人工种子与植物脱毒
《植物组织培养》试题及答案
试卷编号NO：高等函授教育《植物组织培养》试题学号：姓名：一名词解释：（10*2分=20分）1、植物细胞组织培养2、细胞全能性3、脱分化4、外植体5、试管苗驯化6、间接不定芽发生7、双极性8、微体嫁接9、人工种子10、体细胞无性系变异二填空：（30*1分=30分）1、目前植物组织培养应用最广泛的方面是和。
2、由脱分化的细胞再分化出完整植株有两种途径，一种叫做，另一种叫做。
3、培养用具的常用灭菌方法有、、。
4、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，而要进行。
5、一般来说，黑暗条件下有利于的增殖，而往往需要一定的光照。
6、植物离体授粉技术通常包括、、三个方面。
7、一般液体培养的继代时间较短，继代一次；而固体培养继代时间可以长些，继代一次。
8、外植体器官发生的三种途径包括、、。
9、从再生植株倍性来看，小孢子培养通常产生植株，胚培养通常产生植株，通常产生三倍体植株。
10、脱毒苗鉴定与检测的主要方法有、、、。
11、在生长素中，对于许多作物花粉的启动、分裂、形成愈伤组织和胚状体起着决定性作用，但是对却有抑制作用。
12、用平板培养法培养单细胞或原生质体时，常用来衡量细胞培养效果。
13、用药剂处理是诱导染色体加倍的传统方法。
三计算题（1*10分=10分）某培养基的配方是MS＋BA 2.0mg/L＋NAA 0.5mg/L＋2.5%蔗糖＋0.7％琼脂粉。
MS母液的浓度分别是：大量元素２０倍，微量元素500倍，铁盐100倍，有机物５０倍；BA母液浓度1.0 mg/ml ，NAA母液浓度0.1mg/ml。
要配制400ml 该培养基，需要吸取各种母液各多少ml？分别称取蔗糖、琼脂粉各多少克？（要求写出计算步骤）四简答题（5*5分=25分）1、造成组织培养过程中发生污染的原因有哪些？如何有效控制污染？2、简述外植体消毒的一般步骤。
3、胚培养在科学研究及生产实践中有哪些应用？4、结合花粉培养，简述看护培养法。
人工种子与植物脱毒
植物病毒的危害
爱尔兰饥荒（1845-1849年）
马铃薯晚疫病菌在爱尔兰岛蔓延，，导致大量马铃薯腐烂
大约有100万爱尔兰人不是饿死，便是病死； 还有100万人逃到英格兰、北美
这是什么花？
美丽的郁金香与植金香碎色花 病，因为至今荷兰阿姆 斯特丹的博物馆还保存 着一张1619年荷兰画家 的一幅得病的郁金香静 物画。为什么要画得病 的郁金香呢？
※特点：在诱导期，代谢活化了，细胞内的合成代 谢迅速进行，但是细胞的大小仍然和外植体时一样， 没有多大改变。
Stage 1. Induction（诱导期）:
※ 诱导期的长短：
由一系列内部（植物的种类、生理状况）和外部 （光照、外源激素）因素决定。
例如菊芋的诱导期有时还不需要1天，胡萝卜则要 好几天，而菊芋块茎贮藏时间的改变，诱导期也发 生改变。从11月到次年4月取菊芋块茎进行培养， 则诱导期从22小时逐渐延长到40小时。
三、愈伤组织的器官发生方式
◆ 器官分化的植物激素控制理论： 大多数植物组织或器官的再生作用符合器官 分化的植物激素控制理论。 生长素与细胞分裂素 ●比例小时则产生芽 ●比例大时则生根 ●比例适中时，则产生无结构的愈伤组织。
三、愈伤组织的器官发生方式
2、体细胞胚的发生 • 愈伤组织 体细胞胚
植株
Hard / lignified callus
Friable
Stage 3. Differentiation 分化期
Callus may have a yellow, white, green or red (anthocyanin 花青苷) appearance.
