植物组织培养14179复习过程
植物组织培养的一般过程
植物组织培养的一般过程
以下是有关植物组织培养的一般过程:
1.植物组织培养的一般过程
(1)在无菌条件下,将植物器官或组织(如芽、茎尖、根尖或花药)的一部分切下,用纤维素酶和果胶酶处理以去除细胞壁,使之露出原生质体。
(2)然后放在适当的人工培养基上进行培养,这些器官和组织就会进行细胞分裂,形成新的组织。
不过这种组织没有发生分化,只是一团薄壁细胞,称为愈伤组织。
(3)在合适的光照、温度和一定的营养物质与激素等条件下,愈伤组织便开始分化,分化成植物的各种器官和组织,进而发育成一株完整的植株。
2.植物组织培养的特点
(1)培养条件可以人为控制,组织培养采用的植物材料完全是在人为提供的培养基和小气候环境条件下进行生长,摆脱了大自然中四季、昼夜的变化以及灾害性气候的不利影响,且条件均一,对植物生长极为有利,便于稳定地进行周年培养生产。
(2)生长周期短,繁殖率高,植物组织培养是由于人为控制培养条件,根据不同植物不同部位的不同要求而提供不同的培养条件,因此生长较快,另外,植株也比较小,往往20~30天为一个周期。
所以,虽然植物组织培养需要一定设备及能源消耗,但由于植物材料能按几何级数快速繁殖生产,故总体上成本低廉,且能及时提供规格一致的优质种苗或脱病毒种苗。
(3)管理方便,利于工厂化生产和自动化控制。
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植物组织培养复习提纲有答案
植物组织培养复习提纲(仅供参考,关键在于全面复习掌握!)一、主要专业术语细胞全能性:在多细胞生物中每个体细胞的细胞核具有个体发育的全部基因,只要条件许可,都可发育成完整的个体。
脱分化:已经分化的植物器官、组织或细胞,当受到创伤或进行离体(也受到创伤)培养时,已停止分裂的细胞,又重新恢复分裂,细胞改变原有的分化状态,失去原有结构和功能,成为具有未分化特性的细胞。
愈伤组织:指切取植物体的一部分,置于含有生长素和细胞分裂素的培养液中培养,诱导产生的无定形的组织团块。
人工种子:指植物离体培养中产生的胚状体(包括体细胞胚和性细胞胚),包裹在含有养分和具有保护功能的物质中,并在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体。
植物快速繁殖:采取培养基配制,材料灭菌,无菌培养,幼苗转移到苗床,成苗转至大田栽种五步走的繁殖培养方式。
单倍体:体细胞中含有本物种配子染色体数(1n)的个体二倍体:体细胞中含有两个染色体组的生物个体胚乳培养:将胚乳从母体上分离出来,放在无菌的人工环境条件下使其进一步生长发育形成幼苗的技术。
连续培养:连续培养又叫开放培养,是相对分批培养或密闭培养而言的。
是采用有效的措施让微生物在某特定的环境中保持旺盛生长状态的培养方法。
胚状体:离体培养条件下,没有经过受精过程,但是经过了胚胎发育过程所形成的胚状类似物看护培养:将亲本愈伤组织或高密度的悬浮细胞同低密度细胞一起培养,以促进低密度细胞生长、分裂的培养方法。
植物种质保存:在适宜环境条件下贮存种质基因载体,使蔬菜种质保持生命力和遗传性的技术。
二、主要知识点1、植物组织培养成功的关键是什么?1.无毒无菌的环境2.生长素或生长素类似物3.通常用固体培养基(琼脂)4.先进行植物组织或器官的脱分化5.长出根来后要保证根呼吸所需氧气2、植物外植体的表面消毒剂种类1、漂白粉(1%~10%的滤液)2、次氯酸钠溶液(0.5%~10%)3、氯化汞(0.1%~1%)4、酒精(70%~75%)5、过氧化氢(3%~10%)6、新洁尔灭等。
人教高中生物选修1 课件 专题3 植物的组织培养技术 专题复习方案3
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章末·考法整合
考法一 植物组织培养的一般过程分析)
过程名称 过程
形成体特点
条件
脱分化 再分化
由外植体形 排列疏松、高度液 ①离体
成愈伤组织 泡化的薄壁细胞团 ②提供营养物
质(有机物、
由愈伤组织 形成幼苗或 胚状体结构
有根、芽或有生根 发芽的能力
无机物) ③提供激素
④提供其他适
宜条件
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③依所测定数据确定适宜的ABA浓度和培养时间: 当某3个样品(重复样)的____________________时,其对 应的ABA浓度为适宜浓度,对应的培养时间是适宜培养 时间。
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解析 本题主要考查植物组织培养相关知识,并以 植物组织培养实验为背景考查实验探究能力。(1)植物组 织培养中外植体常选用茎尖、芽尖,原因是茎尖和芽尖 分裂能力强,易诱导其脱分化,而且一般不含病毒。(2) 从图中比较光照和黑暗条件下PLBs重量曲线可知,光 照条件下PLBs生长优势主要体现在开始生长时间,快 速生长的持续时间及达到生长稳定时重量的大小等方 面。
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答案 (1)新生营养芽细胞分裂能力强,几乎不含病 毒 脱分 化 (2) 生长 起 始较 快 快 速 生长 时 间较 长 PLBs增重的量更多 (3)①灭菌冷却 ②75 ③PLBs重 量和生物碱含量乘积的平均值最大
ห้องสมุดไป่ตู้
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考法二 菊花组织培养和月季花药培养的比较
组成植物茎的细胞为体细胞,花药中的花粉粒为生 殖细胞,分别将二者作为外植体进行组织培养时,应注 意区分。下表是对菊花组织与月季花药培养的比较。
制备MS固体培养 选材→材料消毒 基→外植体消毒 →接种和培养→
→接种→培养→ 筛选和诱导→移
植物组织培养的过程是什么?
