第四章植物组织培养技术
植物组织培养技术的认识(植物组织培养课件)
4、突变育种：采用组织培养可以直接诱变和筛选出 具抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白等优良性状的品种。 象中国林科院用逐步加大培养基中盐的浓度，直接获得 耐盐的杨树株系。
5、基因工程：基因工程主要研究DNA的转导，而基 因转导后必须通过组织培养途径才能实现植株再生。
⑹生物制品：有些极其昂贵的生物制品，如抗 癌首选药物--紫杉醇等，可以用大规模培养植物细 胞来直接生产。
（一）植物组织培养的特点
1、培养条件可以人为控制
人为提供的培养基质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
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。
2.继代培养：
更换新鲜培养基来繁殖同种类型的材料（愈伤组织、芽）。
3.生根培养： 将芽苗转接到生根培养基上培养成为完整植株的过程。
4.驯化移栽： 组培苗经人工炼苗后移栽到驯化苗床上使之适
应 露地或保护地条件的过程。
思考题 ： 1、简述植物组织培养技术基本程序； 2、简述快繁基本过程。
Tobacco meristem
virus-free tissue
virus particles found here
效地除去植物体内的病毒，得到
• wlohw大y/ndo量oev的isrut无hseti病tmree毒?ris种tem苗h。av主e 要的方法
– 是vir培us养spr植ea物ds 茎prim尖ar分ily 生thro组ug织h ，也可
植株比较小，往往20-30d为一个周期。
由于植物材料能按几何级数繁殖生产，故总体 来说成本低廉，且能及时提供规格一致的优质种 苗或脱病毒种苗。
高中生物植物的组织培养技术知识点总结
高中生物植物的组织培养技术知识点总结导读：我根据大家的需要整理了一份关于《高中生物植物的组织培养技术知识点总结》的内容，具体内容：植物组织培养技术是高中生物的一个重要组成部分，学生需要掌握相关知识点，下面是我给大家带来的高中生物植物的组织培养技术知识点，希望对你有帮助。
高中生物植物的组织培养技术基础知识点...植物组织培养技术是高中生物的一个重要组成部分，学生需要掌握相关知识点，下面是我给大家带来的高中生物植物的组织培养技术知识点，希望对你有帮助。
高中生物植物的组织培养技术基础知识点1、植物组织培养过程：(1)原理：植物细胞具有全能性。
(2)过程：2、用途：(1)微型繁殖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)作物脱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，可把植物组织的细胞培养成在形态及生理上与天然种子胚相似的胚状体，也叫作体细胞胚。
这种体细胞胚有于叶、根、茎分生组织的结构。
科学家把体细胞胚包埋在胶囊内形成球状结构，使其具备种子机能。
所以，人工种子是一种人工制造的代替天然种子的颗粒体，可以直接播种于田间。
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：可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖;保持亲本的优良性状，因该过程为无性繁殖;节约粮食，减少种子的使用;可以控制添加一些物质，如除草剂、农药、促进生长的激素、有益菌等。
周期短，易储存和运输，不受气候和地域的限制。
(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。
高中生物植物的组织培养技术重要知识点1、植物细胞的全能性(1)概念：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。
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。
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通过培养组织和细胞的方式来繁殖和研究植物的方法。
