株，提高植株的健 康水平。
复壮
通过植物组织培养技术，可以繁殖出具有优良性状的植株，恢复或提高植物的种质资源 价值。
高中生物选修一专题：植物组织培养技术
（2）不同的离体组织和细胞对营养、环境等条 件的要求相对特殊，需配置适宜的培养基 MS培养基主要成分包括：
A、大量元素: N、P、 S 、 K、Ca、Mg等
B、微量元素:B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、 Co等
C、有机物、植物激素
（3）植物激素的影响
①常用的植物激素：生长素、细胞分裂素和 赤霉素
生长素类： 2，4－二氯苯氧乙酸（2，4－D）、 吲哚乙酸（IAA）、萘乙酸（NAA）、 吲哚丁酸（IBA）
细胞分裂素类： 激动素（KT）、6－苄基嘌呤 （ 6－BA）、玉米素（ZT）
赤霉素类： 赤霉酸（GA3）
②生长素和细胞分裂素作用
植物中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。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
单核居中期（n）
有分 单核靠边期（n）
1个花粉管细胞核（n） 1个生殖细胞核（n） 有分
2个精子
注意：
• ①二核花粉粒：成熟的花粉粒中，只含花粉管 细胞核和生殖细胞核。（精子在花粉管中形成）
• ②三核花粉粒：有些植物的花粉，在成熟前， 生殖细胞进行一次有丝分裂，形成两个精子， 这样的花粉在成熟时，含有一个营养核和两个 精子。
生长素 ＝ 细胞分裂素： 促进愈伤组织生长
（4）pH、温度、光照
pH控制在5.8左右，温度控制在18－22。C,每日 用日光灯照射12h
3、植物组织培养过程:
植物细胞培养
细胞分裂
离
素>生长素
体 组
脱分化
愈 伤 再分化
芽
织 或 细
细胞生长素
素<生长素
植物组织培养
第八章植物组织培养技术一、基本概念植物组织培养是指在无菌条件下，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(如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)、细胞(如体细胞、生殖细胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生质体(如脱壁后仍具有生活力的原生质体)，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱发产生愈伤组织，或潜伏芽等，或长成完整的植株，统称为植物组织培养。
由于是在试管内培养，而且培养的是脱离植物母体的培养物，因此也称离体培养和试管培养，根据外植体来源和培养对象的不同，又分为植株培养、胚胎培养、器官培养、组织培养、原生质体培养等。
二、培养方式植物组织培养方式大致可分为固体培养和液体培养两类。
固体培养即将植物材料培养在加入一定量凝固剂的固体培养基上，最常用的凝固剂是琼脂，其用量为6-10g/L，以不液化为原则（半固体）。
用量太高，培养基过硬，培养材料感好，生长不好；用量太少，则培养基太软，材料在培养基中不稳定，甚至下沉，从而影响组织的呼吸。
培养基的硬度还可能受到所用琼脂的质量、培养基pH及无机盐浓度的影响。
固体培养基的优点是简便，只要具备培养室（箱）、接种室（箱）以及一般是实验室的玻璃皿就可以开展工作。
其缺点是被培养的材料只有一部分表面能与培养基接触，因此与组织接触处的营养物质很快被吸收掉，而其他区域补充又来得较慢，形成了培养基中营养物质浓度差异，影响组织的生长速率。
液体培养即植物材料被培养在不加凝固剂的液体培养基中。
液体培养基常用摇床或转床来振动培养容器，振动速度一般为50-100次／分。
液体培养基中培养物是被培养基所包围，培养基中的营养物质分布均匀，不会出现浓度差异现象，同时培养物的供氧情况也得到改善，有利于它的代谢、生长。
因此，在液体培养中，培养物的生长速度要比固体培养快得多。
三、培养基及配制（一）培养基的成分培养基是植物组织培养中离体植物材料赖以生存、生长发育的基地。
植物组织培养技术
