植物组织与器官培养优秀课件

植物组织培养的理论基础
细胞工程
1. 细胞全能性的定义
细胞全能性是指植物体的每一个细胞都携带有一套完 整的基因组，并具有发育成为完整植株的潜在能力。
2. 细胞全能性的相对性
受精卵>生殖细胞>体细胞
不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间因遗 传性的差异，细胞全能性的表达程度大不相同。
植物组培发展简史
2. 有机化合物
细胞工程
（1）碳水化合物最常用的碳源是蔗糖，葡萄糖和果糖
也是较好的碳源，麦芽糖、半乳糖、甘露糖也有所应
用。使用浓度在1%—5%，常用3%
在大规模生产时，可用食用的白糖代替。
糖类作用：在组织培养中用作离体组织生长的碳源，
维持培养基一定的渗透压。
培养效果有差异：葡萄糖＞果糖=蔗糖＞麦芽糖
细胞工程
植物组织与器官培养优秀课件
细胞工程
第三章 植物组织和器官培养
一、 植物组织培养 二、 植物胚胎培养 三、 毛状根培养
第一节 植物组织培养
细胞工程
植物组织培养指对植物组织（分生组织、表皮组织、 薄壁组织）及愈伤组织进行离体培养并诱导长成完整 植株的技术。
植物组织培养再生的植物称之为试管植物，植物组织 培养再生植物的理论基础是细胞全能性。
和根
细胞工程
2. 奠基阶段 • 1934年：White进行番茄根培养建立了第一个活跃生长的无性
繁殖系 • 1937年：White建立了第一个由已知化合物组成的综合培养基 • 1943年：White出版了《植物组织培养手册》 • 1948年：Skoog和崔徵（zhēng）发现腺嘌呤或腺苷可以解除
IAA对芽形成的抑制
细胞工程
• 植物组织培养技术的整个历史可以追溯到19世纪末和20世纪 初。它的发展过程大致可以分为三个阶段：
1. 探索阶段 • 1839年：Schleidon和Schwann提出细胞学说 • 1902年：Haberlandt提出植物细胞全能学说 • 1904年：Hanning进行胚离体培养获得成功 • 1922年：Kotte和Robbins进行根尖和茎尖培养形成了缺绿的叶
细胞工程
• 1952年：Morel和Miller通过茎尖培养获得脱毒大丽花植株 • 1953年：Muir使单细胞培养获得成功 • 1956年：Miller等人发现了细胞分裂素-激动素 • 1957年：Skoog和Miller提出植物生长调节剂控制器官形成的
概念。 • 1958年：Steward等将胡萝卜根韧皮部的一些细胞进行培养，
（2）维生素(vitamin)
细胞工程
在细胞里主要是以各种辅酶的形式参与多种代谢活动对离体
组织的生长具有明显的促进作用，主要为B族维生素 。
细胞工程
植物组织的培养基及其配制
一 培养基的成分 二 配制培养基母液 三 配制培养基并灭菌 四 常用培养基的种类及其特点
一、培养基成分
大量元素
1. 无机营养： 微量元素
铁盐
氨基酸
有机附加物 维生素
2. 有机营养成分：
肌醇
糖类
生长素 3. 植物生长调节物质： 细胞分裂素
赤霉素等
源自文库
细胞工程
细胞工程
4. 琼脂 5. 活性炭 6. pH 7. 水
细胞工程
细胞工程
②体细胞胚发生途径 离体培养条件下没有经过受精过 程，但经过了胚胎发育过程中所形成胚的类似物，统 称为体细胞胚或胚状体。
细胞工程
体细胞胚的发生途径 1.从器官外植体直接发生 2.悬浮培养细胞发生（成簇成团的体积小而细胞质致
密的细胞，这类细胞具有成胚能力，因而，把这类 细胞团又称为胚性细胞团） 3.经胚性愈伤组织发生 4.单细胞发生途径 5.原生质体发生途径
• 外植体：从植物体上取下来用以培养的部分组织或 器官。
细胞工程
小麦胚的愈伤组织
细胞工程
• 由外植体或单个细胞经愈伤组织再生植株需要以下四个步骤 1 启动期-主要是诱导外植体细胞脱分化和分裂 2 愈伤组织诱导 3 拟分生组织的形成 4 器官原基和器官的形成
Three ways of organogenesis
8. 天然物质：
酵母提取物（YE） 麦芽提取物（ME）
1. 无机营养元素
细胞工程
（1）大量元素：指浓度大于0.5mmol／L的元素C、H、 O、N、P、K、Mg、S和Ca，大量元素占植物体干重的 百分之几十至万分之几的分量。 N分硝态氮（NO3-）和铵态氮（NH4+），不同离体组 织所需的含量不一致，单独使用易导致培养基酸碱性 漂移，两者要保持适当比例。
①器官发生途径；②体细胞胚发生途径
细胞工程
细胞工程
①器官发生途径：离体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。在自 然界中，许多植物的无性繁殖（如插条，嫁接等）都属 于器官发生途径。
细胞工程
• 愈伤组织：脱分化后的细胞经过细胞分裂产生无特 定组织结构、无明显极性的松散的细胞团。愈伤组 织诱导过程实质是分化细胞进行脱分化的过程。
细胞工程
（2）微量元素：指小于0.5mmol／L的元素。 铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、锰（Mn）、钼（Mo）、 硼（B）、碘（I）、钴（Co）、氯（Cl）、钠（Na）等
Fe：易形成絮状沉淀，常以Fe·EDTA 的形式提供。 FeSO4·7H2O＋Na2·EDTA 两类元素虽然在培养基中含量差距很大， 但都是不可少的营养成份。含量不足就造成缺素症。
细胞分化而最终发育成完整的新植株，证实了Haberlandt的细 胞全能性。
细胞工程
3. 迅速发展阶段 • 1960年：Cocking等人用真菌纤维素酶分离植物原生质体获得
成功。 • 1960年：Morel利用茎尖培养获得脱毒兰花,形成了”兰花产业
” • 1962年：Murashibe和Skoog发表了MS培养基 • 1964年：Guha等在叶曼陀罗上由花粉诱导得到单倍体植株。 • 1971年：Takebe等在烟草上首次由原生质体获得了再生植株。
细胞工程
• 1972年：Carlson等在烟草上获得了第一个体细胞种间杂种。 • 1974年：Kao等人建立原生质体的高钙高pH的PEG融合法。 • 1978年：Melchers获得了第一个属间杂种植株-马铃薯番茄。 • 1983年：Zambryski等采用农杆菌介导获得首例转基因植物。
植物组织培养再生植株的两大途径：