植物组织培养的过程是什么?根据植物细胞具有全能性这个理论,近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术——植物的组织培养技术植物组织培养的简单过程如下:剪接植物器官或组织——经过脱分化(也叫去分化)形成愈伤组织——再经过再分化形成组织或器官——经过培养发育成一颗完整的植株。
植物组织培养的大致过程是:在无菌条件下,将植物器官或组织(如芽、茎尖、根尖或花药)的一部分切下来,放在适当的人工培养基上进行培养,这些器官或组织就会进行细胞分裂,形成新的组织。
不过这种组织没有发生分化,只是一团薄壁细胞,叫做愈伤组织。
再适合的光照、温度和一定的营养物质与激素等条件下,愈伤组织便开始分化,产生出植物的各种器官和组织,进而发育成一棵完整的植株。
植物组织培养即植物无菌培养技术,是根据植物细胞具有全能性的理论,利用植物体离体的器官如根、茎、叶、茎尖、花、果实等)组织(如形成层、表皮、皮层、髓部细胞、胚乳等)或细胞(如大孢子、小孢子、体细胞等)以及原生质体,在无菌和适宜的人工培养基及光照、温度等人工条件下,能诱导出愈伤组织、不定芽、不定根,最后形成完整的植株的学科植物组织的培养方法:1、非试管微组织快繁非试管微组织快繁技术是将外植体(一般要求带一叶一芽)放置在室内外普通沙子培养基上进行培养,利用植物腋芽自然倍增达到快速繁殖的目的。
一般植物7~15天可以生长出根系。
此技术投资低,操作环节少。
2、试管组织培养试管组织培养是将外植体(即离体组织、器官或细胞)放置在试管等器皿中在无菌的条件下进行组织培养获得试管苗。
植物组织培养的优点:1、占用空间小,不受地区、季节限制。
2、不携带病毒3、培养周期短4、可用组培中的愈伤组织支取特殊的生化制品5、可短时间大量繁殖,用于拯救濒危植物6、可诱导之分化成需要的器官,如根和芽7、解决有些植物产种子少或无的难题,8、不存在变异,可保持原母本的一切遗传特征9、投资少,经济效益高10、繁殖方式多,试用品种多植物组织培养一般分为以下几种:1、胚胎培养指以从胚珠中分离出来的成熟或未成熟胚为外植体的离体无菌培养。
植物组织培养复习资料
植物组织培养复习资料第一章绪论组织培养的类型植物组织培养的发展简史植物组织培养在技术上的发展植物组织培养在农业上的应用一.植物组织培养的意义(一)定义(Definition):植物组织培养(Tissue culture)是指用无菌方法使植物体的离体器官、组织和细胞在人为提供的条件下生长和发育的所有培养技术的总称,也称之为离体培养(In vitro culture)。
是指分离一个或数个体细胞或植物体的一部分在无菌条件下培养的技术。
也可定义为:利用植物体的器官、组织或细胞,通过无菌操作接种于人工配制的培养基上,在一定的光照和温度条件下进行培养,使之生长发育的技术称为植物组织培养。
植物组织培养技术又俗称植物克隆Totipotency (细胞全能性)Each cell of a multicellular organism contains all of the genes needed to form the whole plant.——指细胞能够发展成为一棵完整植株的潜能(二)植物组织培养的意义1、植物基础学科研究良好系统2、生物技术的基础3、经济高效、管理方便、便于自动化4、生长周期短、速度快、试验重复性好5、技术含量高、实验误差小、人工控制能力强6、试验材料经济、来源单一7、缺点:设备复杂、耗费和技术要求高二、植物组织培养的类型按材料的类别分:愈伤组织培养:最为常见的组织培养细胞培养:悬浮细胞培养、单细胞培养器官培养:胚(Embryo)、胚乳(Endosperm)、珠心(Nucellus)、子房(Ovary)、根、茎、叶、花和幼果的部分组织的培养原生质体培养(Protoplast )1、愈伤组织:愈伤组织(callus)在人工培养基上由外植体上形成的一团无序生长状态的薄壁细胞。
几个概念:外植体(Explants)由活植物体上切取下来的可以用于组织培养的组织或器官。
初代培养(Primary culture)指外植体的最初培养。
植物组织培养复习资料概要
第一章绪论第一节植物组织培养的一般概念一、植物细胞组织培养的概念(P1)植物细胞组织培养(Plant Cell and Tissue Culture):是指在离体(in vitro)条件下利用人工培养基(medium)对植物器官、组织、细胞、原生质体等进行培养,使其长成完整的植株。
