概述——植物组织培养技术概论_PPT幻灯片
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1960年，莫雷尔（Morel） 等人通过对兰花茎尖进 行培养，获得了快速繁 殖的脱毒兰花，随后在 国内外进行了“兰花试 管苗产业化”。
三、植物组织培养的理论基础
理论基础：植物细胞具有全能性（totipotency)。
全能性：是指植物体内任何具有完整的细胞核的细胞都包含着该物种 的全部遗传信息，并具有发育成完整植株的能力。
1960年以来组织培养理论、实践、 技术和方法不断完善和发展，并广泛应 用于生物学的许多分支学科。
1960年，Cocking酶解法分离原生质 体获得成功，使植物细胞可以象动物细
胞一样进行细胞融合。
1964年，印度学者古巴（Cuba）和马 斯瓦瑞（Maheshwari）成功地培养曼 陀罗花药获得单倍体再生植株，从而 促进了植物花药培养单倍体育种技术 的发展。
植物细胞的分化：是指个体发育过程中，不同部位的细胞形态结构和生理功能 发生改变，形成不同组织或器官。 植物细胞的脱分化：也称去分化，是指离体条件下生长的细胞、组织或器官逐 渐失去原来的结构和功能而恢复分生能力，形成无组织结构的细胞团或愈伤组 织的过程。 植物细胞的再分化：是由脱分化形成的愈伤组织重新分化出特定细胞、组织和 器官的过程。
类型
了解植物组织 培养的应用
有性繁殖 无性繁殖
扦插
嫁接
压条
（二）奠基阶段（从20世纪30 年代末到50年代中）：
1934年，怀特（White） 用 番茄根尖建立起第一个活跃生 长的无性繁殖系，从而使非胚 器官的培养首先获得成功。
1939年，积雷瑞特 （Gautherete）培养胡萝卜根外 植体成功。
无菌短枝扦 插
用已发育或去除顶芽后萌发的腋芽，连同短枝进行消毒，在无菌条 件下培养，使其生长并诱导生根，在较短时间内即可获得植株
（二）植物组织培养的类型 1、按培养的外植体划分
按照培 养的外 植体划
分
植株培养
胚胎培养
器官培养
愈伤组织 培养
组织培养
细胞培养
原生质体 培养
植
株 培
对幼苗及较大的植株培
养 养（扦插培养、种子苗
培养）
胚
胎 培
包括胚乳培养、胚珠培
养 养、胚培养、未成熟的
种胚培养
牡丹成熟胚的离体培养与快速繁殖 Mature embryo culture and rapid propagation of tree peony
器
官 培
包括离体根、茎、叶、
养 果实、种子、花器官的
培养
花烛叶片离体快速繁殖
教学内容
1、植物组织培养概述 2、植物组织培养室的设计、建造及管理 3、培养基的配制及灭菌 4、无菌操作技术 5、植物组织培养应用实操（植物脱毒技术、 植物快繁技术、试管苗的驯化移栽等） 6、组培苗工厂化生产的经营与管理
概述
学习目标
掌握植物组织 培养的基本概
念
理解植物组织 培养的理论基
础
掌握植物组织 培养的途径及
1943年，White提出了植物 细胞“全能性”学说，标志组 织培养成为一门新兴学科。
1952-1958年：美国科学家斯图尔德（Steward F.C.）等人 用胡萝卜根的细胞悬浮培养，发现单个细胞能象受精卵发育 成胚一样的途径，发育成完整植株。证实了植物细胞“全能 性”学说。
（三）快速发展和应用阶段（从20世纪50年代末到现在）
比较内容 过程
脱分化 外植体→愈伤组织
再分化 愈伤组织→幼苗
形成体特点
排列疏松、高度液泡化的薄壁 细胞
有根、芽
需要条件
a.离体 b.适宜的营养 c.生长素/细胞分裂素的比例 适中 d.不需光
ຫໍສະໝຸດ Baidu
a.离体 b.适宜的营养 c.生长素/细胞分裂素的比 例高或低诱导生芽或生根 d.光照
植物组织进行脱分化和再分化的分化过程
脱 分 化
离体的植物器官、 组织、细胞
愈伤组织
植物全能性 的表达
根、芽
胚状体 再生植株
游离单细胞 或原生质体
人工种子
植物组织培养的基本概念
