组织培养ppt课件
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19
体细胞胚的产生
单细胞悬浮培养 原生质体培养 组织器官培养
花粉培养 合子胚
无融合生殖胚
体
细
胞 胚
非
非
合
合
子
子
细
花
胚
胞
粉
胚
大量研究表明，大多数植物组织培养，单细胞悬浮培
养、原生质体培养和花粉培养中都观察到体细胞胚胎
发生或花粉胚胎发生（pollen embryogenesis）
前者为二倍体的体细胞产生的胚状结构
21
1 外植体的选择
基本要求：生长正常、无病虫害. 从中选择适宜的组织器官。 外植体的选择因获得植物细胞的处理方法而异. 1）.直接分离 选择细胞之间粘连程度较小的植物组织/器官 最好：叶片
22
2）.愈伤组织的诱导 不同植物种类及同一植物的不同器官对
于诱导条件的反应是不同的。 （1）.种类 百合科 风信子 较易诱导和再生小植株
织的细胞，经过离体培养可以发育成同其亲本一样的完 整植株。 分化程度越高，全能性越低
2
植物脱毒(virus elimination)
利用植物组织培养技术,脱除植物细胞中侵染的病 毒,生产健康的繁殖材料的技术.
快(速)繁(殖)
利用细胞的再生特性,在组织培养条件下加速繁殖材 料的个体生产,提高繁殖系数的技术
23
而同属百合科的郁金香 则较困难
24
（2）.基因型
百合花（100多种:亚洲百合、麝香百合、香水 百合、火百合、姬百合等 ），以花药为外植体时， 亚洲杂交种系的诱导率大于麝香杂种系
亚洲百合
麝香百合
25
（3）.取材部位
17
18
2.1体细胞胚胎发生的方式
植物组织培养过程中植物体细胞胚胎途径可归 纳为两类：直接途径和间接途径。
直接途径是直接从原外植体不经愈伤组织阶段 发育而成
间接方式是体胚从愈伤组织或悬浮细胞（包括 原生质体）、有时也从已形成的体胚的一组细 胞中发育而成，如香雪兰（Freesia refracta） 花序外植体经直接体细胞胚胎发生途径形成再 生植株。
3
重点与难点： 1.植物组培再生植株的发生途径 2.植物组培的基本过程
4
一.植物组培发展历史：
1934—1948 植物生长素被发现 1956 激动素 1958 Steward 从胡萝卜根愈伤组织获得单细胞，诱
导成胚再生成植株。 20C 60s 植物组培规模化应用
5
“兰花工业”
种子萌发时先是胚的膨大,种皮破裂,40天时肉眼可见浅黄色的原胚呈球状,称为原球茎 1960年法国的Morel观察到虎头兰的茎尖在无菌的培养基上能够形成扁圆形的小球体， 这些小球体与幼胚发育成的原球体非常相似，故称为原球茎. 在一定条件下，这些原球茎通过 切割能够快速增殖，并能够再生成完整植株---兰花试管苗“工业”，简称“兰花工业”。
2.体细胞胚发生途径
什么是体细胞胚 体细胞胚（somatic embryo）又叫胚状体，是指离体 培养条件下没有经过受精过程而形成的胚胎类似物。
胚 的 发 育 图
香蕉心形体细胞胚
16
双子叶植物的胚胎发育过程
(A) 伸长期合子；(B) 合子经过第一次分裂, 产生1 个顶细胞(绿色)和一个基细 胞(粉红色)；(C) 四分体胚: 顶细胞经历2 次纵向分裂，产生含有4 个细胞的胚 体和2 个细胞的胚柄；(D) 16 细胞球形胚: 8 细胞胚的所有细胞经过1 次平周 分裂, 产生包含8 个细胞的表皮原和8 个细胞的内部组织；(E) 早期心形胚；(F) 心形胚: 子叶和胚根原基已经出现；(G) 成熟胚胎。 1: 顶细胞; 2 : 基细胞; 3: 胚根原细胞, 形成未来的ROC 和根冠中央区; RM: 根 尖生长点; SM: 茎尖生长点