不同颜色的愈伤
第一节 愈伤组织 Callus
植物病毒的危害
植物脱毒程序及技术要领
中草药的脱毒培养技术自Movel 和Matin 首次成功地把茎尖组织培养脱毒应用于大丽菊以来，该项技术已经在控制植物病毒方面得到应用，目前已有50多种植物应用此法脱病毒成功。
在中草药农业生产中，病毒病的危害是影响药用植物产量和质量的重要因素，有些中草药品种特别是以无性繁殖为主要方式的植物品种，因在自然环境中长期经受各种植物病毒病的重复传染而导致光合作用的明显降低，生产势变弱，品种变劣，种性退化，产量降低。
迄今为止，我国已经报道的药用植物病毒病有地黄病毒病、浙贝黑斑病毒、曼陀罗花叶病、八角莲花叶病、唐菖蒲花叶病毒、独角莲皱缩花叶病、太子参花叶病等10余种。
由于病毒病的危害，一般减产幅度在30%以上，成为药材生产上的重要障碍。
对于病毒病，目前尚无有效的防治措施，为解决这一难题，科学工作者利用植物茎尖分生组织的脱毒培养，可以成功地获得脱毒苗，有效地去除特定病毒，研究出脱毒种苗，克服了病毒病的危害，恢复了植物固有的优良性状，再通过组织培养克隆繁殖就可以获得大量脱毒优良种苗，供生产上应用。
脱毒种苗是指用生物技术结合现代血清学理论，有选择性的将植抹体内的病毒进行有效脱除，并在隔离条件下生产出的无病毒种苗。
在生产中其具体表现为：生长健壮，抗病性强，经济产量高，品质优良。
2.2.1茎尖培养脱毒的理论基础茎尖培养脱毒是以茎尖为材料,在无菌条件下培养｡茎尖培养之所以能够获得脱毒苗,是由于病毒在植物体内分布不均匀,在受传染的植物中顶端分生组织一般是无毒的｡植株生长茎尖距离加大,病毒数量逐渐增加,这是因为植物体内病毒靠维管束系统移动｡分生组织中没有维管束存在,病毒只靠细胞之间的胞间连丝移动,这种移动速度很慢,难以追上生长活跃的分生组织｡另外,分生组织中旺盛分裂的细胞,又有很强的代谢活性,使病毒难以复制｡甚至有人提出,在分生细胞中由于病毒钝化系统和高水平内源生长素的存在,也抑制了病毒的增殖｡感染病毒的植株体内病毒分布并不均匀，病毒的数量随植株部位与年龄而异，顶端分生组织区域一般是无病毒的或只携带浓度很低的病毒。
2019-2020学年人教版生物选修三讲义：专题2 2.1.2 植物细胞工程的实际应用 Word版含答案
2.1.2 植物细胞工程的实际应用学习目标：1.简述微型繁殖技术。
(重点) 2.理解掌握利用植物组织培养的技术培养脱毒苗和人工种子。
(重、难点) 3．理解植物组织培养技术在细胞产物的工厂化生产领域的应用。
(重点)一、植物繁殖的新途径1．微型繁殖(1)概念：快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
(2)特点Error!2．作物脱毒(1)选材部位：植物的分生区附近。
(2)选材原因：分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。
(3)实例：目前采用茎尖组织培养技术来脱除病毒，在马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等主要经济作物上已获得成功。
3．人工种子(1)概念：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
(2)特点①后代无性状分离。
②不受季节、气候和地域限制。
(3)实例：我国已成功地把芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制备成了人工种子。
二、作物新品种的培育1．单倍体育种染色体加倍(1)过程：花药离体培养―→单倍体植株纯合子植株。
――――――→(2)优点①后代是纯合子，能稳定遗传。
②明显缩短了育种的年限。
2．突变体的利用(1)产生原因：在植物的组织培养过程中，易受培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。
(2)利用：筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。
三、细胞产物的工厂化生产1．细胞产物种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
2．技术：植物组织培养技术。
3．实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产人参皂甙干粉；另外，三七、紫草和银杏的细胞产物也都已经实现了工厂化生产。
1．判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于微型繁殖。
( )(2)脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植株的任何部位。
( )(3)天然种子萌发后长成的植株容易发生性状分离，人工种子长成的植株性状不分离。
( )(4)单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。
细胞工程(植物部分)
细胞工程（植物部分）名称解释1、植物细胞工程：植物细胞工程是植物生物技术的一个重要组成部分，是在离体培养条件下，在细胞水平上对植物材料进行遗传操作的技术，即对植物体的任何一个部分（器官、组织、细胞、原生质体）进行离体诱导使其称为完整植株的技术。
2、细胞全能性：每个细胞都含有个体的全部遗传信息，都有分化成一个完整生物个体的固有能力称之为细胞的全能性。
3、细胞分化：是指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。
4、脱分化：分化细胞在一定条件下，可以转变为胚性状态，重新获得分裂能力，称为脱分化。
