植物组织培养学课件 (6)
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6 植物组织培养实验二PPT课件
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
18
2、无菌操作要注意：每次操作前， 将双手用酒精棉球擦拭消毒；镊 子、解剖剪刀等金属工具用火焰 烧过灭菌，冷却后方可使用；尽 量减少无菌三角瓶或培养皿在空 气中的暴露时间；所有无菌操作 尽量快速完成，并要求在酒精灯 附近进行。
19
3、请先在自然条件下练习外植体解剖， 分割成0.5cm2左右的小块（段），经操 作熟练，检查无误后，再进行无菌解 剖分割及接种，以减少植物材料染菌 或失水死亡的机率。
欢迎同学们进入奇幻的植物组织培养实验世界
1
植物组织培养实验Ⅱ——— 外植体取材﹑表面消毒与接种
实验目的 实验原理、基本知识 实验用品、材料 实验要求 实验内容 、方法 实验报告——作业 下一次实验预告
2
一、实验目的
1、掌握无菌操作技术，加深对无菌操作的了
解；
2、掌握常规的植物细胞组织培养技术，达到 能独立操作的能力
29
7、打开三角瓶——铝箔纸的拿法
30
8、瓶口在火焰上烧过
31
9、铝箔纸的放法
32
10、镊出黄瓜苗
33
11、镊出黄瓜苗
34
12、放入培养皿中
35
13 、
黄 瓜
幼 苗 形 态
生 长 点
36
——
14、剪取茎段
37
15、剪好的外植体
38
16、黄瓜切块的接种
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
18
2、无菌操作要注意：每次操作前， 将双手用酒精棉球擦拭消毒；镊 子、解剖剪刀等金属工具用火焰 烧过灭菌，冷却后方可使用；尽 量减少无菌三角瓶或培养皿在空 气中的暴露时间；所有无菌操作 尽量快速完成，并要求在酒精灯 附近进行。
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3、请先在自然条件下练习外植体解剖， 分割成0.5cm2左右的小块（段），经操 作熟练，检查无误后，再进行无菌解 剖分割及接种，以减少植物材料染菌 或失水死亡的机率。
欢迎同学们进入奇幻的植物组织培养实验世界
1
植物组织培养实验Ⅱ——— 外植体取材﹑表面消毒与接种
实验目的 实验原理、基本知识 实验用品、材料 实验要求 实验内容 、方法 实验报告——作业 下一次实验预告
2
一、实验目的
1、掌握无菌操作技术，加深对无菌操作的了
解；
2、掌握常规的植物细胞组织培养技术，达到 能独立操作的能力
29
7、打开三角瓶——铝箔纸的拿法
30
8、瓶口在火焰上烧过
31
9、铝箔纸的放法
32
10、镊出黄瓜苗
33
11、镊出黄瓜苗
34
12、放入培养皿中
35
13 、
黄 瓜
幼 苗 形 态
生 长 点
36
——
14、剪取茎段
37
15、剪好的外植体
38
16、黄瓜切块的接种
植物组织培养ppt课件
问题
3
植物自然条件下的繁殖方法有哪些？ 种子繁殖 无性繁殖
4
各种形态的种子
5
种 子 和 果 实 的 产 生
无性繁殖6
植物组织培养的基本原理
7
1902年，德国植物学家哈伯兰特细胞全能性的理论是植 物组培的理论基础。
1958年，美国植物学家斯蒂瓦特等人，用胡萝卜韧皮部 的细胞进行培养，终于得到了完整植株，并且这一植株 能够开花结果，证实了哈伯兰特在五十多年前关于细胞 全能的预言。
结论：生长素及细胞分裂素的比例可影响细胞的脱 分化及再分化。
pH ——一般控制5.8 无菌 ——操作台、培养基、实验仪器等
2 植物组织培养过程
17
根
离体的植物器官、 组织或细胞
脱分化
（外植体）
愈 伤 组 织
芽
再分化 胚 状
植 物 体