它可以被广泛应用于植物育种、生产和研究等领域。
本文将介绍植物组织培养技术的基本原理、培养基组成和培养过程，并简要介绍其在实际应用中的一些重要方面。
一、基本原理植物组织培养技术基于植物细胞的分裂和分化能力。
在无菌条件下，取自植物的幼嫩组织、芽尖、胚乳或种子中的胚或胚乳端胚发育相对较低的部分，通过体外培养的方法，将其置于适当的培养基中，利用培养基中的植物生长激素和营养物质，可以诱导组织再分化和器官发生，从而实现对植物的繁殖和研究。
二、培养基组成植物组织培养过程中的培养基主要由无机盐、有机物、糖类和植物生长调节剂等组成。
无机盐提供了植物细胞所需的矿质元素，有机物则作为植物细胞的能量来源和原料。
糖类则提供能量和调节物质，植物生长调节剂在培养基中的加入可以调节细胞分裂、分化和器官发生等过程。
三、培养过程植物组织培养过程一般分为前处理、组织分离、无菌处理、培养和转地培养等几个步骤。
1. 前处理前处理包括新鲜植株的选择、幼嫩组织或胚的提取、洗涤和消毒等步骤。
新鲜植物材料能提供较高的活力和分裂能力，幼嫩组织或胚则更易于培养。
2. 组织分离在无菌条件下，通过手工或酶解的方法将所需的幼嫩组织或胚提取出来。
组织分离需要注意操作的轻柔和对组织的保护，以确保分离出的细胞和组织能够在后续的培养中保持较高的生活力。
3. 无菌处理在培养过程中，保持无菌状态是一项关键工作。
这包括对器皿、培养基和工具等进行高温高压处理或酒精灯烧烤，同时采取合适的工作台、手套箱、无菌技巧等。
4. 培养和转地培养将提取的幼嫩组织或胚块置于含有适当生长激素和营养物质的培养基中，暴露于合适的光照和温度条件下。
在培养过程中，可以通过调整培养基的成分和组织的处理方式来促进细胞分裂和分化，实现器官发生和植株生长。
如果需要将培养物转移到土壤中，还需要进行转地培养的处理，以适应土壤环境。
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。
植物组织培养教案
植物组织培养教案第一章：植物组织培养概述1.1 植物组织培养的定义1.2 植物组织培养的发展历程1.3 植物组织培养的应用领域1.4 植物组织培养的优点与局限性第二章：植物组织培养的原理与技术2.1 植物组织培养的原理2.2 植物组织培养的技术步骤2.3 植物组织培养的注意事项2.4 植物组织培养的设备与材料第三章：植物组织培养的实践操作3.1 植物组织培养的实验设计3.2 植物组织培养的实验操作步骤3.3 植物组织培养的实验注意事项3.4 植物组织培养的实验结果与分析第四章：植物组织培养在农业中的应用4.1 植物组织培养在作物育种中的应用4.2 植物组织培养在植物繁殖中的应用4.3 植物组织培养在作物栽培与管理中的应用4.4 植物组织培养在农业环境保护中的应用第五章：植物组织培养在生物科技领域的拓展5.2 植物组织培养在细胞工程中的应用5.3 植物组织培养在植物生物反应器中的应用5.4 植物组织培养在其他生物科技领域的应用第六章：植物组织培养在医药领域的应用6.1 植物组织培养在中药生产中的应用6.2 植物组织培养在珍稀药用植物繁殖中的应用6.3 植物组织培养在细胞产物的工业化生产中的应用6.4 植物组织培养在药物研发与评价中的应用第七章：植物组织培养在环境保护中的应用7.1 植物组织培养在植物修复中的应用7.2 植物组织培养在生物降解中的应用7.3 植物组织培养在生物过滤中的应用7.4 植物组织培养在生产生态材料中的应用第八章：植物组织培养在生物多样性保护中的应用8.1 植物组织培养在濒危植物繁殖中的应用8.2 植物组织培养在基因资源的保存中的应用8.3 植物组织培养在人工种子生产中的应用8.4 植物组织培养在植物育种中的作用第九章：植物组织培养的最新研究进展9.1 植物组织培养技术的最新发展9.2 植物组织培养在基因编辑中的应用9.4 植物组织培养在其他新兴领域的应用第十章：植物组织培养的未来发展趋势10.1 植物组织培养在可持续农业中的作用10.2 植物组织培养在生物产业的发展前景10.3 植物组织培养在生物技术领域的挑战与机遇10.4 植物组织培养在教育与普及中的意义重点和难点解析一、植物组织培养的定义与发展历程：理解植物组织培养的基本概念，以及其从最初发现到现代技术的发展历程。