5、再分化：是脱分化后的分生细胞（愈伤组织）在一定条件下，重新分化为各种类型的细胞，并进一步发育成完整植株。
6、外植体：植物组织培养中用来进行无菌培养的离体材料，可以是器官、组织、细胞和原生质体等。
7、愈伤组织：脱分化后的细胞，经过细胞分裂，产生无组织结构、无明显极性的、松散的细胞团称为愈伤组织。
植物细胞培养：是指在离体条件下对植物单个细胞或小的细胞团进行培养使其增殖的技术。
8、悬浮细胞的同步化：是指同一悬浮培养体系的所有细胞都同时通过细胞周期的某一特定时期。
9、细胞平板培养：将制备好的单细胞悬浮液，按照一定的细胞密度，接种在1mm 左右的薄层固体培养基上进行培养，称之为平板培养10、看护培养：用一块愈伤组织或植物离体组织看护单细胞使其生长增殖的一种单细胞培养方法。
11、微室培养：人工制造一个小室，将单细胞培养在小室中的少量培养基上，使其分裂增殖形成细胞团的方法，称微室培养。
12、饲养层培养基技术：将饲养细胞先用射线辐射处理，然后将饲养细胞和培养细胞混合植板，经过照射的细胞对于培养细胞起到一个饲养作用。
13、离体无性繁殖：利用离体培养技术，将来自优良植株的茎尖、腋芽、叶片、鳞片等器官、组织和细胞进行离体培养，在短期内获得大量遗传形状一致的个体的方法。
也称之为微繁、快速繁殖。
14、植物脱毒：利用植物组织培养技术，脱除植物细胞中浸染的病毒，生产健康的繁殖材料。
植物的快繁与脱毒培养PPT课件
第2节 植物快速繁殖的应用
• 1.大量繁殖珍稀或名 贵植物
• 如:佛肚兰,卡特丽亚 兰等工厂化育苗
• 2.茎尖培养脱毒及脱 毒苗的培养
• 无菌苗 • 有毒苗 • 脱毒苗
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二，（茎尖培养）脱毒及其应用
• 1.病毒病及其危害 • 2.茎尖培养脱毒的原理 • 3.茎尖培养脱毒的过程 • 4.脱毒苗的鉴定和保存
– ②坏死，在叶片上常呈现坏死斑、坏死环和脉坏 死，在茎、果实和根的表面常出现坏死条等。
– ③畸形，器官变形，如茎间缩短，植株矮化，生
长点异常分化形成丛枝或丛簇，叶片的局部细胞
变形出现疱斑、卷曲、蕨叶及带化等。201.来自毒病的危害及症状 正常的番茄果
番茄厥叶，卷叶病毒
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番茄病毒病（植株）
俗称虾蕉、葱蕉或蕉公)，病株一般 不抽花蕾，因近顶部叶片成束而得名。 是由病毒侵染植株而引起的, 是香蕉 致命病害,
蕉农称之为" 不治之症"。局部地区 蕉园发病率为2%～10%, 产量损失 30%～60%。
香蕉束顶病
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1.病毒病及其危害（续）
• （1）症状:花而不实 • 花叶型马铃薯病毒：退化，叶片卷缩，产量逐年下降，
到PVS，PVA，PVM，PVX
• 卷叶型马铃薯病毒：PLRV • 香蕉束顶病：叶片越来越短小，植株矮缩，叶硬
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1.病毒病及其危害
• 脱毒（virus elimination)培养： • 利用植物组织培养技术，脱除植物细胞中的
病毒，生产健康的无毒繁殖材料的过程。
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1.2.植物病毒病及其危害
• 定义：由植物病毒寄生引起的病害。
• 症状：
– ①变色，叶片的叶绿素形成受阻或积聚，从而产 生花叶、斑点、环斑、脉带和黄化等。花朵的花 青素也可因而改变,使花色变成绿色或杂色等,常 见的症状为深绿与浅绿相间的花叶症如烟草花叶 病。
植物脱毒技术
2、茎尖培养脱毒法
茎尖培养脱毒就是采取茎尖分生组织离体 培养的方法获取无病毒试管苗。 原理： 植物体内病毒靠维管束系统移动，分生组 织中没有维管束存在，病毒只靠胞间连丝移动， 速度很慢，难以追上生长活跃的分生组织，所 以旺盛生长的根尖、茎尖一般都无病毒或很少 有病毒分布。
13
在解剖镜下，用锋利的解剖刀进行迅速准 确地茎尖剥离，再利用植物茎尖分生组织进行 离体培养，再结合病毒检测，就可以获得无病 毒的植株。 主要影响因素就是切取茎尖的大小，一般 要求茎尖长度小于1mm。通常切取茎尖越小， 脱毒效果越好，但是茎尖培养成活率变低。
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二.植物脱毒的意义
1、能够有效地保持优良品种的特性
2、快速繁殖品种，使优良品种迅速应用
3、生产无病毒种苗，防止品种退化
4、节约耕地，提高农产品的商品率
5、便于运输
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三.植物脱毒的原理和方法；
1、热处理脱毒法 2、茎尖培养脱毒法
3、抗病毒药剂处理脱毒法
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1、热处理脱毒法
热处理脱毒是根据病毒与寄生细胞对高温的 忍耐程度不同，选择适当的温度和处理时间，植 物组织中的很多病毒被部分地或完全地钝化而可 控制其的活动，但很少伤害甚至不伤害寄主组织， 从而让植物细胞加快生长，超过病毒扩散速度， 使生长点附近不带病毒，从而达到脱毒的目的。
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脱毒方法对比
脱毒方法
热处理脱毒 法 茎尖培养脱 毒法 抗病毒药剂 处理脱毒法
优点
方法简单，效果明显
缺点
1、具有局限性，不能去除所有病毒 2、极易使植物材料受热枯死，造成 损失
脱毒率高，脱毒速度 快