通过无菌操作分离植物体的一部分(外植体explant),接种到培养基上,在人工控制的条件下(包括营养、激素、温度、光照、湿度)进行培养,使其产生完整植株的过程。
主要有:原生质体(Protoplast)培养悬浮细胞培养组织(愈伤组织Callus、茎尖分生组织)培养器官(胚,花药,子房,根和茎)培养其中最常见的是愈伤组织培养。
植物细胞组织培养范畴:(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)组织培养: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。
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,在组培中则指在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则细胞,多在植物体切面上产生。
外植体(explant):在植物细胞组织培养中,由活体(in vivo)植物体上取下来的,接种在培养基上无菌细胞、组织器官等用于离体培养的材料。
二、植物组织培养的分类1、培养基:固体培养、液体培养2、组织培养按培养对象可分为(外植体)植株培养、器官培养、组织培养、细胞培养、原生质体培养A植株培养(plant culture):对完整植株材料的培养。
扦插苗培养、种子苗培养B器官培养(organ culture):即离体器官的培养。
根据作用和需要的不同,可以包括分离茎尖、茎段、根尖、叶片、叶原基、子叶、花瓣、雄蕊、雌蕊、胚珠、胚、子房、果实等外植体的培养。
植物组织培养复习
植物组织培养复习1、概念:组织培养:利⽤植物离体器官、组织或细胞(包括原⽣质体),在适宜的⼈⼯培养基上和⽆菌条件下进⾏培养,使其⽣长、增殖、进⽽发育形成⼩植株的⽅法。
也称之为离体培养(In vitro culture)。
愈伤组织:原指植物在受伤后,于伤⼝表⾯形成的⼀团薄壁细胞。
在组织培养中,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。
外植体:由活植物体上切取下来的可以⽤于组织培养的组织或器官2、为什么说愈伤组织是最为常见的培养⽅式?原因:⼤部分组织培养经历callus再⽣途径长出植株;callus可以⽤于悬浮培养和原⽣质体培养。
3、组织培养的类型有哪些?a按培养⽅法:固体培养、液体培养、看护培养、微室培养、包埋培养等b按培养过程:初代培养、继代培养4、组织培养在园艺业(农业)上的应⽤有哪些?a倍性育种:花药培养、胚乳培养b突变体筛选:愈伤组织培养c创造新种质:细胞融合d克服胚败育:胚培养e植物性药物和⽣物制品的⽣产5、在组织培养技术的发展中做出巨⼤贡献的⼈。
6、⼀个正规的组织培养实验室应具备哪些基本仪器?有何⽤途?烘箱,冰箱,灭菌锅,超净⼯作台,酸度计,摇床,显微镜,天平,培养箱。
玻璃器⽫,微孔过滤器,细胞计数器,接种⽤具。
7、⼀个正规的组织培养实验室应具备哪些房间?洗涤室(区),制备室(区),灭菌室(区),贮放室(区),操作室(区),培养室(区),观察室(区),药品室(区)8、详细叙述组织培养过程中的基本技术规程洗涤,灭菌,⽆菌操作~9、培养基的类型有哪些?a按性质分:基本培养基,完全培养基b按状态分:固体培养基,液体培养基10、培养基的主要成分有哪些?各有何作⽤?a⽆机营养成分:⼤量元素(氮,磷,钾,钙,镁,硫)微量元素(硼、锰、锌、钼、铜、钴、氯、铁)b有机营养成分:含氮有机物(维⽣素、氨基酸)碳源和能源,植物激素c其他成分:活性炭,琼脂,抗⽣素,缓化剂11、配制培养基的基本步骤及注意事项有哪些?选择,配置(取样,加成分,测PH)12、什么是⼈⼯种⼦?有哪些特点与优点?⼈⼯种⼦:(artificial seeds)亦称体细胞种⼦。
(考纲全景透析)高考生物 专题3 植物的组织培养技术基础复习 新人教版选修1
专题3 植物的组织培养技术【高考新动向】植物的组织培养【考纲全景透析】一、植物组织培养的原理与基本过程1、原理:植物细胞全能性。
2、3、基本过程:离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织胚状体新植物体二、菊花的组织培养1、影响植物组织培养的因素(1)材料的选取:一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。
(2)营养供应:常用的培养基是MS培养基,一般需要添加生长素和细胞分裂素两种植物激素。