外植体：从植物体上切取分离下来进行无菌培养的部分。 接种：在无菌条件下将外植体插到培养基上的过程。 愈伤组织：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，是脱分化后产生的无组织结构、无明显极性、松散的细胞团。 胚状体：是由愈伤组织细胞诱导分化出具有胚芽、胚根、胚轴的胚状 结构，进而长成完整植株。 不定芽：凡从叶、根、或茎节间等通常不形成芽的部位生出的芽，则 统称为不定芽。
3、按培养方法划分
按培养方法划分
细胞悬浮培养
单细胞培养
细胞悬浮培养：用液体培养基 对保持良好的分散状态的单个 细胞或小的细胞聚集在摇床上 进行培养的方法。 单细胞培养：单细胞培养可分 为看护培养（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）、平板培养、 微室培养。
四、植物组织培养的途径和类型
（一）植物组织培养的途径
器官型
由离体的茎尖、花芽、花丝、花托、鳞片等组织上直接产生小植株
器官发生型
由外植体先诱导愈伤组织，再从愈伤组织中分化出不定芽和根，形 成再生植株
胚胎发生型 外植体通过培养分化出胚状体，经球形期、心形期、鱼雷期和子叶期
发育成再生植株
原球茎
外植体经原球茎途径分化形成植株
愈伤组 织培养
将外植体接种在人工培养基上，由于植物生 长调节剂的存在，而其细胞脱分化形成愈伤 组织，然后通过再分化形成再生植株。它是 最为常见的。
组
织 培
对各种组织进行培养，
养 如分生组织培养、薄壁
组织培养等
细
胞 培
指对单细胞或较小的细
养 胞团进行培养。
摇床
植物细胞大量培养工艺流程示意图
原 生 质 指对通过机械、 体 化学等方法去掉 培 细胞壁后所获得 养 的原生质体进行
对于植物细胞来说,不仅受精卵,体细胞也具有全能性. 植物细胞表达全能性大小是受精卵>生殖细胞>体细胞
已分化的动物体细胞的全能性是受限制的,但细胞核仍具有全能性. 全能性只不过是一种潜能性.
实现植物细胞全能性必须具备的条件： ①体细胞与完整植株分离，脱离完整植株的控制； ②创造理想的适宜细胞生长和分化的环境。
培养。
非洲紫罗兰原生质体分离、培养及植株再生
原生质体培养过程
2、按所用培养基类型划分
所用培养基类型 划分
固体培养
液体培养
固体培养：培养基中添加凝固 剂。
液体培养：培养基中不添加凝 固剂（静止培养、旋转培养、 纸桥培养、振荡培养）
固体培养： 液体培养
体胚液体培养
不同类型液体培养装置
纸桥培养法
三、植物组织培养的理论基础
理论基础：植物细胞具有全能性（totipotency)。
全能性：是指植物体内任何具有完整的细胞核的细胞都包含着该物种 的全部遗传信息，并具有发育成完整植株的能力。
1960年以来组织培养理论、实践、 技术和方法不断完善和发展，并广泛应 用于生物学的许多分支学科。
1960年，Cocking酶解法分离原生质 体获得成功，使植物细胞可以象动物细
胞一样进行细胞融合。
1964年，印度学者古巴（Cuba）和马 斯瓦瑞（Maheshwari）成功地培养曼 陀罗花药获得单倍体再生植株，从而 促进了植物花药培养单倍体育种技术 的发展。
植物细胞的分化：是指个体发育过程中，不同部位的细胞形态结构和生理功能 发生改变，形成不同组织或器官。 植物细胞的脱分化：也称去分化，是指离体条件下生长的细胞、组织或器官逐 渐失去原来的结构和功能而恢复分生能力，形成无组织结构的细胞团或愈伤组 织的过程。 植物细胞的再分化：是由脱分化形成的愈伤组织重新分化出特定细胞、组织和 器官的过程。
类型
了解植物组织 培养的应用
有性繁殖 无性繁殖
扦插
嫁接
压条
（二）奠基阶段（从20世纪30 年代末到50年代中）：
1934年，怀特（White） 用 番茄根尖建立起第一个活跃生 长的无性繁殖系，从而使非胚 器官的培养首先获得成功。
1939年，积雷瑞特 （Gautherete）培养胡萝卜根外 植体成功。
无菌短枝扦 插
用已发育或去除顶芽后萌发的腋芽，连同短枝进行消毒，在无菌条 件下培养，使其生长并诱导生根，在较短时间内即可获得植株
（二）植物组织培养的类型 1、按培养的外植体划分
按照培 养的外 植体划
分
植株培养
胚胎培养
器官培养
愈伤组织 培养
组织培养
细胞培养
原生质体 培养
植
株 培
对幼苗及较大的植株培
养 养（扦插培养、种子苗
培养）
胚
胎 培
包括胚乳培养、胚珠培
养 养、胚培养、未成熟的
种胚培养