体
植物组织培养过程示意图
18Βιβλιοθήκη ①叶片接种到培养基上②产生愈伤组织
③愈伤组织增殖
④愈伤组织开始分化
⑤愈伤组织分化出芽
⑥培养基中的试管苗
能性表达的前提，再分化是细胞全能性表达的最终体现。
二、植物组织培养技术
14
1 培养条件
MS培养基配方 单位（mg/L）
15
KNO3
1900
NH4NO3
1650
KH2PO4
170
MgSO4.7H2O
370
CaCl2.2H2O
440
Na2.EDTA
37.3
FeSO4.7H2O
27.8
盐酸硫胺素（VB1） 0.1
20世纪80年代，每一个植物细胞具有该植物的全部遗传信息，在适 当条件下可表达出该细胞的所有遗传信息，分化出植物有机体所有不同 类型细胞，形成不同类型的器官甚至胚状体，直至形成完整再生植株。
植物组织培养实验(6)
2. 分装。将2种培养基分别分装到4个三角瓶中，做 种培养基分别分装到4个三角瓶中， 分装。 好标记。 好标记。 3. 灭菌。用高压蒸汽灭菌锅在121℃、 0.1MPa条件 灭菌。用高压蒸汽灭菌锅在121℃ 0.1MPa条件 下灭菌15～20min。操作按仪器操作步骤进行。 下灭菌15～20min。操作按仪器操作步骤进行。 灭菌后待压力下降到0Pa时取出 凝固后待用。 时取出， 灭菌后待压力下降到0Pa时取出，凝固后待用。
4. 接种 ① 进入无菌室，用70％乙醇擦洗双手和工作台面， 进入无菌室， 70％乙醇擦洗双手和工作台面， 点燃酒精灯。 点燃酒精灯。 ② 解开三角瓶的绳子，将三角瓶按使用顺序排好。 解开三角瓶的绳子，将三角瓶按使用顺序排好。 ③ 在火焰边打开三角瓶的封口纸，烧灼瓶口和镊子， 在火焰边打开三角瓶的封口纸，烧灼瓶口和镊子， 待镊子冷却后夹取不定芽，在无菌滤纸（平皿） 待镊子冷却后夹取不定芽，在无菌滤纸（平皿） 上剪成单芽，转移至新鲜培养基上，每瓶接5 上剪成单芽，转移至新鲜培养基上，每瓶接5芽。 每组每种培养基接种4 每组每种培养基接种4瓶。 ④ 光照培养箱25℃ 、60％光照16h/d培养。 光照培养箱25℃ 60％光照16h/d培养 培养。
（三）实验材料和用具
实验材料： 实验材料：菊花不定芽 实验药品： 实验药品： MS、 1mg/ml NAA 、 1mg/ml 6-BA、 MS、 6-BA、 1mol/L HCl、1mol/L NaOH、蒸馏水、灯 HCl、 NaOH、蒸馏水、 用酒精、70％酒精。 用酒精、70％酒精。
灭菌培养基： 灭菌培养基：
实验六 菊花不定芽的增殖和生根 （一）实验目的
掌握菊花不定芽的增殖和生根技术， 掌握菊花不定芽的增殖和生根技术，进一步熟悉 植物组织继代培养操作过程。 植物组织继代培操作过程。
植物组织培养 第六章 植物离体快繁
第六章 植物离体快繁殖
一、植物离体快繁的意义 二、离体快繁的方法 三、离体快繁中存在问题 四、几种植物的离体快繁技术
一、植物离体快繁的意义
1.植物繁殖类型
植物 繁殖
有性 繁殖
无性 繁殖
扦插
嫁接
常规无性繁殖
压条 分株
埋条
非试管快繁
在计算机控制环境条件下 的快繁技术（如扦插）
离体快繁 植物组织培养
一、植物离体快繁的意义
• 强度：光照弱，易产生玻璃化现象。
三、离体快繁中存在问题
• 4）琼脂浓度低：
• 培养基中琼脂浓度低时玻璃化苗比例增加，
水浸状严重，苗向上长。随着琼脂浓度的 增加，玻璃化苗比例减少。 • 但过硬的培养基影响了养分的吸收，试管 苗生长减慢，分蘖亦减少。因此，琼脂的 浓度一定要适当。
三、离体快繁中存在问题
三、离体快繁中存在问题
•2.褐化：外植体接种到培养基中后，外植体 或与培养基接触部位出现变褐色的现象。
•褐化后果：不加以控制，外植体会死亡。 •引起原因：切割后，使液泡中的多酚物质与细胞质 中多酚氧化酶接触发生反应，产生有毒的醌类物质。 •在自然界中，褐化（多酚物质与多酚氧化酶反应） 是主动防御机制，防止病原菌感染的自卫措施。