植物组织培养技术植物组织培养（Plant tissue culture）是指在无菌条件下，将离体的植物器官（根、茎、叶、花等）、组织（如形成层、花药组织、胚乳、皮层等）、细胞（体细胞和生殖细胞），以及原生质体，培养在人工配制的培养基上，给予适当的培养条件，使其长成完整的植株，统称为植物组织培养。
植物组织培养的过程可概括为：外植体脱分化或完整植株胚状体茎尖、胚及子房等器官做外植体可不经脱分化直接形成试管苗。
植物组织培养技术是生物技术的重要组成部分，在生产实践及基因工程、遗传转化等研究中有重要应用前景。
植物脱毒及离体快繁，花药培养与单倍体育种、幼胚培养与试管受精，抗性突变体的筛选与体细胞无性系变异，植物产品的工厂化生产等方面的研究和应用，均必须借助植物组织培养技术的基本程序和方法。
通过本实验，要求同学掌握植物组织培养操作技术；了解外植体脱分化及再生的过程；理解植物细胞全能性。
一、试材与用具1．植物材料：花生、烟草、苹果、大白菜、玉米等。
2．实验室：准备室、接种室、培养室等。
3．仪器设备：高压灭菌锅（器）、光照培养箱、振荡培养箱、天秤、酸度计、超净工作台等。
4．器械及用具：镊子、手术刀、接种针、细菌过滤器、记号笔等。
5．玻动器皿：三角瓶、培养瓶、培养皿、量筒、容量瓶等。
二、方法步骤（一）培养基的制备1．母液的配制在植物组织培养中，不同的植物，不同的器官和组织，不同的研究目的，使用不同的培养基，培养基尽管千差万别，按其性质和含量来分主要由以下几部分组成：①无机营养，包括大量元素和微量元素；②有机物质；③铁盐；④碳水化合物；⑤天然复合物；⑥激素；⑦琼脂（固体培养基）；⑧其他添加物。
在培养基的配制中，对各组分的成分，常先要按其需用量扩大一定倍数，配制成母液（表2－1）。
配制母液时应注意以下两个方面：（1）配制大量元素母液时，为了避免产生沉淀，各种化学物质必须充分溶解后才能混合，同时混合时要注意先后顺序，把钙离子（Ca2+）、锰离子（Mn2+）、钡离子（Ba2+）和硫酸根（SO42-）、磷酸根（PO43-）错开，以免形成硫酸钙、磷酸钙等沉淀，并且各种成分要慢慢混合，边混合边搅拌。
植物组织培养技术及其应用前景
植物组织培养技术及其应用前景植物组织培养技术是现代生物技术领域的一项重要技术，其应用范围非常广泛。
本文将从植物组织培养技术的基本原理、应用前景和可能存在的问题三个方面进行阐述。
一、植物组织培养技术基本原理植物组织培养技术是指在无菌条件下，将植物体的一小部分组织取出并在营养物质丰富的培养基上生长、分化、发育形成一定的组织和器官。
植物组织培养技术的基本原理是组织培养发生在细胞分化、激素和营养成分控制下的一系列生命过程中，通过人工控制培养基的组成和营养物质的提供等手段，可以使组织和器官的形态、生理和生化特性得到调控和重建。
植物组织培养技术包括愈伤组织培养、悬浮细胞培养、愈伤组织快速繁殖和体细胞胚胎发生等不同形式，其中以愈伤组织培养和体细胞胚胎发生最为常见。
二、植物组织培养技术应用前景植物组织培养技术的应用前景非常广泛，主要涵盖以下几个方面：1. 植物育种植物组织培养技术可以用于杂交育种、基因编辑和基因转化等领域，通过人工转化和调控植物基因，可以培育出病虫害抗性、逆境适应性强、产量高、品质好的新品种。
2. 中药材生产中药材是中国重要的特色经济作物之一，但由于采取传统的野生收获方式，中药材的产量和质量受到了很大的限制。
植物组织培养技术可以使中药材得到快速繁殖和高效生产，同时也可以将传统采摘与组织培养相结合，不仅提高了中药材的产量和质量，还保护了植物的增殖及其遗传多样性。
3. 果蔬育种在果蔬育种方面，植物组织培养技术可以用于繁育抗性、保持果菜种质资源、优化果菜品种和提高果菜生产效益等方面，可以大幅度地提高果菜的产量、品质与增值。
4. 生物制剂和生物燃料植物组织培养技术也可以被运用于生物制剂的生产过程中，包括细胞培养和发酵，并且可获得大量的微生物菌种，充分解决了传统菌种分离与选育难度大和工业规模小的问题，同时也可以通过植物组织培养技术获得第二代能源生物木质纤维和生物燃料。
三、植物组织培养技术可能存在的问题植物组织培养技术肯定存在一系列问题，但是与其他技术相比，它的问题比较少，主要包括四个方面：1. 培养基的成分和PH值对培养效果的影响较大。
植物组织培养技术