后者是由小孢子或其分裂产物等单倍体细胞产生的体
细胞胚，通常称花粉胚（pollen embryos），可发
育成单倍体植株。
20
三.植物组织培养的基本过程
1).培养材料的选择与采集 2).培养材料的预处理 3).制备外植体 [诱导愈伤组织 悬浮培养 诱导胚性组织] 4).接种和培养 5).根的诱导 6).炼苗移栽
在植物组织培养中，不是所有的培养细胞都 同样分裂增殖，常常是细胞群中的一部分细胞 进行旺盛的分裂形成细胞块，此称为拟分生组 织。这里指的是只具有分生能力的细胞 。
14
4）.器官原基和器官的形成
器官原基：胚胎发育中能辨认出的将来发育为某器官 的部分。
器官发生：先芽后根、先根后芽、根芽同生
15
第三章 植物组织与器官培养
第一节 植物组织培养
1
植物组织培养（组培 plant tissue culture）
指将植物组织在适当培养条件下诱导长成完 整植株的技术
试管植物（Vitro plant）
植物组织培养再生的植物
细胞全能性（totipotency）---植物组织培养技
术的重要理论基础-- 在适宜的条件下，一个来自已分化的根、茎、叶等组
3）.外植体（explant） 植物体上切取下来进行培养的部分组织或
器官
10
魔芋的愈伤组织
菠萝的愈伤组织
11
水稻的愈伤组织发育成幼苗 草莓的愈伤组织
12
1.2 器官发生步骤 1）. 启动期
诱导外植体细胞脱分化和分裂
2）.愈伤组织诱导
诱导脱分化细胞形成愈伤组织
13
3）.拟分生组织的形成（ meristemoid ）
6
二.植物组培再生植株的发生途径
两条： 器官发生途径 体细胞胚发生途径
7
1.器官发生途径
1.1基本概念
1）器官发生
指离题培养的组织或细 胞团分化形成不定根、 不定芽等器官的过程
不定根（adventitious root）指植物的茎或叶上 所发生的根。它不是直接 或间接由胚根所形成的， 没有固定的生长Hale Waihona Puke Baidu位，它 不按正常时序发生。有扩 大植物吸收面积和增强固 着或支持植物的功能 。
8
不定芽
在高等植物正常的个体发
育中，芽一般是只从茎尖或
叶腋等的一定位置生出。所
以这种象顶芽、腋芽、副芽
等均在一定部位生出的芽，
称为定芽．与此相反，凡从
叶、根、或茎节间或是离体
培养的愈伤组织上等通常不
形成芽的部位生出的芽，则
统称为不定芽。
紫背天葵
9
2）.愈伤组织（Callus）
脱分化后的细胞经过细胞分裂产生无组织 结构、无明显极性的松散细胞团
体细胞胚的产生
单细胞悬浮培养 原生质体培养 组织器官培养
花粉培养 合子胚
无融合生殖胚
体
细
胞 胚
非
非
合
合
子
子
细
花
胚
胞
粉
胚
大量研究表明，大多数植物组织培养，单细胞悬浮培
养、原生质体培养和花粉培养中都观察到体细胞胚胎
发生或花粉胚胎发生（pollen embryogenesis）
前者为二倍体的体细胞产生的胚状结构
21
1 外植体的选择
基本要求：生长正常、无病虫害. 从中选择适宜的组织器官。 外植体的选择因获得植物细胞的处理方法而异. 1）.直接分离 选择细胞之间粘连程度较小的植物组织/器官 最好：叶片
22
2）.愈伤组织的诱导 不同植物种类及同一植物的不同器官对
于诱导条件的反应是不同的。 （1）.种类 百合科 风信子 较易诱导和再生小植株
织的细胞，经过离体培养可以发育成同其亲本一样的完 整植株。 分化程度越高，全能性越低
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植物脱毒(virus elimination)
利用植物组织培养技术,脱除植物细胞中侵染的病 毒,生产健康的繁殖材料的技术.