茎尖越小，去病毒机会越大，脱毒 效果就越好，同时因为其含营养及 水量太低，培养时对培养基的要求 就非常高，对剥离技术要求也非常 高。
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。
植物细胞工程的原理、方法和应用
植物细胞工程原理、方法和应用一．植物细胞工程的原理及方法植物细胞具有全能性，即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。
而让细胞发挥出全能性的方法，就是细胞脱分化。
细胞脱分化，就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为未分化细胞，进而形成愈伤组织。
愈伤组织在一定的培养条件下，分化出幼根和芽，进而形成完整小植株，这就是愈伤组织再分化。
归结起来，植物细胞工程的主要原理是植物细胞的全能性，以及单倍体育种、植物的低温储藏等。
现在我们就来着重谈一谈植物细胞全能性，一个植物体的全部细胞，都是从受精卵经过有丝分裂产生的。
受精卵是一个特异性的细胞，它具有本种植物所特有的全部遗传信息。
因此，植物体内的每一个体细胞也都具有和受精卵完全一样的D NA序链和相同的细胞质环境。
当这些细胞在植物体内的时候，由于受到所在器官和组织环境的束缚，仅仅表现一定的形态和局部的功能。
可是它们的遗传潜力并没有丧失，全部遗传信息仍然被保持在DNA的序链之中，一旦脱离了原来器官组织的束缚，成为游离状态，在一定的营养条件和植物激素的诱导下，细胞的全能性就能表现出来。
于是就象一个受精卵那样，由单个细胞形成愈伤组织然后成为胚状体，再进而长成一棵完整的植株。
所以离体培养之所以能够成功，首先是由于植物细胞具有全能性的缘故。
一.植物组织培养技术植物的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，在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上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。
狭义是指组培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
1、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、脱毒苗：是指不含该种植物的主要危害病毒，即经检测主要病毒在植物内的存在表现阴性反应的苗木。
3、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。
4、外植体褐变：在组织培养过程中，外植体向培养基中释放褐色的物质（醌类）致使培养基逐渐变成褐色，培养材料也随之变成褐色而逐渐死亡的现象。
5、原生质体融合：指使分离下来的不同亲本的原生质体，在人工控制的条件下，像性细胞受精作用那样互相融合成一体，又称体细胞杂交。
6、基本培养基：包括大量元素和微量元素（无机盐类）、维生素和氨基酸，还有糖和水等。
7、玻璃化现象：指试管苗的一种生长失调症状，当植物材料进行离体繁殖时，有些培养物的嫩茎、叶片往往会出现半透明状和水渍状，这种现象称为玻璃化。
其苗称为玻璃化苗。
8、无病毒苗：指不含该种植物主要危害病毒的苗木。
9、人工种子：指通过组织培养技术，将植物的体细胞诱导在形态上和生理上均与合子胚相似的体细胞胚，然后将它包埋于有一定营养成分和保护功能的介质中，组成便于播种的类似种子的单位。
10、植物种质：物亲代通过生殖细胞或体细胞传递给后代的遗传物质，植物种质资源即为携带各种不同遗传物质的植物总称。
5、选择外植体时应选择选择优良的种质、外植体的增殖能力、外植体的年龄和着生部位和选取适宜的大小。
6、花药和发粉培养的共同特点是利用花粉 (小孢子)染色体数目的单倍性，培育出单倍体植株。
7、原生质体培养的方法为固体培养法、液体培养法与固液结合培养法。
8、根据外植体材料，植物组织培养分：植株培养、器官培养、细胞培养、原生质体培养等类型。
9、糖在植物组织培养中是不可缺少的，它不但作为离体组织赖以生长的碳源，而且还能维持培养基渗透压。
10、一般情况下，生长素/细胞分裂素的比值高，有利于根的形成和愈伤组织的形成；比值低，有利于芽的形成。
植物细胞工程 名词解释(烟台大学)
1. 生物技术（biotechnology）生物技术是以生物科学为基础，利用生物个体或生物器官、组织、细胞的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系（包括细胞系），以及与工程原理相结合进行产品加工生产的综合性技术体系。
2. 植物细胞工程的概念plant cell engineering植物细胞工程是以植物细胞和组织为基本单位，在离体条件下进行培养、繁殖或人为的精细操作，使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而改良品种或创造新物种，或加速繁殖植物个体，或获得有用物质的过程。
3. 细胞全能性学说（cell totipotency）高等植物的组织、器官可以不断分割，直到单个细胞。
每个细胞都有植物个体一样的性质和能力，可以通过植物细胞培养使单个细胞发育成为一个新个体4. 细胞全能性概念(cell totipotency)一个生活细胞所具有的产生完整生物个体的潜在能力称之为细胞的全能性5. 离体条件下细胞的脱分化(De-differentiation )在植物离体培养下,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的过程, 称为细胞的脱分化。
6. 愈伤组织(Callus or Cancerous Tissue)在植物细胞组织离体培养过程中，由于细胞的旺盛分裂，在外植体切口表面逐渐向内形成的一团无分化细胞组成的组织，这种组织具有再分化成器官和个体的能力。