组织培养技术在无菌的条件下将活器官、组织或细胞置于培养基内，并放在适宜的环境中，进行连续培养而成的细胞、组织或个体。
这种技术已广泛应用于农业和生物、医药的研究。
美国在20世纪中期应用组培技术而获得的芹菜苗已成苗地取代了种子繁殖的传统方法。
我国目前在番茄、辣椒、马铃薯、生菜、人参和果品生产中也已广泛投产应用。
原理植物组织培养的原理是细胞全能性。
也就是说每个植物细胞里都含有一整套遗传物质，只不过在特定条件下不会表达。
组织培养基于此原理就可以将已处于分化终端或正在分化的植物组织脱分化，诱导形成愈伤组织，再在愈伤组织上形成新的丛生芽。
培养条件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了。
改良（一）增加遗传变异性，改良作物单倍体育种：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。
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。
突变体的选择和应用：由于植物的单细胞培养成功，可以用这个方法诱发单细胞进行突变，通过筛选所需要的突变体，然后使细胞分化成植株，再通过有性世代使遗传性稳定下来，这是从细胞水平来改造植物的一种途径。
除细胞外，愈伤组织、花药、原生质体都可诱发突变。
植物组织培养技术及其应用
植物组织培养技术及其应用植物组织培养是在植物细胞具有全能性的理论的基础上发展起来的一项无性繁殖新技术。
植物组织培养技术指从植物体分离出符合需要的细胞、组织、器官或原生质体等，无菌条件下在适当的培养基上（水、矿质元素、蔗糖、维生素、有机添加物和植物激素等），通过人工控制进行培养，以获得再生的完整植株或生产上具有经济价值的其他产品的技术。
■一、植物组织培养的原理、基本过程及应用1.原理：细胞全能性。
2.基本过程：外植体→愈伤组织→胚状体→新植物体。
将已消毒的材料，在无菌的环境下，剥去芽的鳞片、嫩枝的外皮和种皮胚乳等，切成小片制成外植体；外植体中的活细胞经诱导，恢复其潜在的全能性，转变为分生细胞，继而其衍生的细胞分化为薄壁组织而形成愈伤组织；这些细胞继续分裂和分化形成胚状体，最后生长成为一株新植物体。
整个过程要确保无菌条件，并调节温度、营养、激素等因素以满足植物组织培养的需要。
3.应用：植物组织培养技术已广泛应用于快速繁殖某些稀有植物或有较大经济价值的植物；使用组织培养法获得脱毒苗已经在草莓、葡萄、康乃馨等获得成功，产生了明显的经济效应；人们还利用植物组织培养技术进行植物种质资源的保存、挽救濒临灭绝的植物；甚至，通过花药和花粉培养获得单倍体植株、缩短育种年限。
■例1紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。
用植物组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。
下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。
（1）在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”。
这些“种子”是应用组织培养技术，将紫草叶肉细胞经过_________而获得的。
这项技术的理论基础是__________。
（2）从图中可以看出：反应器中紫草细胞的生长呈现____________规律；影响紫草素产量的因素是__________和___________。
（3）在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是__________________和___________________________。
植物组织培养技术
植物组织培养技术植物组织培养是70年代快速发展并趋成熟的现代生物技术，是在含有营养物质及植物生长调节物质的培养基中离体培养植物组织(器官或细胞)的技术。
它的理论依据是植物细胞的全能性，即植物体的每一个细胞都有分化成一个完整植株的潜在能力。
该技术在品种选育、名特优品种的快速繁殖、自然资源的保护、品种质量的提高、濒危植物种质保存等诸方面都表现出巨大的应用前景，取得了明显的经济效益。