• 2.茎芽增殖途径：在培养过程中使其产生大 量无根试管苗。
•
侧芽增殖途径
• 途径有：不定芽增殖途径
•
体细胞胚增殖途径
• （增加 P105图8-1）
二、离体快繁的方法
• 2.茎芽增殖途径：在培养过程中使其产生大 量无根试管苗。
•
侧芽增殖途径
• 途径有：不定芽增殖途径
•
体细胞胚增殖途径
• （增加 P105图8-1）
一、植物离体快繁的意义 二、离体快繁的方法 三、离体快繁中存在问题 四、几种植物的离体快繁技术
一、植物离体快繁的意义
1.植物繁殖类型
植物 繁殖
有性 繁殖
无性 繁殖
扦插
嫁接
常规无性繁殖
压条 分株
埋条
非试管快繁
在计算机控制环境条件下 的快繁技术（如扦插）
离体快繁 植物组织培养
一、植物离体快繁的意义
• 强度：光照弱，易产生玻璃化现象。
三、离体快繁中存在问题
• 4）琼脂浓度低：
• 培养基中琼脂浓度低时玻璃化苗比例增加，
水浸状严重，苗向上长。随着琼脂浓度的 增加，玻璃化苗比例减少。 • 但过硬的培养基影响了养分的吸收，试管 苗生长减慢，分蘖亦减少。因此，琼脂的 浓度一定要适当。
三、离体快繁中存在问题
三、离体快繁中存在问题
•2.褐化：外植体接种到培养基中后，外植体 或与培养基接触部位出现变褐色的现象。
•褐化后果：不加以控制，外植体会死亡。 •引起原因：切割后，使液泡中的多酚物质与细胞质 中多酚氧化酶接触发生反应，产生有毒的醌类物质。 •在自然界中，褐化（多酚物质与多酚氧化酶反应） 是主动防御机制，防止病原菌感染的自卫措施。
• 2.茎芽增殖途径：在培养过程中使其产生大 量无根试管苗。
•
侧芽增殖途径
• 途径有：不定芽增殖途径
•
体细胞胚增殖途径
• （增加 P105图8-1）
二、离体快繁的方法
• 2.茎芽增殖途径：在培养过程中使其产生大 量无根试管苗。
•
侧芽增殖途径
• 途径有：不定芽增殖途径
•
体细胞胚增殖途径
• （增加 P105图8-1）
植物组织培养(PPT)
接种针 镊子 解剖刀
二、实验基本操作技术
（一）洗涤技术
1、洗涤液 的配制
2、洗涤方法
（1）玻璃器皿洗涤 A、新购买的玻璃器皿 表面常附着有游离的
碱性物质，可先用0.5％的去污剂洗刷，再用 自来水洗净，然后浸泡在1％～2％盐酸溶液 中过夜（不可少于四小时），再用自来水冲洗， 最后用无离子水冲洗两次，在100℃～120℃ 烘箱内烘干备用。
植物组织培养
一、实验室设置及仪器设备
（一）实验室设置 实验室是进行组培研究的主要场所，应能 满足清洗、培养基制备、储藏、无菌操作、 培养、鉴定等多方面的工作。
组织培养实验室设置的总体要求：
便于隔离 便于操作 便于灭菌 便于观察
实验室 组成
基本实验室
准备室 缓冲室 无菌操作室 培养室
细胞生物学实验室 辅助实验室 温室
4、用70－75％的酒精拭擦台面并消毒双手。 试验用具也应该用酒精消毒。点燃酒精灯，将 金属器械在其火焰上灼烧，冷却待用。 注意：所有操作应在火焰近处并经过灼烧进行。 金属器械不能过度灼烧，以防退火。移液管不 能灼烧，培养瓶口、塑料材料、橡胶材料过火 焰不能时间太长。
5、取流水冲洗（至少30min）过的外植体，用 一定的消毒剂浸泡消毒，用无菌水冲洗3~4次， 放入无菌培养皿中，置于酒精灯火焰下方，用无 菌的接种器械进行分离、切割或其他处理。
皿 和 玻璃器皿
用 具
接种用具
培养基：湿热
外部细菌：用水冲洗→化学药剂处理 培
养
材 内部细菌 茎尖培养
料
加抗生素：青霉素、利福平
操作的空气：洗刷地板、95%酒精擦超净工作台 用化学试剂薰蒸