7. 细胞的再分化(redifferentiation)脱分化后的分生细胞(或胚性细胞),停止旺盛分裂,在特定的条件下重新恢复细胞的分化能力,并经历器官发生(organogenesis)或经历胚胎发生(embryogenesis)过程,进一步发育成完整植株。
即:在离体条件下，当细胞脱分化后，无序生长的细胞或愈伤组织要重新进入有序生长才能再生为个体，通常把离体培养下的这一过程成为再分化。
8. 细胞分化（differentiation) 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。
人工种子与脱毒资料讲解
以器官为繁殖体的人工种子
1.1 人工种子的制作
人工种子制备包括胚状体的诱导与同步化、人工种子的包埋、人 工胚乳的制作、人工种皮的制作、人工种子贮藏等步骤内容。
1.1.1 胚状体的诱导与同步化发育
不论是哪一种方式产生的胚状体，在发生和发育过程 中一般是不同步的。所以在一个材料中同时可以见到各个 不同发育时期的胚状体。因此，控制胚状体同步发育是人 工种子制备的关键环节之一。
1.1.4 包埋
水凝胶法
是最常用的一种方法。即用海藻 酸钠等水溶性凝胶经与钙离子 进行离子交换后凝固，用于包 埋单个胚状体。种子硬度由凝 胶浓度与络合物离子交换时间 决定。
CaCl2浓度：2.0%-2.5% 离子交换时间：20min-
30min
无菌水漂洗20min
1.2 贮藏
1.2.1 贮藏条件： 4~7℃低温、相对湿度小于67%
※ 人工种子的概念
人工种子（artificial seeds) 又称合成种子（synthetic seeds)或体细胞种子（somatic seeds)。是将植物离体培养产 生的体细胚包埋在含有营养成分 和保护功能的物质中，在适宜的 条件下发芽出苗。
人工种子的概念首先是1978 年由Murashige在第四届国际植 物组织细胞培养大会上提出的。 他认为随着组织培养技术的不断 发展，可以用少量的外植体同步 培养出众多的胚状体，这些胚状 体被包埋在某种胶囊内使其具有 种子的功能，可以直接用于田间
第4章 人工种子 与植物脱毒
1.人工种子
2.植物脱毒
1 人工种子
农业生产中使用的天然种子，一般都是由种皮、胚乳和 胚三部分构成。种皮通常在种子的外层起保护作用；胚乳 含有大量的营养物质，是种苗萌发生长不可缺少的营养来 源；胚由胚芽、胚轴、胚根和子叶构成，将来发成植株。
植物组织培养复习题(标准)
植物组织培养复习题一、填空题：1.植物脱病毒一般采用茎尖培养脱毒和热处理两种方法。
2.最典型的培养基是1962年发表的的一种适合于烟草愈伤组织快速生长的改良培养基，该培养基后来被称为MS培养基，现已广泛用于植物组织培养。
3.胚状体发育顺次经过原胚期、球形胚期、心形胚期、鱼雷形胚期和子叶期。
4.具有防止褐变作用的维生素是Vc。
5.植物组织培养按培养对象分为愈伤组织培养、器官培养、胚培养、细胞和原生质体培养等几种类型。
6.在通过微茎尖培养脱毒时，外植体的大小应以成苗率和脱毒率综合确定，一般以0.3～0.5mm、带1～3个叶原基为好。
7.对植物组织培养的培养基灭菌时，一般情况采用的条件是121温度，保持时间是15～20分钟。
8.在幼胚培养基中，蔗糖的主要作用是维持渗透压、提供碳源和能源和防止幼胚早熟萌发。
9.植物组织培养中，微量元素铁的用量较大，由于在较高pH下，易形成Fe(OH)3沉淀，难以被吸收，所以多用硫酸亚铁（FeSO4·7H20）和乙二胺四乙酸（Na2-EDTA）形成的螯合物，并且单独配制。
10.种质保存大致分为原地保存和异地保寸两种方式。
11.外植体选择的原则是：选择优良的种质、选择健壮的植株、选择最适时期、选取适宜的大小。
12.细胞悬浮培养的方法有成批培养和连续培养等。
13.植物原生质体分离的方法有酶解法和机械法。
14.植板率是指已形成细胞团的单细胞与接种总细胞数的百分数。
15.花粉分离的方法有挤压法、磁搅拌法、漂浮释放法。
16.植物组织培养发展可分为三个时期：萌芽阶段、奠基阶段、快速发展和应用阶段。
17.一个年产4-20万株苗的商业性组织培养实验室，其总面积不应少于60平方米，可划分为准备室、缓冲室、无菌操作室和培养室。
18.盐酸硫胺素VB1是脱羧酶辅酶，吡哆醛VB6是转氨酶辅酶。
19.愈伤组织形成大致经历三个时期，即：诱导期、分裂期、分化期。
20.茎尖培养根据培养目的和取材大小可分为茎尖分生组织组织培养和普通茎尖培养两种类型。
植物脱毒方法
植物脱毒方法
1、茎尖培养脱毒:病毒在植物体内的分布并不均匀,越靠近茎端的病毒的感染深度越低,生长点则几乎不含或含病毒很少。
2、愈伤组织培养脱毒法:通过植物的器官和组织的培养,脱分化诱导产生愈伤组织,然后从愈伤组织再分化产生芽,长成小植株,可以得到无病毒苗。
3、珠心胚培养脱毒:病毒一般不通过种子传播,由珠心细胞发育成的胚再生的植株是无毒的,并具有与母本相同的遗传特性。
4、茎尖微体嫁接:将实生苗砧木在人工培养基上种植培育,再从成年无病树枝上切取0.4—1.0mm茎尖,在砧木上进行试管微体嫁接,以获得无病毒幼苗。
5、花药培养脱毒。
6、热处理脱毒:一些病毒对热不稳定,在高于常温的温度下(35-40°C),即钝化失活。
7、化学处理:抑制或杀死病毒。
【高中生物】高中生物知识点：转基因生物和转基因食品
【高中生物】高中生物知识点：转基因生物和转基因食品转基因生物和转基因食品：1、转基因食品（geneticallymodifiedfoods，gmf）是利用现代分子生物技术，将某些生物的基因转移到其他物种中去，改造生物的遗传物质，使其在形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。