组织培养前景广阔植物组织培养技术一诞生就表现了强大的生命力和美好的前景。
它在细胞学、遗传学、农学、生理学、生物化学等学科的基础理论研究中，成了一种常用的生物学技术;在实际应用中也发挥了巨大作用，取得了显著的经济效益和社会效益。
育种：通过组织培养技术，结合诱变育种技术，成功地培育出许多优良品种。
如抗黄化叶病的大麦品种;培育出脱病毒的马铃薯、甘蔗品种，使马铃薯产量增加十多倍;选育出早熟(比母本提早15天)、优质(含糖量9.5%)、高产(单果平均重106克)的京早三号桃(中科院植物所培育)等等，这些例子不胜枚举。
快速繁殖：应用组织培养技术可使某一个优良品种得到快速繁殖，可在一年内从一个芽或一张叶片，培养与繁殖成几十万或上百万株小苗，使得该优良品种很快得以推广。
如浙江省金华婺东葡萄良品场，1990年将日本引进的葡萄品种栽培成功后，我们通过快速繁殖，使每月的增殖系数达到6～9，可使一个芽在一年之内产生100万个芽。
快繁技术在花卉、果树等经济植物的优良品种繁育中，取得了良好的经济效益。
名、特、优、稀植物品种的保存与繁殖：许多名贵植物(如兰花)由于繁殖慢或困难，数量不多;而众多的野生植物(如花卉、药材)由于人们过度的采伐，变成濒危植物。
这些品种的保存与繁殖越来越显得重要与紧迫。
应用组织培养技术，不仅可以在实验室条件下保存种质，还可以进行工业化生产，大量繁殖来满足人类生活的需求。
无土栽培：现代正在快速推广的无土栽培技术，就是建立在组织培养的基础理论之上的，特别是无土栽培中的营养液成分，与组织培养的培养基配制基本相似。
植物组织培养技术
植物基因编辑：利 用组织培养技术， 可以对植物基因进 行编辑，提高植物 的抗病性、抗虫性 等特性。
植物生物反应器： 组织培养技术可以 用于生产生物药物 、生物燃料等，提 高生物产业的发展 水平。
植物修复技术：组 织培养技术可以用 于修复受损的植物 组织，提高植物的 生存能力和生长速 度。
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汇报人：
生物反应器技术：利用生物反应器技术，实现植物组织培养的规模化和自动化
生物信息学技术：利用生物信息学技术，分析植物组织培养过程中的基因表达和调控机制
合成生物学技术：利用合成生物学技术，设计和构建新型植物组织培养体系，提高植物组织 培养的效率和成功率。
应用前景
植物新品种的培育： 通过组织培养技术， 可以快速培育出新 的植物品种，提高 农业生产效率。
缺点
技术要求高：需要熟练掌握植物组织培养技术，操作难度大 成本高：培养基、培养设备、培养室等成本较高 成功率低：植物组织培养成功率较低，需要多次尝试 培养周期长：植物组织培养周期较长，需要耐心等待
05
植物组织培养技术的未 来展望
技术创新方向
基因编辑技术：通过基因编辑技术，提高植物组织培养的效率和成功率
应用：植物组织培养技术广泛应用 于植物育种、生物技术、植物保护 等领域。
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原理：利用植物细胞的全能性，使 其在适宜的条件下，经过脱分化和 再分化，形成完整的植株。
特点：快速繁殖、保持品种特性、 提高生产效率等。
原理
植物组织培养技术是指利用植物细 胞、组织或器官在无菌条件下进行 培养，使其生长、分化和再生的技 术。
植物组织培养技术在药物生 产中的应用
植物组织培养技术在药物质 量控制中的应用
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实质:恢复细胞的全能性过程 结果:形成愈伤组织
（4）植物细胞的再分化：
脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化根 或芽等器官的过程。
细胞的全能性
1、定义： 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、大小：受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞
因为不同种生物之间存在 着生殖隔离，所以用传统 的有性杂交方法是不可能 做到这一点的。
过程：
植物细胞A
原生质体A
植物细胞B
去细胞壁!