1、实验器具和材料的准备 2、用75%的酒精擦拭超净工作台，然后室内及 超净工作台用紫外灯杀菌20min-30min。注意： 台面上的用品不要放置太多或重叠放置，以免降 低灭菌效果。 3、关紫外灯、打开风机，过5-10min进入缓冲 间，以75%洗手和手臂，更换无菌服、帽子和口 罩。进入接种室。（注：没有特别情况，尽量不 要下工作台）
二、实验基本操作技术
（一）洗涤技术
1、洗涤液 的配制
2、洗涤方法
（1）玻璃器皿洗涤 A、新购买的玻璃器皿 表面常附着有游离的
碱性物质，可先用0.5％的去污剂洗刷，再用 自来水洗净，然后浸泡在1％～2％盐酸溶液 中过夜（不可少于四小时），再用自来水冲洗， 最后用无离子水冲洗两次，在100℃～120℃ 烘箱内烘干备用。
植物组织培养
一、实验室设置及仪器设备
（一）实验室设置 实验室是进行组培研究的主要场所，应能 满足清洗、培养基制备、储藏、无菌操作、 培养、鉴定等多方面的工作。
组织培养实验室设置的总体要求：
便于隔离 便于操作 便于灭菌 便于观察
实验室 组成
基本实验室
准备室 缓冲室 无菌操作室 培养室
细胞生物学实验室 辅助实验室 温室
4、用70－75％的酒精拭擦台面并消毒双手。 试验用具也应该用酒精消毒。点燃酒精灯，将 金属器械在其火焰上灼烧，冷却待用。 注意：所有操作应在火焰近处并经过灼烧进行。 金属器械不能过度灼烧，以防退火。移液管不 能灼烧，培养瓶口、塑料材料、橡胶材料过火 焰不能时间太长。
5、取流水冲洗（至少30min）过的外植体，用 一定的消毒剂浸泡消毒，用无菌水冲洗3~4次， 放入无菌培养皿中，置于酒精灯火焰下方，用无 菌的接种器械进行分离、切割或其他处理。
皿 和 玻璃器皿
用 具
接种用具
培养基：湿热
外部细菌：用水冲洗→化学药剂处理 培
养
材 内部细菌 茎尖培养
料
加抗生素：青霉素、利福平
操作的空气：洗刷地板、95%酒精擦超净工作台 用化学试剂薰蒸
1、实验器具和材料的准备 2、用75%的酒精擦拭超净工作台，然后室内及 超净工作台用紫外灯杀菌20min-30min。注意： 台面上的用品不要放置太多或重叠放置，以免降 低灭菌效果。 3、关紫外灯、打开风机，过5-10min进入缓冲 间，以75%洗手和手臂，更换无菌服、帽子和口 罩。进入接种室。（注：没有特别情况，尽量不 要下工作台）
植物细胞组织培养(PPT)
2
06.10.2020
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。
06.10.2020
3
06.10.2020
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。
06.10.2020
14
三、植物组织培养的生理依据
植物生长调节物质对于植物细胞组织的分化和决定具 有关键性作用。它包括：生长素类、细胞分裂素类、 赤霉素、脱落酸、乙烯等
生长素类主要用于愈伤组织的形成，体细胞胚的产生及试管 苗的生根。常用的有2,4-D、NAA、IBA、IAA等。其作用强 弱为2,4-D>NAA>IBA>IAA。
细胞分裂素类则有促进细胞的分裂与分化，延迟组织的衰老， 促进芽的产生等作用。常用的有Zip(异戊烯腺嘌呤)、KT、6BA、ZT等作用强弱顺序为。Zip>KT>6-BA>ZT。
赤霉素则有促进已分化的芽伸长生长，打破种子休眠的作用。 常用的为GA3。
06.10.2020
15
四、植物组织培养的原理
★植物细胞全能性（Cellular totipotency）： 任何具有完整细胞核的植物细胞，都拥有形成
种子培养
10
06.10.2020
3. 组织或愈伤组织培养(tissue， callus culture) ：是对植物体的各部分
组织进行培养，如茎尖分生组织、形成层、 木质部、韧皮部、表皮组织、胚乳组织和薄 壁组织等等；或对由植物器官培养产生的愈 伤组织进行培养，二者均通过再分化诱导形 成植株.