以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是“转基因食品”。
2、转基因生物：即为为了达至特定的目的而将dna展开人为改建的生物。
通常的作法就是抽取某生物具备特定功能（例如抗炎病虫害、减少营养成分）的基因片断，通过基因技术重新加入至目标生物当中。
相关高中生物知识点：杂交育种杂交育种：1、杂交育种概念：将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起，再经过选择和培育，获得新品种的方法。
2、原理：基因重组。
3、常用方法：杂交→自交→选优→自交。
4、优点：并使坐落于相同个体中的优良性状集中于同一个体上。
5、缺点：优良性状的纯化过程需数代，育种年限较长。
6、杂交育种的步骤①培育杂合子品种在农业生产上，可以将杂种一代作为种子直接利用，如水稻、玉米等。
a．基本步骤：挑选出双亲p（♀、♂）→杂交→f1。
b．特点：高产、优质、抗性强，但种子只能种一年。
②培育纯合子品种a．培育隐性纯合子品种的基本步骤：选取双亲p（♀、♂）→杂交→f1→自交→f2→选出表现型符合要求的个体推广种植。
b．培育双显出纯合子或一锥果玉女纯合子品种的基本步骤：挑选出双亲p（♀、♂）→杂交→f1→自花→f2→挑选出表现型符合要求的个体自花→f3→…→挑选出平衡遗传的个体推展栽种。
c．特点：操作简单，但育种年限较长。
有关高中生物知识点：微生物繁育诱变育种：1、概念：利用物理因素或化学因素去处置生物，并使生物出现基因突变，利用这些变异培育新品种的方法叫作微生物繁育。
2、原理：基因突变。
3、4、过程：5、优点：提升突变率，在较短时间内赢得更多的优良变异类型，大力推进繁育进程，大幅度改进某些性状。
7.3植物组培快繁和脱毒技术
鉴定方法
1、直观测定法 2、指示植物法
利用病毒在其他植物上 出现症状的特征，作为 鉴别病毒种类的标准， 这种专门用以生产症状 的寄主植物即为指示植 物，又称鉴别寄主。
3、抗血清鉴定法
4、酶联免疫吸附法（ELISA） 5、电子显微镜检查法
6、免疫吸附电镜法
• 另一种是起源于苗基部切口处愈伤组织的上部，直接起源于中柱 鞘细胞，由于发生与茎的中柱相连，故利于移栽成活。
胚状体形成
• 概念： 离体培养下起源 于非合子细胞，经历 了胚胎发生和胚胎发 育过程所形成的类胚 结构。
原球茎形成
3、试管苗的增殖与继代培养
• 1）、试管繁殖速率及计算
• 理论计算：
接种一个芽或一块增殖的培养物，经一段时间的培养后看能 得到多少个芽或苗，从而推算理论上一年能繁殖出多少苗。
第一节 植物的离体快繁
植物离体快繁（Micropropagation） 又叫微型繁殖或试管繁殖，它是把植物 材料放在试管内，给予人工培养基和合 适培养条件，达到高速增殖，属离体无 性繁殖。
其特点是快速，每年能以千百万倍
一 .离体快繁的应用
良种快繁 脱毒良种苗快繁和无病毒苗大量快繁； 特殊育种材料快繁； 制种材料快速繁殖； 自然和人工诱变有用突变体的快繁； 基因工程植株的快繁；
四、离体快繁中的有关问题
• 培养物的增殖方式 • 外源生长调节物质对品种典 型性的影响 • 继代次数与变异
第二节 术
• 怎样脱毒？
植物的组培脱毒技
• 为什么要脱毒？
• 怎样鉴定无病毒植株？
病毒不仅使人患病，同样也侵害植物，使植物出现皱叶、黄 叶、落叶，以致品质变劣、花色变淡、花数减少、产量降低。 多数农作物，特别是无性繁殖作物，都易受到一种或多种病原 菌的周身浸染。病原菌的浸染不一定都会造成植物的死亡，很多病 毒甚至可能不表现任何可见症状。但在植物中病毒的存在会减少作 物的产量和降低作物的品质。
【高中生物】高中生物知识点：植物的组织培养技术
【高中生物】高中生物知识点：植物的组织培养技术植物组织培养技术：1.植物组织培养工艺：（1）原理：植物细胞具有全能性。
（2）过程：2、用途：（1）微复制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）作物解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，植物组织的细胞可以培养成在形态和生理上与天然种子胚相似的胚状体，也称为体细胞胚。
这种体细胞胚具有叶、根和茎的分生组织结构。
科学家将体细胞胚胎植入胶囊中，形成球形结构，使其具有种子功能。
因此，人工种子是一种代替天然种子的人工颗粒，可以直接在田间播种。
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：它可以在自然条件下繁殖不肥沃或种子昂贵的植物；保持父母的优良品质，因为这个过程是无性繁殖；节约粮食，减少种子的使用；它可以控制某些物质的添加，如除草剂、农药、促生长激素、有益细菌等。
周期短，便于储存和运输，不受气候和地域限制。
(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。
知识电话：1、植物组织培养的注意事项：（1）接种期间的注意事项：① 接种室应消毒；② 无菌手术；③ 接种期间应防止交叉污染；④ 接种后立即盖上瓶子。
（2）外植体接种前，需要将接种室、接种箱灭菌和对外植体消毒的操作：①接种前一天，用甲醛溶液和高锰酸钾对接种室的四个角落进行熏蒸。
②接种前1小时，在接种室内用喷雾器喷洒来苏水；桌椅也用来苏水擦拭；接种箱内用甲醛溶液和高锰酸钾熏蒸。
③ 用紫外线灯对灭菌室和接种箱进行消毒。
④接种前，操作者用肥皂清洗双手，擦干，再用酒精棉球擦拭双手。
⑤ 外植体用次氯酸钠溶液消毒。
2、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，需要的条件：①消毒灭菌；②一定浓度的植物激素；③适宜的温度；④充足的养料。