植物组织培养(全)
胚培养是器官培养的一种。选用的外植体是成熟或未成熟的胚进行离体无菌培养。其具体方法是将取出放在液体或固体培养基上培养，由于胚包含在胚珠和子房里，因而进行胚胎培养时，常常是将胚珠和子房放在培养基上培养。
胚培养用途：1.拯救胚2.研究胚的发育营养研究3.一些特殊的领域的研究。
(4)细胞和原生质体培养
二是要给予它们适当的刺激，即给予它们一定的营养物质，并使它们受到一定的激素的作用。
全能性体现的两个过程
一个已分化的细胞要表现它的全能性，必须经历两个过程，即首先要经历脱分化过程，然后再经历再分化过程。
再分化的过程有两种方式：
一是器官发生方式 二是胚胎发生方式
2.激素（植物生长调节剂）调控
后来证明，激素可调控器官发生的概念对于多数物种都可适用，只是由于在不同组织中这些激素的内生水平不同，因而对于某一具体的形态发生过程来说，它们所要求的外源激素的水平也会有所不同。
⑤1958年，Wickson和Thimann指出，应用外源细胞分裂素可促成在顶芽存在的情况下处于休眠状态的腋芽的生长。
当把茎尖接种在含有细胞分裂素的培养基上以后，将可使侧芽解除休眠状态，而且，能够从顶端优势下解脱出来的不只是那些既存于原来茎尖上的腋芽，此外，还有由原来的茎尖在培养中长成的侧枝上的腋芽，结果就会形成一个郁郁葱葱的结构，里面包含了数目很多的小枝条，其中每个小枝条又可取出来重复上述过程，于是在相当短的时间内，就可以得到成千上万的小枝条。当把这些小枝条转够到另外一种培养基上诱导生根以后，即可移植于土壤中。
奠基阶段（从20世纪30年代中至20世纪50年代末）
30年代中期，植物组织培养领域两个重要的发现，其一是认识了B族维生素对植物生长的重要意义；二是发现了生长素--一种天然的生长调节物质。
《植物组织培养技术》 讲义
《植物组织培养技术》讲义一、植物组织培养技术的概述植物组织培养技术是在无菌的条件下，将植物的离体器官、组织、细胞或原生质体等培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，使其生长、分化并发育成完整植株的技术。
这项技术具有广泛的应用前景，涵盖了农业、园艺、林业、医药等多个领域。
植物组织培养技术的发展历程可以追溯到 19 世纪末。
早期的研究者们尝试在体外培养植物细胞和组织，但由于技术限制，进展较为缓慢。
直到 20 世纪中叶，随着无菌操作技术的改进、培养基成分的优化以及植物生长调节剂的应用，植物组织培养技术才取得了重大突破，并逐渐成为一门成熟的生物技术。
二、植物组织培养技术的基本原理植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础。
所谓全能性，是指植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，在适宜的条件下，具有发育成完整植株的潜在能力。
在植物体内，由于细胞分化和特定基因的表达调控，不同部位的细胞表现出不同的形态和功能。
但当这些细胞脱离了原有的环境，在人工培养基上提供适当的营养物质和生长调节剂时，它们可以解除分化状态，恢复全能性，重新表现出未分化细胞的特性，经过分裂和分化，形成新的组织和器官，最终发育成完整的植株。
三、植物组织培养技术的操作流程1、外植体的选择与消毒外植体是指用于组织培养的植物材料，如茎尖、叶片、花药等。
选择合适的外植体对于培养的成功至关重要。
一般来说，应选择生长健壮、无病虫害的材料。
在采集外植体后，需要进行严格的消毒处理，以去除表面的微生物，常用的消毒方法有酒精消毒、次氯酸钠消毒等。
2、培养基的制备培养基是植物组织培养的营养基础，其成分包括大量元素、微量元素、有机成分、植物生长调节剂等。
常用的培养基有 MS 培养基、White 培养基等。
在制备培养基时，需要按照配方准确称量各种成分，溶解后调节 pH 值至适宜范围，然后进行高压灭菌。
3、接种在无菌条件下，将消毒后的外植体接种到培养基上。
接种时要注意操作的规范性，避免污染。
植物组织培养高三知识点
植物组织培养高三知识点植物组织培养技术是一种通过人工控制环境条件，使植物的某一部分组织或细胞在无菌条件下进行生长和分化的技术。