植物的组织培养课件
光照控制
提供适宜的光照强度和时间，以满足植物细胞对光的需求。
气体交换与湿度控制
保持培养室内良好的气体交换和湿度条件，以利于植物细胞的生 长和发育。
03
植物组织培养的遗传与变异
细胞全能性与基因表达
细胞全能性
指一个细胞含有该生物全部的遗传信息，在适当的条件下可以发育成完整的生 物个体。
基因表达
在植物组织培养过程中，细胞需要重新获得或关闭某些基因的表达，以适应新 的生长环境。
05
植物组织培养的挑战与前景
技术瓶颈与创新发展
要点一
技术瓶颈
植物组织培养技术在实际应用中面临诸多挑战，如培养基 的优化、外植体的选择与处理、污染防控等。
要点二
创新发展
针对这些技术瓶颈，研究者不断探索新的方法和手段，如 采用新型生物材料、改进培养基配方、引入基因编辑技术 等，以提升植物组织培养的效率和成功率。
伦理与法律问题
伦理问题
植物组织培养技术涉及到生命伦理问题，如胚胎干细胞研究、基因编辑等，需要遵循严 格的伦理规范和审查机制。
法律问题
植物组织培养技术的知识产权保护、生物安全法规等方面也存在一定的法律风险和挑战， 需要遵守相关法律法规。
植物组织培养在农业可持续发展中的作用与前景
作用
植物组织培养技术对于农业可持续发展具有 重要意义，可以快速繁殖优良品种、保护濒 危植物资源、提高农作物的抗逆性和产量等 。
植物组织培养中的基因编辑技术
基因编辑技术
在植物组织培养中，基因编辑技术如CRISPR-Cas9等被广泛应用于对植物基因进行精确编辑和改造。
基因编辑的应用
通过基因编辑技术，可以实现对植物抗病、抗虫、抗逆等性状的改良，提高农作物的产量和品质。
提供适宜的光照强度和时间，以满足植物细胞对光的需求。
气体交换与湿度控制
保持培养室内良好的气体交换和湿度条件，以利于植物细胞的生 长和发育。
03
植物组织培养的遗传与变异
细胞全能性与基因表达
细胞全能性
指一个细胞含有该生物全部的遗传信息，在适当的条件下可以发育成完整的生 物个体。
基因表达
在植物组织培养过程中，细胞需要重新获得或关闭某些基因的表达，以适应新 的生长环境。
05
植物组织培养的挑战与前景
技术瓶颈与创新发展
要点一
技术瓶颈
植物组织培养技术在实际应用中面临诸多挑战，如培养基 的优化、外植体的选择与处理、污染防控等。
要点二
创新发展
针对这些技术瓶颈，研究者不断探索新的方法和手段，如 采用新型生物材料、改进培养基配方、引入基因编辑技术 等，以提升植物组织培养的效率和成功率。
伦理与法律问题
伦理问题
植物组织培养技术涉及到生命伦理问题，如胚胎干细胞研究、基因编辑等，需要遵循严 格的伦理规范和审查机制。
法律问题
植物组织培养技术的知识产权保护、生物安全法规等方面也存在一定的法律风险和挑战， 需要遵守相关法律法规。
植物组织培养在农业可持续发展中的作用与前景
作用
植物组织培养技术对于农业可持续发展具有 重要意义，可以快速繁殖优良品种、保护濒 危植物资源、提高农作物的抗逆性和产量等 。
植物组织培养中的基因编辑技术
基因编辑技术
在植物组织培养中，基因编辑技术如CRISPR-Cas9等被广泛应用于对植物基因进行精确编辑和改造。
基因编辑的应用
通过基因编辑技术，可以实现对植物抗病、抗虫、抗逆等性状的改良，提高农作物的产量和品质。
《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ppt课件
36
三、植物组织培养的发展简史
四个阶段
探索阶段（1902-1929年） 奠基阶段（1930-1960年） 迅速发展阶段（1960-1980） 生产上广泛应用阶段(1980-今）
37
1. 探索阶段（1902-1929年）
Haberlandt：
贡献： 提出细胞全能性假说 首次进行离体细胞培养
有不同的培养反应。 （6）植物种类的差异。 一般双子叶植物比单子叶植物
及裸子植物容易。
25
4、愈伤组织（Callus）培养
①愈伤组织生长过程
在脱分化的过程中，多形成Callus, 其细胞结构无明 显极性。