牡丹成熟胚的离体培养与快速繁殖 Mature embryo culture and rapid propagation of tree peony
器
官 培
包括离体根、茎、叶、
养 果实、种子、花器官的
培养
花烛叶片离体快速繁殖
教学内容
1、植物组织培养概述 2、植物组织培养室的设计、建造及管理 3、培养基的配制及灭菌 4、无菌操作技术 5、植物组织培养应用实操（植物脱毒技术、 植物快繁技术、试管苗的驯化移栽等） 6、组培苗工厂化生产的经营与管理
概述
学习目标
掌握植物组织 培养的基本概
念
理解植物组织 培养的理论基
础
掌握植物组织 培养的途径及
1943年，White提出了植物 细胞“全能性”学说，标志组 织培养成为一门新兴学科。
1952-1958年：美国科学家斯图尔德（Steward F.C.）等人 用胡萝卜根的细胞悬浮培养，发现单个细胞能象受精卵发育 成胚一样的途径，发育成完整植株。证实了植物细胞“全能 性”学说。
（三）快速发展和应用阶段（从20世纪50年代末到现在）
比较内容 过程
脱分化 外植体→愈伤组织
再分化 愈伤组织→幼苗
形成体特点
排列疏松、高度液泡化的薄壁 细胞
有根、芽
需要条件
a.离体 b.适宜的营养 c.生长素/细胞分裂素的比例 适中 d.不需光
ຫໍສະໝຸດ Baidu
a.离体 b.适宜的营养 c.生长素/细胞分裂素的比 例高或低诱导生芽或生根 d.光照
植物组织进行脱分化和再分化的分化过程
脱 分 化
离体的植物器官、 组织、细胞
愈伤组织
植物全能性 的表达
根、芽
胚状体 再生植株
游离单细胞 或原生质体
人工种子
植物组织培养的基本概念
外植体：从植物体上切取分离下来进行无菌培养的部分。 接种：在无菌条件下将外植体插到培养基上的过程。 愈伤组织：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，是脱分化后产生的无组织结构、无明显极性、松散的细胞团。 胚状体：是由愈伤组织细胞诱导分化出具有胚芽、胚根、胚轴的胚状 结构，进而长成完整植株。 不定芽：凡从叶、根、或茎节间等通常不形成芽的部位生出的芽，则 统称为不定芽。
3、按培养方法划分
按培养方法划分
细胞悬浮培养
单细胞培养
细胞悬浮培养：用液体培养基 对保持良好的分散状态的单个 细胞或小的细胞聚集在摇床上 进行培养的方法。 单细胞培养：单细胞培养可分 为看护培养（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）、平板培养、 微室培养。
四、植物组织培养的途径和类型
（一）植物组织培养的途径
器官型
由离体的茎尖、花芽、花丝、花托、鳞片等组织上直接产生小植株
器官发生型
由外植体先诱导愈伤组织，再从愈伤组织中分化出不定芽和根，形 成再生植株
胚胎发生型 外植体通过培养分化出胚状体，经球形期、心形期、鱼雷期和子叶期
发育成再生植株
原球茎
外植体经原球茎途径分化形成植株
愈伤组 织培养
将外植体接种在人工培养基上，由于植物生 长调节剂的存在，而其细胞脱分化形成愈伤 组织，然后通过再分化形成再生植株。它是 最为常见的。
组
织 培
对各种组织进行培养，
养 如分生组织培养、薄壁
组织培养等
细
胞 培
指对单细胞或较小的细
养 胞团进行培养。
摇床
植物细胞大量培养工艺流程示意图
原 生 质 指对通过机械、 体 化学等方法去掉 培 细胞壁后所获得 养 的原生质体进行
对于植物细胞来说,不仅受精卵,体细胞也具有全能性. 植物细胞表达全能性大小是受精卵>生殖细胞>体细胞
已分化的动物体细胞的全能性是受限制的,但细胞核仍具有全能性. 全能性只不过是一种潜能性.
实现植物细胞全能性必须具备的条件： ①体细胞与完整植株分离，脱离完整植株的控制； ②创造理想的适宜细胞生长和分化的环境。
培养。
非洲紫罗兰原生质体分离、培养及植株再生
原生质体培养过程
2、按所用培养基类型划分
所用培养基类型 划分
固体培养
液体培养
固体培养：培养基中添加凝固 剂。
液体培养：培养基中不添加凝 固剂（静止培养、旋转培养、 纸桥培养、振荡培养）
固体培养： 液体培养
体胚液体培养
不同类型液体培养装置
纸桥培养法