在高中生物课程中，植物组织培养作为现代生物技术的一个重要分支，是学生需要掌握的知识点之一。
本文将详细介绍植物组织培养的基本原理、操作流程以及在农业生产和生物研究中的应用。
基本原理植物组织培养基于植物细胞的全能性，即一个单一的植物细胞在适当的条件下能够发育成一个完整的植株。
这种全能性的存在是由于植物细胞内含有该物种所有遗传信息。
在无菌和人工控制的环境中，通过提供适宜的营养物质、激素和环境条件，可以诱导细胞或组织进行分裂、生长和分化。
操作流程植物组织培养的操作流程通常包括以下几个步骤：1. 材料准备：选取适合的植物材料，如茎尖、叶片或根尖等，这些部位的细胞活性较强，更适合进行组织培养。
2. 消毒处理：将选取的植物材料进行严格的表面消毒，以杀灭可能存在的微生物，保证培养过程的无菌性。
3. 接种：将消毒后的植物材料切割成适当大小，接种到含有植物生长所需营养物质和激素的培养基中。
4. 培养：将接种后的培养基置于恒温培养箱中，提供适宜的温度、光照和湿度条件，促进植物组织的生长和分化。
5. 观察记录：定期观察植物组织的生长状况，记录数据，以便分析和调整培养条件。
6. 移栽：当培养的植株生长到一定程度后，可以将其移栽到土壤中，进行后续的管理和养护。
应用领域植物组织培养技术在农业生产和生物研究中有广泛的应用：1. 快速繁殖：通过组织培养技术，可以实现植物的快速繁殖，特别是对于一些难以通过种子繁殖的珍稀植物或具有特殊遗传特性的植物品种。
2. 遗传改良：组织培养技术可以与遗传工程相结合，通过转基因或基因编辑技术，培育出具有优良性状的新品种。
3. 植物保护：对于受到病虫害或逆境胁迫的植物，组织培养可以作为一种保护和恢复的手段。
4. 生物制药：利用植物组织培养技术，可以生产次生代谢产物，如药物、香料等，这对于生物制药行业具有重要意义。
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。
高中生物精品资源第四章 植物细胞培养与次生代谢产物的生产课件高中生物竞赛
的速度蓬勃发展。
药用植物及其制成保健食品、化妆品等每年进,药用植物细胞大量培养技术正成为 国际上名贵珍稀天然药物开发的新目标,目前已经从400多种植物建立了组 织和细胞培养体系,从中分离出600多种代谢产物,其中40多种化合物在数量 上超过或等于原植物
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悬浮培养基本分为：分批式、流加式、连续式、半连续式培养
1)分批培养(batch culture) 是指在培养过程中，既不向系统中补加培养基， 也不从系统中排出培养物（包括培养基和细胞），也就是说一次性加入培养 基，在一定条件下培养一段时间后，一次性收获。
国内外细胞培养的研究进展
1）重点放在细胞培养上（过去） 细胞培养的优点是生物量生长快，但也有次生代谢产物的含量不稳定
和不易与大田栽培接轨等明显的缺点。
2）植物组织和器官培养具有更重要的意义。
初级代谢物、次生代谢物对细胞、植物的意义 植物合成次生代谢产物的目的是其自身生理代谢的需要，在细胞阶段，往往不 需要合成，但到了组织和器官阶段，合成的需要就会加强。因此，培养药用植 物的组织和器官，更容易获得次生代谢产物。
第四章 植物组织培养生产次生代谢产物
一、植物组织培养生产次生代谢物质的目的意义 二、植物细胞培养生产次生代谢产物
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现代植物学研究中非常重要的一项技术手段。
通过植物组织培养技术，我们可以在无菌条件下，通过体细胞或器官的分离培养，获得大量的同一植物的无性系，进而进行基因改良、病毒检测、过量繁殖等研究工作。
本文将介绍植物组织培养技术的原理、方法和应用。
植物组织培养技术的原理主要是利用植物细胞的再分化和分化能力。
植物细胞是多潜能和多分化的，可以在适宜的培养条件下，再生成新的细胞、组织和器官。
这种再分化和分化的过程是通过激素的调控完成的，培养基中添加不同种类和浓度的激素，可以引导植物细胞不同的再分化和分化途径。
植物组织培养技术的方法主要包括无菌分离、培养基的配制、组织的培养和幼苗的转移到土壤等步骤。
首先，需要从植物体中取得组织样品，并进行无菌分离。