• （1）诱导期：细胞准备进行分裂， 细胞大小几乎不变，
生理生化变化大，迅速合成蛋白质和核酸。
RNA
27
28
③愈伤组织的继代培养 在多数情况下，随着培养时间的延长，Callus长势
下降、褐变、分化和形态发生能力下降甚至死亡。主 要原因：染色体畸变，基因突变， 生理因素（代谢产 物），细胞或组织内激素平衡的改变，细胞对外源生 长物质的敏感性改变，培养基损耗等。
29
④愈伤组织形态发生 （1）准备：外层细胞分裂逐渐减慢并停止；内部较深
19
2 、细胞分化（Cell differentiation）
①概念
（1） 分化：是指植物体各个部分出现异质性的现象，
包括细胞分化、组织分化和器官分化。
（2）细胞分化：指同一来源的细胞逐渐产生出形态结 构、功能特征各不相同的细胞类群的过程，其结果是 在空间上细胞产生差异，在时间上同一细胞与其从前 的状态有所不同。
35
②影响细胞再分化因素： 从理论上讲，在离体培养条件下经过再分化可获 得各种
三、植物组织培养的发展简史
四个阶段
探索阶段（1902-1929年） 奠基阶段（1930-1960年） 迅速发展阶段（1960-1980） 生产上广泛应用阶段(1980-今）
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1. 探索阶段（1902-1929年）
Haberlandt：
贡献： 提出细胞全能性假说 首次进行离体细胞培养
有不同的培养反应。 （6）植物种类的差异。 一般双子叶植物比单子叶植物
及裸子植物容易。
25
4、愈伤组织（Callus）培养
①愈伤组织生长过程
在脱分化的过程中，多形成Callus, 其细胞结构无明 显极性。
• （1）诱导期：细胞准备进行分裂， 细胞大小几乎不变，
生理生化变化大，迅速合成蛋白质和核酸。
RNA
27
28
③愈伤组织的继代培养 在多数情况下，随着培养时间的延长，Callus长势
下降、褐变、分化和形态发生能力下降甚至死亡。主 要原因：染色体畸变，基因突变， 生理因素（代谢产 物），细胞或组织内激素平衡的改变，细胞对外源生 长物质的敏感性改变，培养基损耗等。
29
④愈伤组织形态发生 （1）准备：外层细胞分裂逐渐减慢并停止；内部较深
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2 、细胞分化（Cell differentiation）
①概念
（1） 分化：是指植物体各个部分出现异质性的现象，
包括细胞分化、组织分化和器官分化。
（2）细胞分化：指同一来源的细胞逐渐产生出形态结 构、功能特征各不相同的细胞类群的过程，其结果是 在空间上细胞产生差异，在时间上同一细胞与其从前 的状态有所不同。
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②影响细胞再分化因素： 从理论上讲，在离体培养条件下经过再分化可获 得各种
《植物组织培养》课件
《植物组织培养》PPT课 件
通过植物组织培养，我们可以在无菌条件下培养和繁殖植物细胞、组织和器 官。这种技术在农业和科学研究中具有重要的意义。
培养的定义和意义
1 定义
植物组织培养是一种无菌条件下培养和繁殖植物细胞、组织和器官的技术。
2 意义
植物组织培养可以实现植物繁殖和改良，加快育种速度，解决病虫害和环境胁迫等问题。
植物组织培养的未来发展方向
基因工程
利用植物组织培养技术进 行基因编辑和转基因繁殖， 加速育种进程。
环境修复
利用植物组织培养技术繁 殖适应环境的植物品种， 用于环境修复和产药用植物和人工合成药 物，为医疗领域带来新的 可能性。
植物组织培养的历史和研究方法
1
历史
植物组织培养起源于20世纪50年代，经过多年的发展和研究，如今已广泛应用 于植物学和农业领域。
2
研究方法
常用的植物组织培养方法包括悬浮培养、固体培养、愈伤组织培养等，每种方法 都有其适用的场景。
植物激素的作用
生长素
促进细胞分裂和分化，调 控植物生长和发育。