2、实验操作过程(1)制备MS固体培养基:配制各种母液,配制培养基,灭菌(2)外植体消毒:先用70%的酒精消毒,然后无菌水清洗,再用0.1%的氯化汞溶液消毒,再用无菌水清洗(3)接种:始终在酒精灯火焰旁进行,对接种工具要用火焰灼烧灭菌。
将菊花茎段插入培养基中时不要倒插。
(4)培养与移栽:在18℃~22℃的无菌箱中培养,得到试管苗后进行移栽。
三、月季的花药培养(1)被子植物花粉的发育过程:花粉母细胞(小孢子母细胞)→四分体时期→单核期→双核期→花粉粒。
(2)产生花粉植株的两种途径(3)影响花药培养的因素:主要因素是材料的选择和培养基的组成。
一般月季的花药培养选在五月初到五月中旬,即月季的初花期。
(4)培养过程及成功的关键材料的选取:挑选完全未开放的花蕾,确定花粉发育时期最常用发放是醋酸洋红法接种:灭菌后的花蕾,在无菌条件下除去萼片和花瓣,并立即将花药接种到培养基上。
剥离花药时尽量不要损伤花药。
培养:温度控制在25℃左右,幼小植株形成后才需要光照。
如果花药开裂释放出胚状体,就要在花药开裂后尽快将幼小植株分开【热点难点全析】一、植物组织培养技术1、植物组织培养过程比较2、菊花茎与月季花药组织培养的比较[。
植物组织培养复习资料(精缩版)
绪论课程基本情况植物组织培养: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使其发育成完整植株的科学技术。
简称组培。
也称离体培养或试管培养。
理论依据——植物细胞全能性:任何有完整细胞核的植物细胞,具有全部的遗传信息,在一定条件下均具有发育成一个完整植株的潜在能力。
动植物细胞分化差异。
植物细胞全能性必须满足的条件:1、要使这些细胞处于离体条件下,解除植物体其余部分对这些细胞的抑制性影响;2、要给予它们适当的刺激,就是给予它们一定的营养物质和激素的作用。
植物组织培养过程(无菌环境操作):外植体→(脱分化)→愈伤组织→(再分化)→试管苗→→植株外植体(离体器官):由活植物体上切取下来的可以用于组织培养的组织或器官(包括胚、芽茎尖、叶、花瓣等)。
初代培养:指外植体的最初培养。
继代培养:将初代培养得到的培养体移植于新鲜培养基中进行再培养,称为继代培养脱分化:由高度分化的植物器官、组织或细胞经过离体培养,产生无结构的愈伤组织或细胞团的过程。
再分化:脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化出根或芽等器官的过程。
组织培养类型:根据所培养的植物材料的不同:组织培养;细胞培养;器官培养;胚胎培养;原生质体培养愈伤组织:原来是指植物在受伤之后,在伤口表面形成的一团薄壁细胞。
在组织培养中,它是指在培养基上由培养物产生的无序的薄壁细胞团。
愈伤组织培养:将一个细胞、一块组织或一个器官的细胞,通过去分化形成愈伤组织,并在体外培养使之再分化成植株的技术。
(最常用)悬浮细胞培养:不断搅动或摇动的液体培养基中培养单细胞或小细胞团的培养方式。
(主要目的生产有用产物)。
器官培养:对植物的根、茎、叶片、花器等各个器官进行离体培养。
(用于苗木快速繁殖)。
茎尖分生组织培养:使用茎尖无病毒分生组织为材料进行培养。
(脱毒培养)。
原生质体培养:去除细胞壁、裸露的原生质体的培养。
(创建种间或属间新品种)。
根据培养过程:初代培养;继代培养;生根培养:根据培养基的物理状态(培养条件):固体培养;液体培养;半固体培养;双层培养:器官再分化两种方式:器官发生型;胚胎发生型器官发生型:由愈伤组织不同部位产生不定芽或不定根,通常是单极性。
植物组织培养的各个阶段和完整流程
导读:本文很通俗的介绍了组培快繁技术在实际应用中的5个阶段:准备阶段——初代培养——继代增殖——生根诱导——炼苗移栽,不同品种流程略有差异,不过基本框架大体一样的。
一个完整的植物组织培养过程一般包括以下几个步骤:1. 准备阶段查阅相关文献,根据已成功培养的相近植物资料,结合实际制订出切实可行的培养方案。
准备阶段又分为两步:1. 1 培养基的配置与灭菌根据实验方案配制适当的化学消毒剂以及不同培养阶段所需的培养基,并经高压灭菌或过滤除菌后备用。
1. 2 外植体选择与消毒选择合适的部位作为外植体,采回后经过适当的预处理,然后进行消毒处理。
将消毒后的外植体在无菌条件下切割成一定大小的小块,或剥离出茎尖,挑出花药。
2. 初代培养将外植体接种到诱导培养基后置于培养室或光照培养箱中培养,促使外植体中已分化的细胞脱分化形成愈伤组织,或顶芽、腋芽直接萌发形成芽。