分离过程通常在无菌工作台中进行，使用无菌工具将组织样品表面消毒并分离出单个细胞或小块组织。
然后，将分离得到的细胞或组织转移到含有适当激素和营养物质的培养基上进行培养。
培养基中的激素种类和浓度会影响细胞和组织的再分化和分化。
最后，经过适当时间的培养，幼苗或新生的组织可以被转移到土壤中进行继续培养和生长。
植物组织培养技术的应用非常广泛。
首先，它被广泛应用于植物育种领域。
通过选择性培养或遗传转化等技术，可以获得具有特定性状的植物无性系，从而提高作物的产量和品质。
其次，植物组织培养技术也可以用于植物病毒检测和清除。
植物病毒会对作物产生很大的危害，通过组织培养技术可以获得无病毒的植物材料，进而进行病毒检测和病毒清除工作。
此外，植物组织培养技术还可以用于植物的大规模繁殖和保存。
通过无菌条件下的组织培养，可以获得大量的植物幼苗，从而实现快速、高效的大规模繁殖。
虽然植物组织培养技术具有很多优点，但是也存在一些困难和挑战。
首先，植物组织培养技术的操作需要高度的无菌技术。
在无菌条件下进行培养，需要使用无菌工作台和无菌工具，以避免细菌和真菌的污染。
其次，植物组织培养的成功率和再生能力与植物种类和品种相关，有些品种的再分化和分化能力较弱，导致培养效果不佳。
《植物组织培养》电子教案
《植物组织培养》电子教案第一章：植物组织培养概述1.1 植物组织培养的定义1.2 植物组织培养的历史与发展1.3 植物组织培养的应用领域第二章：植物组织培养的原理与技术2.1 植物组织培养的基本原理2.2 植物组织培养的操作技术2.3 植物组织培养的注意事项第三章：植物组织培养的实验操作3.1 实验材料的选择与准备3.2 实验设备的准备与使用3.3 实验操作步骤与技巧第四章：植物组织培养的实践案例4.1 植物繁殖的新途径4.2 植物品种改良与创新4.3 植物组织的应用前景第五章：植物组织培养的争议与伦理问题5.1 植物组织培养与生物安全5.2 植物组织培养与环境保护5.3 植物组织培养的伦理问题探讨第六章：植物组织培养的生物学基础6.1 植物细胞全能性的概念6.2 植物激素在组织培养中的作用6.3 植物基因表达调控在组织培养中的角色第七章：植物组织培养技术的进阶应用7.1 愈伤组织诱导与胚胎发生7.2 植物繁殖的新技术：微型繁殖与种子生产7.3 植物基因转化与遗传改良第八章：植物组织培养在农业领域的应用8.1 作物遗传资源的保存与利用8.2 抗病虫害作物的培育与应用8.3 逆境生物学与耐旱抗寒植物的培养第九章：植物组织培养在生物产业的应用9.1 植物制药与生物活性成分的生产9.2 植物生物反应器的研究与应用9.3 植物组织培养与生物降解材料的开发第十章：植物组织培养的未来发展趋势10.1 合成生物学在植物组织培养中的应用10.2 植物组织培养与数字农业的融合10.3 植物组织培养在可持续农业中的角色与挑战重点和难点解析一、植物组织培养概述难点解析：理解植物组织培养的概念及其在植物繁殖和生物技术中的应用。
二、植物组织培养的原理与技术难点解析：掌握植物组织培养的操作步骤和技术要点，以及实验过程中的注意事项。
三、植物组织培养的实验操作难点解析：实验操作的细节处理，如无菌技术的应用、外植体选择的重要性等。
植物组织培养：第4章 外植体的选择、灭菌及培养
防细菌滤膜的网孔的直径为0.45μm以下，当溶液 通过滤膜后，细菌的细胞和真菌的孢子等因大于滤膜直 径而被阻。
在需要过滤灭菌的液体量大时，常使用抽滤装置； 液量小时，可用注射器。使用前对其高压灭菌，将滤 膜装在注射器的靠针管处，将待过滤的液体装入注射 器，推压注射器活塞杆，溶液压出滤膜，从针管压出 的溶液就是无菌溶液。
由于在消毒后的环境里和物品上没有活着的微生物， 所以通过严格消毒灭菌的操作空间(接种室、超净台、 等)和使用的器皿，以及操作者的衣着和手都不带任何 活着的微生物。在这样的条件下进行的操作，就叫做无 菌操作。
一 常用的灭菌方法 物理方法
化学方法
湿热灭菌(常压或高压蒸煮) 干热灭菌(烘烧和灼烧) 射线处理(紫外线、超声波、微波) 过滤除菌 大量无菌水冲洗
3. 叶片：由于叶片的来源最有保证，因而许多植物的组 织培养以叶片为起始培养物，如，玫瑰、海棠、矮牵 牛和豆瓣绿等许多植物。