赤霉素
促进植物伸长和营养物质 的转运。
细胞分裂素
促进细胞分裂和植物器官 的生长。
植物花卉组织培养技术及其应用
技术
植物花卉组织培养技术包括愈伤组织培养、鲜花 切花养护、芽体分化培养等，广泛应用于花卉生 产和观赏。
应用
植物花卉组织培养应用于兰花、玫瑰等种类的繁 殖和育种，有效提高了花卉产量和改良品种。
植物细胞休眠和复苏技术
1
休眠
植物细胞休眠是植物适应环境变化而
复苏
2
进入的一种休息状态，存在于种子、 芽和各种组织中。
植物细胞在适宜的环境条件下，从休
通过植物组织培养，我们可以在无菌条件下培养和繁殖植物细胞、组织和器 官。这种技术在农业和科学研究中具有重要的意义。
培养的定义和意义
1 定义
植物组织培养是一种无菌条件下培养和繁殖植物细胞、组织和器官的技术。
2 意义
植物组织培养可以实现植物繁殖和改良，加快育种速度，解决病虫害和环境胁迫等问题。
植物组织培养的未来发展方向
基因工程
利用植物组织培养技术进 行基因编辑和转基因繁殖， 加速育种进程。
环境修复
利用植物组织培养技术繁 殖适应环境的植物品种， 用于环境修复和产药用植物和人工合成药 物，为医疗领域带来新的 可能性。
植物组织培养的历史和研究方法
1
历史
植物组织培养起源于20世纪50年代，经过多年的发展和研究，如今已广泛应用 于植物学和农业领域。
2
研究方法
常用的植物组织培养方法包括悬浮培养、固体培养、愈伤组织培养等，每种方法 都有其适用的场景。
植物激素的作用
生长素
促进细胞分裂和分化，调 控植物生长和发育。
赤霉素
促进植物伸长和营养物质 的转运。
细胞分裂素
促进细胞分裂和植物器官 的生长。
植物花卉组织培养技术及其应用
技术
植物花卉组织培养技术包括愈伤组织培养、鲜花 切花养护、芽体分化培养等，广泛应用于花卉生 产和观赏。
应用
植物花卉组织培养应用于兰花、玫瑰等种类的繁 殖和育种，有效提高了花卉产量和改良品种。
植物细胞休眠和复苏技术
1
休眠
植物细胞休眠是植物适应环境变化而
复苏
2
进入的一种休息状态，存在于种子、 芽和各种组织中。
植物细胞在适宜的环境条件下，从休
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植体浸入15～30秒种即可起到消毒作用
• 由于酒精对组织细胞的杀伤力比较强,使用 时间不能过长,一般达不到彻底消毒的要求， 但酒精的浸润作用可以促进其它消毒剂渗 透到外植体的整个表面，提高杀菌效果， 常做为外植体消毒的第一步
次氯酸钠（NaClO）
• 可以分解释放Cl2,具有较强的杀菌作用,对 植物细胞的损伤较小,消毒时间10min左右 为宜(2NaClO+H2O+2CO2 =2NaHCO3+ Cl2)
• 鳞茎：百合、大蒜等。且鳞茎的不同部位 的再生能力有很大的差别，外层比内层鳞 片叶的再生能力强，同一鳞片下段比中上 段再生能力强
其它 • 子叶或下胚轴 • 胎座 • 胚珠 • 种子 • 花瓣 • 花药和花粉
• ……
因此，选择合适的部位和组织（最 能表达全能性），是决定组织培养 成功的前提之一
⑶外植体的大小
一般来讲，较大的外植体有较大的再生能力
许多植物的茎尖培养表明，材料越小，成活率越 低（临界大小一般为一个茎尖分生组织带1～2个 叶原基）
但也不能过大，过大则难以消毒灭菌，容易引起 污染
一般愈伤组织诱导，可将材料切成5mm小段或 5mm×5mm小块
脱毒培养在保证存活的前提下应尽量小（0.1～ 0.2mm）
长状态已脱离分化状态，重新恢复分生能 力，即脱分化 ⑵继代培养 也称传代培养，指愈伤组织在培养基上生 长一段时间后，营养物枯竭，水分散失， 并已经积累了一些代谢产物，此时需要将 这些组织转移到新的培养基上
水稻幼穗
愈伤组织
⑶分化培养
愈伤组织的再分化过程
⑷生根培养
在生根培养基 (with relatively higher auxin/cytokinin ratios) 上进行根的诱导
⑸组培苗的炼苗
试管苗在进入自然环境前必须炼苗，进行适 应训练，此步骤也十分关键