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Stage 1. Induction（诱导期）:
Brown（1972）认为静止细胞是具有分裂能力的， 只是被存在的一类抑制物质所阻止，而使其分裂能力不 能表现，如果除去抑制物质，就可恢复分裂能力。若加 入抵消抑制物质影响的外源物质（激素），细胞就立即 进行DNA复制，全部细胞进入S期，并发生同步分裂。
• 三个时期愈伤组织的代谢状况、结构以及细胞的 平均大小都有明显的差别。
◆ 一般植物组织都能诱发愈伤组织；诱导愈伤组织的成败关键主 要不是实验材料，而是培养条件，其中激素的成分和浓度是最重要 的因素
Stage 1. Induction（诱导期）:
诱导期是细胞准备分裂的时期，是愈伤组织形成起 点。
外植体细胞在完整植株中随着细胞的分化过程 而逐渐停止分裂，开始执行它们各自不同的功能。 外植体细胞一般处于静止状态，称为静止细胞。
Stage 1. Induction（诱导期）:
故可以从内外因两方面着手，改变诱导期长短
主要外因方面是添加一些生长物质
Steward等(1964)用2, 4-D及其类似的生长调节物 质处理处于静止状态的组织，看到RNA的含量很 快明显地增加。并且2、4-D积累在分裂细胞的核 仁中。
Yeoman 和 Mitchell (1970) 指出了核仁是生长物 质的作用部位。
特征：生理生化上分裂期的一个明显特征是外层细胞进行 分裂，而中间的细胞不分裂。另外还有细胞数目增加，体 积变小；细胞核和核仁增到最大等
Stage 2. Cell division 分裂期
• 形成的愈伤组织的特征：细胞分 裂快，结构疏散，缺少有组织的 结构，颜色浅而透明
Stage 3. Differentiation 分化期
Callus types
Callus may be heavily lignified （木质化）and hard in texture, whereas others break easily into small fragments (friable). Different types of Gloriosa callus:
学过经济史的人都记得，资本主义历史上第一场泡沫经济发生在17世纪的荷 兰。引发危机的主角，不是“．COM”，而是郁金香。
郁金香属多年生草本球根花卉。土耳其是最早栽培郁金香的国家。郁金香的 原名“Tulipa”就是土耳其语“美丽的头巾”之意。郁金香虽无食用和药用价值， 但它具有独特的观赏价值。
三、愈伤组织的器官发生方式
◆ 器官分化的植物激素控制理论： 大多数植物组织或器官的再生作用符合器官 分化的植物激素控制理论。 生长素与细胞分裂素 ●比例小时则产生芽 ●比例大时则生根 ●比例适中时，则产生无结构的愈伤组织。
三、愈伤组织的器官发生方式
2、体细胞胚的发生 • 愈伤组织 体细胞胚
植株
● Callus原意：植 物受损伤时在愈合 伤口处长出的一团 瘤状突起，突起内 的细胞已发生脱分 化的变化。
4.1.1 愈伤组织 Callus
• 基本概念 • 愈伤组织的诱导 • 愈伤组织的器官发生方式
二、愈伤组织的诱导
• 从外植体脱分化形成愈伤组织大致可分为三个时 期：起动期 （诱导期）、分裂期和形成期（分 化期）。
植物病毒的危害
爱尔兰饥荒（1845-1849年）
马铃薯晚疫病菌在爱尔兰岛蔓延，，导致大量马铃薯腐烂
大约有100万爱尔兰人不是饿死，便是病死； 还有100万人逃到英格兰、北美
这是什么花？
美丽的郁金香与植物病毒病
第一个记载的植物病 毒病当属郁金香碎色花 病，因为至今荷兰阿姆 斯特丹的博物馆还保存 着一张1619年荷兰画家 的一幅得病的郁金香静 物画。为什么要画得病 的郁金香呢？
植物病毒的危害
一种病毒可侵染许多植物，而同种植物 又可被许多病毒侵染。
当病毒侵染寄主植物后，感病植物代谢 异常，使植物的叶片黄化，褪绿，皱缩，卷 曲；使植株矮化，坏死；使果实减少或畸形。
植物病毒的危害
● 变色：花叶、黄化 ● 坏死 ● 畸形：叶片皱缩、叶缘卷曲、果面 凹凸不平，植株矮化
Potato Spindle tuber
❖ 如何制备人工种子： ❖ 器官发生途径：目前多以叶片、茎段为外植体诱
导愈伤组织，再分步诱导芽和根，生成苗。 ❖ 体细胞胚途径：以苞片为外植体，离体诱导体细
胞胚，制作人工种子。 ❖ 下面介绍这种方法。注意不同生长素/分裂素比例
对于体细胞胚诱导的影响。
❖ （1）愈伤组织诱导：
❖ 将一品红苞片常规消毒，切成0.6cm2小块，接种 到添加不同浓度6-BA和2，4-D的MS培养基中 （表1），每瓶接种5片称重，第20天继代培养时 再称重。培养温度25度左右，暗培养。
2，4-D/6-BA比例较高时(2.0/0.5)有利于愈伤组织诱导
2，4-D：2，4-二氯苯氧乙酸（生长素） 6-BA： 6-苄基腺嘌呤（分裂素）
（2）体细胞胚诱导
降低生长素2，4-D浓度(1.0/0.5)：体细胞胚分化率升高 活性炭吸附减轻酚氧化的褐变，也有促进萌发效果
（3）包埋与萌发 ——海藻酸盐法
• 基本概念 • 愈伤组织的诱导 • 愈伤组织的器官发生方式
三、愈伤组织的器官发生方式
愈伤组织培养物在某些条件下： ◆ 可以再分化产生不定芽或根的分生组织 ◆ 甚至是胚状体， ◆ 继之，由这些有结构的组织而发育成苗 或完整小植株。
三、愈伤组织的器官发生方式
1、愈伤组织通过不定芽方式再分化形成再生 植株的方式主要有三种： （1） 先产生芽，后在茎的基部长根； （2）先长根，再长芽； （3）愈伤组织的不同部位分别形成根和芽。
Stage 2. Cell division 分裂期
Active cell division, cells revert to a meristematic dedifferentiated state.