4.子叶或下胚轴：对一些培养较困难的植物，则往往可 以通过其子叶或下胚轴来建立其组织培养体系。 若有可能，最好对培养较困难的植物各部位的诱导及 分化能力进行比较，从中筛选出最佳外植体。
甲醛(福尔马林)
过氧化氢 高锰酸钾 来苏儿 漂白粉 次氯酸钠 升汞(氯化汞) 酒精
（一）物理方法灭菌
1.湿热灭菌（高压蒸汽灭菌）—培养基灭菌
培养基在制备后的24h内完成灭菌工序。高压灭菌 的原理是：在密闭的蒸锅内，其中的蒸气不能外溢， 压力不断上升，使水的沸点不断提高，从而锅内温度 也随之增加。在0.1MPa的压力下，锅内温度达121℃。 在此蒸气温度下，可以很快杀死各种细菌及其高度耐 热的芽孢。
植物组织培养技术手册
植物组织培养技术手册引言:植物组织培养技术是一种用于植物繁殖、育种、生产以及研究的重要方法。
它通过植物的离体培养，可以实现无菌繁殖、株系保存、基因转化等多种目的。
本手册旨在介绍植物组织培养技术的基本原理、操作流程以及常见的培养方法，帮助读者更好地了解和应用植物组织培养技术。
一、植物组织培养的基本原理:植物组织培养是基于细胞分裂和分化的特性，通过提供适当的培养基和环境条件，实现植物组织或细胞的无菌培养和繁殖。
培养基中的植物激素可调节细胞分裂、分化和发育过程，从而实现植物的离体生长。
二、植物组织培养的操作流程:植物组织培养主要包括种子表面消毒、组织材料切割、组织培养基制备、无菌操作、培养和生长条件控制等步骤。
在进行培养前，必须保证实验室工作台、仪器及试剂无菌，并掌握基本的无菌技术。
三、植物组织培养的常见方法:1. 胚培养: 利用离体胚培养方法，通过改变培养基成分和激素配比，可实现胚的萌发、生根和生长等生理过程，从而获得大量繁殖后代。
2. 茎段培养: 将植物茎段无菌培养在含有适宜激素的培养基上，可诱导茎段发生分化、长出新芽或胚状体，进而形成新的植株。
3. 叶片培养: 利用植物叶片的组织分化和再生能力，通过无菌培养可实现新植株的繁殖和长出新叶片。
4. 胚性愈伤组织培养: 使用植物体内存在的愈伤组织分化能力，通过外部条件的调控，诱导愈伤组织的形成和萌发，进而向下分化和发育为新的植株。
5. 原基愈伤组织培养: 利用原基愈伤组织在培养基上的生长和分化能力，可以实现离体胚胎的形成和长成新植株。
四、植物组织培养的注意事项:1. 无菌操作: 在进行植物组织培养前，必须进行充分的无菌操作，保证实验材料和环境的无菌状态，避免细菌和真菌的污染。
2. 培养基配方: 不同植物组织或细胞具有不同的生理需求，需要根据具体物种和实验目的来调整培养基的成分和激素的配比。
3. 生长环境控制: 控制培养基的pH值、温度、光照强度和湿度等因素，可影响植物组织的生长和分化能力，需根据实际情况进行适当调节。
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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（二）丛生芽发生型(器官型)
丛生芽发生型是指使外植体携带的顶芽或 腋芽在适宜培养环境中不断发生腋芽而生根培养基中，诱导生根成苗的繁殖方法。
丛生芽发生型是大多数植物快繁的主要途 径，它不经过愈伤组织，能使无性系后代保持原 品种的特性，在生产中普遍应用。
四、移栽驯化
试管小植株的移栽驯化是试管苗从异养到自 养的转变，有一个逐渐适应过程。移栽前需对试 管植株进行高光强炼苗，使植株生长粗壮，并打 开瓶口，降低湿度，使其逐渐适应外界环境。 • 1.移栽 • 2.驯化管理
１.移栽
• 首先应洗去小植株根部附着的培养基，避免微生物 的繁殖污染，造成小苗死亡。
• 原球茎是短缩的、呈珠粒状的、由胚性细胞组成的、类似嫩茎的器官， 它可以增殖，形成原球茎丛。由茎尖或腋芽外植体诱导产生原球茎，切 割原球茎进行增殖，或停止切割使其继续培养而转绿，产生毛状假根， 叶原基发育成幼叶，将其转移培养生根，形成完整植株。
II植物快繁程序
植物快繁的程序包括四个阶段： –无菌（或初代）培养的建立 –繁殖体增殖 –芽苗生根 –小植株的移栽驯化
（2）生产计划的实施 生产计划实施的步骤为：①准备繁殖材料。②合
格繁殖材料的快速增殖。 存瓶增殖总瓶数＝月计划生产苗数／每个增殖瓶月
可产苗数 月计划生产苗数＝每个操作人员每天可接苗数×月
工作日×人员数 控制试管苗生产中的增殖总瓶数，便于在一个周