这一阶段主要为获得无菌苗、嫩茎、丛芽或愈伤组织,从而建立起无菌培养体系。
3. 继代增殖培养将初代培养获得的芽、丛芽、嫩茎或胚状体等培养物经切分,反复转移到新的增殖培养基上,进行扩大增殖培养,当芽苗繁殖到一定数量后,再将一部分接种到分化培养基,培养无根芽苗,另一部分保存或继续扩繁。
进行脱毒苗培养的需提前进行病毒检测。
4. 生根诱导刚分化形成的芽苗往往比较弱小,多数无根,此时可以接种到生根培养基上,生根培养基的特点是降低细胞分裂素浓度或不加,提高生长素浓度,促进小苗生根,提高其健壮度。
5. 炼苗移栽选择生长健壮的生根苗进行室外炼苗,待苗适应外部环境后,再移栽到疏松透气的基质中,注意保温、保湿、遮荫,防止病虫危害。
当组培苗完全成活并生长一定大小后,即可移向大田用于生产。
例如:茎尖→表面消毒→接种诱导培养基→茎尖生长→病毒检测鉴定→培养无根小植株→培养生根→完整小植株→炼苗20-25天→移栽成活。
常规情况下详细的生产流程图如下:对不同的品种词流程会略有差异,如进行果树育苗还需进行嫁接等操作流程,但对组培工厂化育苗而言,一般可根据上面的流程图来安排各项作业,只有相互衔接好、配合好,才能提高生产效益。
专题3植物的组织培养 专题复习表解.doc
专题3植物的组织培养专题复习表解高考要求知识整合一、细胞的全能性二、植物组织培养过稈比较三、MS固体培养基与微生物培养基四、植物激素在组织培养过程中的重耍作用植物激素屮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。
植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等,都会煤响实验结果。
①按照不同的顺序使用这两类激素,会得到不同的实验结果。
先使用生长索,后使用细胞分裂索有利于细胞分裂,但细胞不分化先使用细胞分裂素,后使用生长素细胞既分裂又分化同时使用分化率提高②当同时使用这两类激素时,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。
生长素用量比细胞分裂素用量植物细胞的发育方向比值高时有利于根的分化、抑制芽的形成比值低时有利于芽的分化、抑制根的形成比值适中时促进愈伤组织的生长五、被子植物花粉发育过稈1 •发育场所:被子植物雄蕊的花药屮。
2.分裂方式:花粉是由尼粉母细胞经减数分裂和行丝分裂而形成的,因而花粉是单倍体的生殖细胞。
其屮有小砲了母细胞到小砲了过程是减数分裂,其余均为有丝分裂。
3.发育过程:(1)图像m 3-6被戸A物花粉的发nafi(2)图解小他了母细胞一四分体时期一单核期一双核期(营养细胞+生殖细胞含两个精了)4•区分四分体与四分体时期减数分裂过程屮四分体:在减数笫一次分裂时同源染色体联会,每条染色体汗两条姐妹染色单体,因此联会示的每对同源染色体含四条染色单体,叫四分体。
花粉发疔过稈屮的四分体时期:小砲了母细胞经减数分裂形成4个单倍体细胞,4个单倍体细胞连在一起,称为四分体时期。
六、菊花组织培养与月季花药培养的比较比较项目菊花组织培养月季花药培养相同点原理植物细胞的全能性环节培养基配制方法、无菌技术及接种操作基木相同条件受温度、酸碱度和光照等外界条件的加响不选材未开花植株茎上部新萌生的侧枝完全未开放的花蕾外植体类型体细胞生殖细胞培养过程m 再分化權体一"> 愈瞬_KWU)苗。
高三二轮复习专题3 植物组织培养技术
二、实验操作
(一)制备MS固体培养基
MS培养基包括20多种营养成分,实验室一般 使用4℃保存配制好的培养基母液来制备
1、配制各种母液(各种成分的浓缩液)
①无机物中大量元素浓缩10倍,微量元 素浓缩100倍,常温保存 ②激素类、维生素类以及用量较小的有机物 一般可按1mg/ml的质量浓度单独配制成母液 ③用母液配制培养基时,需要根据各种母液 的浓缩倍数,计算用量
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 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 使用顺序 先使用生长素,后 使用细胞分裂素 先使用细胞分裂素 后使用生长素 同时使用 实验结果 有利于细胞分裂,但 不利分化 细胞既分裂、也分化 分化频率高