快(速)繁(殖)
利用细胞的再生特性,在组织培养条件下加速繁殖材 料的个体生产,提高繁殖系数的技术
23
而同属百合科的郁金香 则较困难
24
（2）.基因型
百合花（100多种:亚洲百合、麝香百合、香水 百合、火百合、姬百合等 ），以花药为外植体时， 亚洲杂交种系的诱导率大于麝香杂种系
亚洲百合
麝香百合
25
（3）.取材部位
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18
2.1体细胞胚胎发生的方式
植物组织培养过程中植物体细胞胚胎途径可归 纳为两类：直接途径和间接途径。
直接途径是直接从原外植体不经愈伤组织阶段 发育而成
间接方式是体胚从愈伤组织或悬浮细胞（包括 原生质体）、有时也从已形成的体胚的一组细 胞中发育而成，如香雪兰（Freesia refracta） 花序外植体经直接体细胞胚胎发生途径形成再 生植株。
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重点与难点： 1.植物组培再生植株的发生途径 2.植物组培的基本过程
4
一.植物组培发展历史：
1934—1948 植物生长素被发现 1956 激动素 1958 Steward 从胡萝卜根愈伤组织获得单细胞，诱
导成胚再生成植株。 20C 60s 植物组培规模化应用
5
“兰花工业”
种子萌发时先是胚的膨大,种皮破裂,40天时肉眼可见浅黄色的原胚呈球状,称为原球茎 1960年法国的Morel观察到虎头兰的茎尖在无菌的培养基上能够形成扁圆形的小球体， 这些小球体与幼胚发育成的原球体非常相似，故称为原球茎. 在一定条件下，这些原球茎通过 切割能够快速增殖，并能够再生成完整植株---兰花试管苗“工业”，简称“兰花工业”。
2.体细胞胚发生途径
什么是体细胞胚 体细胞胚（somatic embryo）又叫胚状体，是指离体 培养条件下没有经过受精过程而形成的胚胎类似物。
胚 的 发 育 图
香蕉心形体细胞胚
16
双子叶植物的胚胎发育过程
(A) 伸长期合子；(B) 合子经过第一次分裂, 产生1 个顶细胞(绿色)和一个基细 胞(粉红色)；(C) 四分体胚: 顶细胞经历2 次纵向分裂，产生含有4 个细胞的胚 体和2 个细胞的胚柄；(D) 16 细胞球形胚: 8 细胞胚的所有细胞经过1 次平周 分裂, 产生包含8 个细胞的表皮原和8 个细胞的内部组织；(E) 早期心形胚；(F) 心形胚: 子叶和胚根原基已经出现；(G) 成熟胚胎。 1: 顶细胞; 2 : 基细胞; 3: 胚根原细胞, 形成未来的ROC 和根冠中央区; RM: 根 尖生长点; SM: 茎尖生长点
后者是由小孢子或其分裂产物等单倍体细胞产生的体
细胞胚，通常称花粉胚（pollen embryos），可发
育成单倍体植株。
20
三.植物组织培养的基本过程
1).培养材料的选择与采集 2).培养材料的预处理 3).制备外植体 [诱导愈伤组织 悬浮培养 诱导胚性组织] 4).接种和培养 5).根的诱导 6).炼苗移栽
在植物组织培养中，不是所有的培养细胞都 同样分裂增殖，常常是细胞群中的一部分细胞 进行旺盛的分裂形成细胞块，此称为拟分生组 织。这里指的是只具有分生能力的细胞 。
14
4）.器官原基和器官的形成
器官原基：胚胎发育中能辨认出的将来发育为某器官 的部分。
器官发生：先芽后根、先根后芽、根芽同生
15
第三章 植物组织与器官培养
第一节 植物组织培养
1
植物组织培养（组培 plant tissue culture）
指将植物组织在适当培养条件下诱导长成完 整植株的技术
试管植物（Vitro plant）
植物组织培养再生的植物
细胞全能性（totipotency）---植物组织培养技
术的重要理论基础-- 在适宜的条件下，一个来自已分化的根、茎、叶等组
3）.外植体（explant） 植物体上切取下来进行培养的部分组织或
器官
10
魔芋的愈伤组织
菠萝的愈伤组织
11
水稻的愈伤组织发育成幼苗 草莓的愈伤组织
12
1.2 器官发生步骤 1）. 启动期
诱导外植体细胞脱分化和分裂
2）.愈伤组织诱导
诱导脱分化细胞形成愈伤组织
13
3）.拟分生组织的形成（ meristemoid ）
6
二.植物组培再生植株的发生途径
两条： 器官发生途径 体细胞胚发生途径
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1.器官发生途径
1.1基本概念
1）器官发生
指离题培养的组织或细 胞团分化形成不定根、 不定芽等器官的过程
不定根（adventitious root）指植物的茎或叶上 所发生的根。它不是直接 或间接由胚根所形成的， 没有固定的生长Hale Waihona Puke Baidu位，它 不按正常时序发生。有扩 大植物吸收面积和增强固 着或支持植物的功能 。
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不定芽
在高等植物正常的个体发
育中，芽一般是只从茎尖或
叶腋等的一定位置生出。所
以这种象顶芽、腋芽、副芽
等均在一定部位生出的芽，
称为定芽．与此相反，凡从
叶、根、或茎节间或是离体
培养的愈伤组织上等通常不
形成芽的部位生出的芽，则
统称为不定芽。
紫背天葵
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2）.愈伤组织（Callus）
脱分化后的细胞经过细胞分裂产生无组织 结构、无明显极性的松散细胞团