期内全部更新一次培养基，使增殖材料处于不同生长 阶段的最佳状态，提高其质量。
IV 植物快繁的商业化应用
植物快繁最重要的用途是进行植物的商业化生产。 世界上快繁商业化开始于上个世纪美国的兰花工 业。我国的香蕉快繁苗占全国组培苗的2/3。其次 有甘蔗、兰花、马铃薯、甘薯等。
•园艺植物种苗工厂化生产
一、商业化生产规模及工艺流程
1.试管苗生产规模的确定 商业化生产规模的确定应以市场需求为标准。 试管苗生产规模的确• 定是以无菌工作台和培养
• 然后将小植株栽入人工配制的混合培养基质中，基 质用保湿又透气的材料，如蛭石、珍珠岩、粗沙、 泥炭等按比例混合，以利小植株生长。几天后小植 株可形成新的功能根系。
2.驯化管理
• 移栽的试管小植株和活体生根的小植株，其湿度的 控制十分重要。因试管苗在高湿（90％～100％的 相对湿度）环境中生长，茎叶表面防止水分散失的 角质层等几乎全无，根系又不发达，移栽后难以保 证水分平衡，即使根系周围有足够的水分也不行。 所以，应采用加覆塑料薄膜、经常喷雾的方法，提 高小植株周围的空气湿度，减少叶面蒸腾。同时， 逐渐降低空气相对湿度，使其适应自然环境条件。
• ③设备折旧费用。
•特点： •①繁殖率非常 高，但繁殖速 度较慢。 •②遗传性稳定。
（三）器官发生型（已讲过）
是指外植体在适宜培养基和培养条件下，经过脱分化形成愈 伤组织，然后经过再分化诱导愈伤组织产生不定芽，或外植 体不形成愈伤组织而直接从其表面形成不定芽，将芽苗转移 到生根培养基中，经培养获得完整植株的繁殖方法。
一、无菌培养的建立
这个阶段的任务是母株和外植体的选取、 无菌培养物的获得及外植体的启动生长，以利于 离体材料在适宜培养环境中以某种器官发生类型 进行增殖。
二、增殖培养
1.培养材料的增殖方式 五种方式。(取决于培养目的和材料自身的可
能性。) 一般大多数植物采用无菌短枝或腋芽萌发或诱
导不定芽产生，再以芽繁殖芽的方式进行增殖；兰 科植物、百合等则采用原球茎增殖途径，以保障繁 殖材料的遗传稳定性。
胚状体发生型是指外植体在适宜培养环境中，经 诱导产生体细胞胚的繁殖方法 ，从而形成小植株的繁 殖方法。
分为间接途径（经愈伤途径）和直接途径两种。 胚状体发生途径具有成苗数量大、速度快、结构 完整的特点，因而是外植体增殖系数最大的途径。
胚状体发生型 特点：①胚状体发生数量多、速度快、结构完整、 繁殖系数高。②遗传性稳定
3.商业化生产的配套设施
相应配套设施包括过渡培养室和露地炼苗场。
4.商业化生产的工艺流程
试管苗商业化生产的工艺流程是以其快繁程 序为基础建立起来的，如最成熟的草莓脱毒苗生产 流程和葡萄试管快繁流程。通过茎尖脱毒建立起来 的草莓商业化试管苗生产，除必须配备的培养和驯 化等条件外，还应增加病毒鉴定室。
• 培养基的物理特性：以固体培养较为普遍，也有采 用液体培养，如兰花原球茎的增殖。
三、培养条件
• 光照：1000-3000lx，后期可增强。14-16h/d。 • 温度：与植物的原产地相应。一般为25±2℃。有时可
进行高温或低温的预处理。 • 湿度：要求环境相对湿度不能太低，一般在70-80%。 • 气体：要求培养基及培养瓶通气良好，同时及时转接。
•（二）特点
• 1、繁殖效率高。 • 2、培养条件可控性强。 • 3、占用空间小。 • 4、管理方便，利于自动化控制。 • 5、便于种质保存和交换。
•二、植物快繁器官形成方式（再分化形成植 株的方式）
•根据器官形成方式的不同，将植物器官的 再生分为五种类型，即短枝发生型（不定 芽型）、丛生芽发生型（器官型）、器官 发生性、胚状体发生型和原球茎发生型。
液体培养要求振荡培养，促进氧气交换。
四、继代培养
• 主要指对阶段Ⅱ增殖形成的芽丛、胚状体或原球 茎等进行转接继代。继代间隔时间一般为20天左 右。
五、移栽
• 根系结构不完善的试管苗移栽后不易存活。要求根 系结构完整，具根毛，再生根的吸收能力强。 • 叶表皮组织不发达的试管苗也不易移栽存活。移栽 要求打开瓶口驯化2-3天；或在瓶内添加一些生长延 缓剂如PP333、CCC等培育壮苗。
04第四章植物组织培养 技术
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2020/11/28