如果花药开裂释放出胚状体, 则一个花药内就会产生大量幼小植 株,必须在花药开裂后尽快将幼小 植株分开,分别移植到新的培养基 上,否则这些植株将很难分开。 在花药培养中,特别是通过愈 伤组织形成的花粉植株,常常会出 现染色体倍性的变化。(主要原因 是营养核和生殖核融合造成的)
愈伤组织: 细胞排列疏松而无规则,由高度液泡化 的、无定形状态的薄壁细胞组成 再分化: 愈伤组织重新分化成根、芽等器官
(二)影响植物组织培养的因素
1、植物组织
菊花的组织培养一般选择未开花植株的茎 上部新萌生的侧枝
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,需配制适宜的培养基
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
【名师一号】高考生物 专题五 植物的组织培养技术复习与学科能力课件
(2)植物激素中_生___长__素__和__细__胞__分__裂__素___是启动上图中a与c所示 过程的两种关键性激素;同时使用这两类激素时,两者用量的 比例影响着细胞的_发___育__方__向__(_或__分__化__)。
(3)凝胶色谱法是利用蛋白质的__相__对___分__子__质__量__的__大__小_____分离 蛋白质的有效方法。电泳是利用了待分离样品中各种分子 __带__电__性__质____的差异,以及分子本身的_大__小__和___形__状__不同,使 ___带__电__分__子__产__生__不__同__的___迁__移__速__度__不同,从而实现样品中各种 分子的分离。
(4)接种时要特别注意___插___入__时__的__方__向__,_不__要__倒__插_,每瓶接种 ___6_~_8___块外植体。将接种完的锥形瓶放在__无__菌__箱__中培养, 培养期间定期消毒。温度控制在_1_8_℃__~__2_2_℃___℃并每日用日 光灯光照12 h。
(5)若干天后发现有的锥形瓶中生长出可爱的菊花幼苗,有的锥 形瓶中培养失败还长出很多细菌菌落,试分析其原因。幼苗在 移栽入土之前需进行哪些处理工作?
(2)材料的选择 选取初花期的花,如月季一般选用完全未开放的月季花蕾,一方
面保证花粉发育处于单核期;另一方面,若选取盛开或略开放 的花,花瓣就有所松动,微生物就有可能侵入到花药,给材料消 毒带来困难。而选择单核期以前的花药,则质地幼嫩,极易破碎 。 (3)花药开裂长出愈伤组织或释放出胚状体时,应及时转移到分 化培养基上。
【互动探究2】 关于影响花药培养的因素的说法,不正确的是 ()
A.材料选取和消毒是花粉植株诱导成功的关键 B.选择盛开的或略微开放的花作实验材料 C.亲本植株的生长条件、材料的低温预处理、接种密度都对实验
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植物组织培养14179植物组织培养:是指在无菌和人工控制的环境条件下,利用人工培养基,对离体的植物胚胎、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离体生态学: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外植体:用于离体培养的那部分植物器官、组织或细胞愈伤组织(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植物组织培养的特点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.组织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,其参数可调植物组织培养的研究类型组织培养器官培养胚胎培养细胞培养原生质体培养植物组织培养的研究任务研究离体培养条件下,细胞、组织或器官所需营养条件和环境条件,细胞、组织或器官的形态发生和代谢规律,植物脱毒方法和机理,植物特别是一些难繁植物的大量快速繁殖方法,细胞融合方法和机理,再生个体的遗传和变异,种质资源的离体保存机理和方法等德国植物学家Schleiden和动物学家Schwann于1838-1839年提出的细胞学说德国植物学家Haberlandt于1902年提出了植物细胞具有全能性李继侗和沈同1933年成功培养了银杏的胚。