Stage 2. Cell division 分裂期
分裂期：外植体中已分化的活细胞在外源激素的作用下， 外植体外层细胞出现了分裂，由于外层细胞的迅速分裂使 得这些细胞的体积缩小，逐渐回复到分生组织状态，因此 也称为回复变化。在回复变化时，细胞通过脱分化的起动 期而进入分裂，并开始形成愈伤组织。
❖ 胚状体悬浮在3%的海藻酸钠+1/2MS培养基+6-BA0.5mg/L （分裂素）+GA3(赤霉素)0.5mg/L+ IBA0.5mg/L（生长素） +1.5%麦芽糖的混合液中(赤霉素是生长调节剂，能促进不 定胚发育成小植株)
❖ 滴入到2%氯化钙溶液里，络合15分钟，捞起，无菌水洗涤， 干燥成一定强度的人工种子胶丸。
一、植物病毒及其危害
tobacco mosaic virus
TMV
病毒学的发展简史
1798年 接种牛痘预防天花 1885年 制成狂犬疫苗
1892年 Ivanofsky因发现烟草花叶病毒（TMV）时， 称其为滤过性致病因子（第一个被发现的病毒）
1935年 获得TMV的结晶 1939年 电镜下观察到TMV 1967年 阐明病毒的本质 1970年 发现逆转录病毒 1982年 发现朊病毒（羊瘙痒病） 1983年 毒
Callus consists of an amorphous (无定形) mass of loosely arranged thin-walled (parenchyma 薄壁) cells
外植体（explant）：从植物体上分离下来的用于 离体培养的植物器官和组织的切段
Wound callus on the stem of an Erythrina tree 刺桐树
第四章
人工种子与植物脱毒
Contents
1. 人工种子
2. 植物脱毒
4.1 愈伤组织与人工种子
◆ 愈伤组织 ◆人工种子 Callus and Artificial Seed
4.1.1 愈伤组织 Callus
• 基本概念 • 愈伤组织的诱导 • 愈伤组织的器官发生
一、基本概念
指从外植体的内部或切口表面形成的一团没有 分化的均匀一致、无序生长的薄壁细胞团，具有 再分化能力。
※特点：在诱导期，代谢活化了，细胞内的合成代 谢迅速进行，但是细胞的大小仍然和外植体时一样， 没有多大改变。
Stage 1. Induction（诱导期）:
※ 诱导期的长短：
由一系列内部（植物的种类、生理状况）和外部 （光照、外源激素）因素决定。
例如菊芋的诱导期有时还不需要1天，胡萝卜则要 好几天，而菊芋块茎贮藏时间的改变，诱导期也发 生改变。从11月到次年4月取菊芋块茎进行培养， 则诱导期从22小时逐渐延长到40小时。
存在的问题
• 人工种皮性能不尽人意； • 还没有一种符合多数植物胚状体需要的人工胚乳； • 胚状体储藏阶段的休眠控制； • 如何保证长期储藏而又不影响萌发率； • 制作流程较繁琐、成本高。 • 许多植物还不能成功地诱导出高质量体细胞胚。
5.人工种子应用举例
一品红人工种子制作
❖ 为什么要制备人工种子：一品红又名圣诞花，属 大朗科，常绿溜木。是在元旦和圣诞节前夕观赏 的一种著名盆栽花卉。 一品红常采用扦插繁殖， 繁殖速度慢。
• Appearance of cellular
differentiation and the
expression
of
secondary metabolic
pathways.
Stage 3. Differentiation 分化期
分化期特点：分化结构的形成过程加速，超过 了回复变化。外层细胞的分裂逐渐减慢，甚至 停止，为次生生长所代替，大量次生结构出现。 在这时期中细胞的伸展和分裂处于平衡，故细 胞的平均大小往往没有变化。
二、人工种子的制备
二、人工种子的制备
用褐藻酸钙水溶性 胶囊包埋胚状体， 图褐藻酸钙水凝胶 法示意图 包囊体在水中洗 用以生产人工单胚 种子称水凝胶法