原生质体B
原
生
质
正在融合的原生质体
体
的
再生细胞壁
融
合
杂种细胞
愈伤组织
植物组织培养
杂种植株
二、植物体细胞杂交技术：
1、概念
将 不同种的植物体细胞 ，在一定条件下融合 成 杂种细胞 ，并将其培养成 新的植物体 。
胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）也能培养再 生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。
(3)请根据上面的实验过程，概括出植物 组织培养技术的流程简图。
植物材料
脱分化
愈伤组织 再分化
（消毒） 无菌接种、诱导
诱导
试管苗
移栽到大田,培养成正常植株
1、离体的器官、组织或细胞，如果不进行 脱分化处理能否培养成完整的植物体？
(外植体)
植物体
(1)愈伤组织：离体 的植物器官、组织或 细胞，在培养一段时 间以后，通过细胞分 裂，形成一种高度液 泡化、无定形状态薄 壁细胞组成的排列疏 松无规则的组织。
（2）植物细胞的脱分化：
是让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特 有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程。
（3）脱分化的实质和结果分别是什么？
辨析题（多选）下列关于细胞全能性的说法
不正确的是
（ ＤE ）
Ａ．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个 体，因此全能性最高
Ｂ．生物体内，细胞不能表现出全能性，是因为细 胞中的基因选择性表达
Ｃ．菊花花瓣或叶片的任何一个活细胞都具有全能性 Ｄ．哺乳动物成熟的红细胞也有全能性 E ．用菊花的一个叶肉细胞培养出了菊花叶片体现了
2、原理
（1）膜的流动性
（2）细胞的全能性
3、成果和尚未解决的问题：
成果：培育出“番茄马铃薯”杂种植株 未解决问题：尚未让杂种植物按照人们的 需要表现出亲代的优良性状
4、意义
可以克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改变 生物性状
白菜
甘蓝
白菜 甘蓝
同学们设计一下白菜甘蓝培育过程？ 讨论白菜甘蓝细胞内的染色体数目？
不能，因为细胞已经分化，失去了分裂能力。不进 行脱分化处理就不能形成愈伤组织
2、诱导愈伤组织的过程中应避光培养,再分
化时为什么需要光？
再分化时需要光，光能使细胞内形成叶绿素,进而 进行光合作用
3、植物体细胞实现全能性的条件是什么？
植物体细胞实现全能性的条件
离体 一定的营养物质：无机物和小分子有机物
专题二 细胞工程
细方法
细胞生物学和分 子生物学
研究的水平 研究的目的
细胞整体水平 或细胞器水平
按照人们的意愿来改变 细胞内的遗传物质或获 得细胞产品
2、分类:植物细胞工程和动物细胞工程
植物组织培养的基本过程
胚状体
离体的植物器 脱分化 官组织或细胞
愈伤组织
再分化 幼根和幼芽
叶肉细胞的全能性
试管苗大规模培养
(1)在组织培养实验中，为什么要强调所用器 械的灭菌和实验人员的无菌操作？
防止杂菌污染，因为杂菌生长快，会和培 养物争夺营养。杂菌生长过程中会产生有害的物 质，导致培养物迅速死亡。
(2)在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切 取含有形成层部分，原因是这部分容易诱导形 成愈伤组织。请思考一下，胡萝卜的其他部分 （如茎、叶、花），是否也能培养成小植株， 你能用实验的方法进行验证吗？
激素：生长素和细胞分裂素 适宜的温度、pH、无菌等外界条件
植物组织培养的概念：
植物组织培养就是在无菌和人工控制条 件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培 养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养 条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形 成完整的植株。
二、植物体细胞杂交技术：
这幅番茄—马铃薯图利用 传统有性杂交方法能实现 吗？为什么？