1952年, Morel和Martin提出了植物脱毒(virus free)技术Guha和Maheshwari等——花药培养Cocking等-原生质体培养Carlson等——原生质体融合植物组织培养的应用快繁和脱毒育种次生代谢物生产种质保存在遗传、生理、生化、病理等研究上的应用离体快繁(试管苗和人工种子)试管苗特点繁殖系数大、速度快,苗木整齐一致,周年生产人工种子指植物离体培养中产生的胚状体或不定芽,被包裹在含有养分和保护功能的人工胚乳和人工种皮中,从而形成能发芽出苗的颗粒体。
具有试管苗的优点外,还具有以下优点:1)便于贮藏和运输、可直接播种和机械化操作;2)可在人工种子中加入抗生素、菌肥、农药等成分,提高种子活力和品质培育新品种或创制新物种单倍体育种离体选择突变体培育远源杂种基因工程育种单倍体育种手段:花药和花粉培养优点:所有基因均能表现,基因型可快速纯合成果:已育成大面积种植的品种离体选择突变体手段:愈伤组织、悬浮培养细胞易变异、细胞数量大,有利于突变体筛选优点:多用于抗性筛选成果:已选出一些抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白的突变体,有些已用于生产培育远源杂种胚培养可克服受精后障碍导致的远源杂交不孕,产生远源杂交后代,育成新物种.苹果,梨,大白菜和甘蓝、栽培棉和野生棉原生质体融合可克服有性杂交不亲和性,获得体细胞杂种.马铃薯和番茄、烟草和龙葵基因工程育种农杆菌介导法、基因枪法均基于植物组织培养技术。
抗除草剂、抗虫、抗病、抗逆性、品质改良次生代谢物生产:利用组织和细胞的大规模培养,可以生产人类需要的一些天然有机化合物植物种质资源的离体保存优点:节约人力、物力和土地,防止有害病虫的传播,便于种质资源的交换和转移培养基的成分水矿质元素碳水化合物生理活性物质生长调节剂附加物天然添加物水水质软化装置离子交换反向渗透蒸馏矿质元素大量--氮、磷、钾、钙、镁、硫微量--铁、锰、硼、锌、铜、钼碳水化合物作用:提供碳源、维持渗透压通常碳源用蔗糖低浓度(1.5~2.5%)的糖有利于木质部的生长;高浓度(3~4%)有利于韧皮部生理活性物质维生素-----作用:辅酶肌醇-----作用:帮助活性物质发挥作用,使培养物快速生长,促进胚状体及芽的形成氨基酸及其酰胺类-----有机氮源、缓冲作用、调节体内平衡单核苷酸植物生长调节剂六大类植物激素生长素细胞分裂素赤霉素脱落酸乙烯油菜素内酯生长素/细胞分裂素相互作用生长素-细胞分裂素比率关系,用于组培中决定芽和/或根的形成细胞分裂素对生长素的浓度比值高时,倾向于形成芽生长素细胞分裂素的浓度比值高时,倾向于形成根两种激素的比值处于中间水平时增强愈伤组织的形成附加物:胶凝剂螯合剂渗透剂活性炭其他天然添加物椰乳,水解酪蛋白,酵母提取液作用:提供天然微量营养成分、生理活性物质和生长调节剂等缺点:成分不确定,影响实验重复性母液(贮备液)注意事项各种药品要充分溶解后才能混合。
混合时要注意先后顺序,避免相互结合生成沉淀。
铁盐单独配制,一般用硫酸亚铁和EDTA-Na2通过加热形成稳定的螯合铁贮存。
生长素类先用少量95%乙醇或1mol/L NaOH加热助溶后,用水定容。
细胞分裂素类先用少量1mol/L盐酸溶解,再用水定容培养基制备加一定量水,依次加入需要量的母液。
加入需要量的蔗糖,溶解,定容。
调节pH值。
加入需要量的琼脂,加热溶解(要不断搅拌)。
分装:在琼脂未凝时(40℃左右凝固)分装,量一般为容器的1/4~1/3,注意不要沾到容器口。
封口。
灭菌。
存放。
注意事项不能高压灭菌的物质,在灭菌后温度下降但琼脂尚未凝固时,在无菌条件下,用过滤除菌法加入。
配好的培养基一般应在两周内用完外植体:从需要培养的母株分离的一小块植物材料接种体:已经培养的植物材料用于继代培养外植体的选择地上部比地下部清洁。
外植体越小,克服特殊植物病理问题的机会越大,但同时也降低了存活率。
内部的组织比外部的不易受到污染。
不同外植体反应不总是相同外植体的灭菌1.根据培养容器大小将材料切割成适当大小;2.流水(自来水)冲洗植物表面;3.在酒精中晃动几秒钟;4.HgCL2(0.1~1%)+吐温(润湿剂)2滴/100ml:3~5min;5.用经过高压灭菌的蒸馏水冲洗;6.商业漂白剂7~15%+吐温2滴/100ml:10~30min;7.再用经过高压灭菌的蒸馏水冲洗几次培养条件温度光照:光周期和光强湿度气相条件顶部空间气体成分对植物生长发育的影响矮化或白化玻璃化软腐自养/混合营养乙烯伤害矮化或白化有限的气体交换对组培的效应组培容器尽可能密闭,以防止污染。
然而,在一个完全密闭的容器中可能出现气体的堆积,对植物生长造成不利,如产量减少、白化病或坏疽玻璃化产生原因外植体:种类,继代次数;切割方法;在培养基上的放置情况。