第四章植物组织培养技术
•I概述 •一、概念和特点
•（一）概念
• 植物离体繁殖（propagation in vitro）又称植 物快繁或微繁，是指利用植物组织培养技术对外植 体进行离体培养，使其短期内获得遗传性一致的大 量再生植株的方法。
3.产品质量监控
•
如接种状况、污染率、生长情况、
生根苗数量、出瓶苗质量等，并建立试
管苗出瓶标准。
4.商业化生产效益分析 通过成本核算可以了解：①生产过程中的
各种消耗；②管理工作的质量；③各项技术措 施的效果；④产品价格的制定标准。
•
试管苗商业化的生产成本应包括：
• ①人工费用。
• ②生产物资费用。
•菊花花瓣体细胞胚胎发生及体胚发育过程的扫描电镜观 察
（五）原球茎发生型
原球茎发生型是兰科植物的一种快繁方式， 它是指茎尖或腋芽外植体经培养产生原球茎（即 扁球状体、基部生假根）的繁殖类型。
• 原球茎是兰花种子发芽过程中的一种形态学构造。种子萌发初期并不出 现胚根，只是胚逐渐膨大，以后种皮的一端破裂，肿胀的胚呈小圆锥状， 故称为原球茎。
架的数量来衡量的。年产100万株，接种室40~50m2， 超净工作台8~10台，培养室100-120m2 。
2.商业化实验室的设计 根据已确定的生产规模和组织培养的生产程
序，试管苗生产的实验室应尽量布局合理，使生产 程序能连续、有效地进行。
•（1）环境要求远离污染源 （2）水电、交通 （3） 工艺流程 （4）节能（5）无菌
•（一）短枝发生型（不定芽型）
短枝发生型是指外植体携带的带叶茎段，在适 宜的培养环境中萌发，形成完整植株，再将其剪成 带叶茎段，继代再成苗的繁殖方法。
•特点： •①繁殖率高，利用外植体的 芽特别是原受到抑制的腋芽 和大量形成不定芽。 •②能保持该种植物遗传稳定 性。 •③可使繁殖周期长的林木缩 短其童年期
对有些植物，如果芽苗在含有生长素的培养基中生长 1～2d，再转移至无生长素的培养基中，或芽苗在含生长素 的生根溶液中浸蘸后直接插入无生长素的培养基中，湿度 85%以上，温度25℃，弱光或黑暗条件。
2.活体生根（试管外生根）
芽苗先在生长素中快速浸蘸或在含有相对高浓 度生长素的培养基中培养5~10天，然后在温室中栽 入培养基质，经常喷雾，给予高湿度环境，几天后 便可自行生根。
• 此外，在移栽小植株的驯化管理阶段，还应防止菌 类滋生，适当喷一定浓度的杀菌剂（杀菌灵）可有 效保护移栽小植株的正常生长。
III 影响植物快繁的因素
植物快繁的目的是以尽可能高的效率生 产试管苗，获得最大的经济效益。因此， 在快繁时应使各种影响因素处于最适合快 繁的状态。
一、外植体
• 外植体的来源：最适的为茎尖、带芽茎段，也可 以利用叶片、子叶、根段、花器官组织等。
• 移栽小植株还应注意光、温控制。
• 移栽初期光照强度应较弱，经过一段时间适应后，增 加光照强度（漫射），如1 500～4 000 lx，甚至10000 lx。
• 移栽小植株生长所需的适宜温度与植物种类有关，喜 温性植物以25℃左右为宜，喜凉性植物则以18～20℃ 为好。温度过高导致蒸腾作用加强，水分失衡，微生 物滋生等；温度过低则使幼苗生长迟缓或不易存活。 如使基质温度高于空气温度2～3℃，则有利于生根和 促进根系发育，提高存活率。
2.增殖培养基
增殖率是植株快速繁殖特别是商业性繁殖的重要 指标。外植体在每次继代培养中，应能产生最大数量 的有效繁殖体。
基本培养基一般与启动生长培养基相同，而细胞 分裂素和矿物元素的浓度水平则高于启动生长培养基。 一般MS+BA 1~3 mg/ml+NAA0.1~1 mg/ml。
3.增殖体的大小和切割方法 一般携带一个茎节，但第一次增殖的茎段一般
• （2）增殖率的实际值是指接种一个芽或一个苗，经过实际 繁殖周期，得到的实际芽或苗数。
• 实际增殖数与理论增殖数出现很大差异的原因是： • ①污染淘汰；②出售、转让和实验所用； • ③移栽死亡；④培养容器等设备的限制。
2.生产计划的制定和实施
（1）生产计划的制定
商业化生产计划制定的依据是市场对试管 苗的种类、品种及数量的需求及趋势，实验室 具备的生产条件和规模。首先应提出全年销售 目标，再根据实际生产中各个环节的消耗，制 定出相应的全年生产计划，一般生产数量应比 计划销售的数量增加20％～30％。