培养基:凝胶的浓度和类型,细胞分裂素的种类及水平;盐浓度。
容器:气体组成和气体浓度环境:温度;光强和光质,湿度;空气流动植物细胞全能性: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全能性是一种可能性,变为现实必须满足两个条件:解除抑制和给予刺激。
细胞需经过脱分化和再分化过程才能表现其全能性脱分化: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。
再分化: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。
愈伤组织的形成愈伤组织起源于母体组织增殖细胞。
在培养时,通过把全植株的一小部分(外植体)在无菌条件下放到支持生长的培养基上来产生愈伤组织。
激素改变了细胞的代谢使之从静止转变为具有活性培养条件固体培养基暗培养液体培养基的缺点污染损失大不利于气体交换,影响愈伤组织形成愈伤组织的生长诱导期后,外植体外层细胞开始分裂,在组织受伤表面形成一种创伤形成层,愈伤组织的细胞数目迅速增加特点:细胞分裂速率大大超过细胞伸长速率,单个细胞的平均重量下降,体积变小愈伤组织类型质地:松脆、致密高生长素:致密变松脆。
低或无生长素或高细胞分裂素:松脆变致密。
愈伤组织的保持一段时间后,由于基本培养物的损耗、凝胶的干燥以及代谢物的积累,需要将愈伤组织转到新鲜的培养基上进行继代培养要点:愈伤组织继代培养时要有适当的大小,以保证在新鲜培养基上可以重建生长愈伤组织再分化途径器官发生途径:愈伤组织先产生芽(或根),再在另一种培养基上产生根(或芽),然后形成完整植株。
胚状体发生途径:愈伤组织形成胚状体,再在另一种培养基上同时发展成带有根的苗。
也叫无性胚胎发生(无性系)。
胚状体----指愈伤组织中形成的与种子中胚相似的具有苗端和根端的双极性结构。
也叫体细胞胚体细胞胚胎的特征1.体胚最根本的特征是具有两极性2.体胚的维管组织与外植体的该组织无解剖结构上的联系,而不定芽或不定根往住总与愈伤组织的维管组织联系3.体胚的维管组织的分布是独立的Y字形,而不定芽的维管组织则无此现象体胚发生的方式直接发生和间接发生直接发生是指体胚直接从原外植体的胚性细胞不经愈伤组织阶段发育而成间接发生是体胚从愈伤组织或悬浮细胞、有时也从已形成的体胚的一组细胞中发育而成多数体胚是间接发生胚性细胞-----与分生组织细胞类似,通常较小,近圆形,具有较大的核和核仁并能高度染色,胞质浓厚,可直接发育成体细胞胚胎胚胎发生丛(EC):EC是愈伤组织中一种液泡小、胞质浓的小细胞聚集成的丛状结构人工种子海藻酸钠作为人工种子的包埋剂。
也发展了用新的自裂胶珠的方法植物组织培养的基本程序1.无菌外植体的获得2.初代培养物的建立3.形态发生和植株再生4.培养产物的观察记载无菌外植体的获得利用各种灭菌剂进行外植体的灭菌。
不同器官的灭菌方法1.茎尖、茎段、叶片清水冲洗70%酒精浸数秒,再在10%次氯酸钙浸泡5~20min无菌水冲洗3~5次,吸干适当切块,接种2.根、块茎、鳞茎带土,易损伤。
仔细刷洗,切除损伤部位,增加灭菌时间或浓度。
70%酒精浸数秒,再在6~10%次氯酸钙浸泡5~20min。
3.花蕾花蕾中的花药处于无菌状态,采摘后可直接灭菌70%酒精浸10~30s, 0.1%氯化汞浸泡3~10min4.果实、种子有些表面具茸毛或蜡质,需加吐温-80。
果实:70%酒精浸数秒,2%次氯酸钙10~20min。
种子: 0.1~0.2%氯化汞浸泡5~10min培养产物的观察记载愈伤组织诱导率胚状体诱导率芽分化率发根率植物器官培养-----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植物器官培养根的培养茎段和茎尖培养叶的培养根的培养意义根系生理代谢研究的良好实验体系;研究器官分化、形态建成的良好体系;建立根无性系,用于制药;诱变育种。
离体根的培养方法固体培养法:平放液体培养法:振荡固体-液体双层培养法:根段形态学上端插入固体培养基,下端朝上浸露在液体培养基中。
其他特殊方法离体根所用培养基WhiteMS、B5等大量元素减半或减2/3影响离体根生长因素基因型营养条件:氮源、碳源、微量元素、维生素B1激素:生长素pH光照和温度:一般黑暗有利于根的形成植物茎段培养-----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。