打开培养瓶，加入少量蒸馏水，在一定的温 度和湿度条件下炼苗2～3天
⑹移栽和驯化
炼苗后，洗净试管苗根上的琼脂，将幼苗移 栽至驯化苗圃中驯化。驯化应在能够有效控 制温度、湿度的驯化温室或大棚中进行，每 天定期给幼苗喷施驯化培养液和清水，15～ 20d
第三节 外植体的取材与培养
第三节 外植体的取材与培养
一 外植体的选择 二 外植体灭菌 三 外植体的接种及培养 四 培养中的常见问题及对策
原生质体培养
一、外植体的选择
1.外植体的概念
外植体（explant）： 用于离体培养的活的植 物组织、器官等材料， 是植物离体培养的基础 材料。（Ex-plant离开 植物体的一部分）
2.外植体的来源
生长在自然环境中的植物 控制环境条件下生长的植物 无菌环境下已经离体培养的植物
3.外植体的选择
不同植物以及同一植物各个不同部位的组 织、器官，其形态发生能力都可能因植株 的年龄、季节及生理状态等而有很大不同
根据培养需求，应选取最易表达全能性的 部位做为外植体，从而增加成功的机会
甘蔗培养材料大小对分化的影响
品种 川蔗11号 桂糖2号 桂糖71/114
愈伤组织 大小
（mm） ﹤5 ﹥5 ﹤5 ﹥5 ﹤5 ﹥5
愈伤组 织数
102 65 69 105 56 68
出苗数
芽分化率 （%）
9
8.8
48
73.8
8
11.6
87
82.6
7
12.5
64
94.1
二、外植体的灭菌
㈠外植体消毒灭菌的要求 包括两个方面： 把外植体上的一切微生物，包括营养体、
Effect of cutting and leaf age Adventitious shoot regeneration from leaf explants of Gypsophila paniculata L.(宿根霞草)
Callus began to accumulate on both adaxial and abaxial sides and after 12–15 days of culture
70%酒精
外植体放入 灭菌的小烧杯(三角瓶等)中
15-30秒
加入消毒剂(氯化汞或次氯酸钠等)
迅速倒出酒精
5～20分钟（振摇
加入无菌水
数次） 倒出消毒剂
振摇数次将水倒掉(反复3～5次)
㈢不同材料的消毒方法
种子
• 清洗：将种子用自来水冲洗20min
• 酒精处理：70-75％酒精处理0.5-1.0 min， 立即除去酒精
2.培养类型（按培养材料层次）
植 株培养 器 官培养 组 织培养 胚 胎培养 细 胞培养 原生质体培养
植株培养 指以具备完整植株形态的材料（如幼苗和 较大的植株）作为外植体的无菌培养
器官培养 指以植物的根、茎、叶、花、果实等器官 为外植体的离体无菌培养
组织培养 指以分离出植物各部位的组织（如分生组 织、成熟组织），或已诱导的愈伤组织为外 植体的离体无菌培养（这是狭义的组织培养）
驯化大棚
4.培养条件的控制
光照 温度 湿度 培养基pH 气体调节
光照
• 光照包括：时间、强 度和光质；
• 光照时间影响植株再 生状态
• 光照强度应植物类型 不同而异
• 光质研究报道较少
温度
• 常用温度范围一般在20～30℃ • 低于15℃或高于35℃均会影响培养物的生
长 • 适宜的温度有利于细胞分裂；适当提高温
• 注意须防潮,要求密封储存,随配随用
氯化汞(HgCl2) • 原理:具有剧毒的重金属盐杀菌剂,其Hg2+
可与带负电荷的蛋白质结合,使微生物菌体 蛋白变性而失活
• 缺点:对植物组织的损伤较大,且不易被无 菌水洗去,对人体也有毒害作用
• 优点:消毒效果好,且稳定,能长期保存
外植体消毒的一般程序
褐化
玻璃化
1.污染
细菌污染
• 现象：外植体周围形成细菌膜，逐渐产生粘 液或浑浊的水迹，并进一步在外植体与培养 基接触处产生气泡，时间长了会出现乳白色 或橙黄色的菌落，呈圆形并很快扩大
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
细胞培养 由愈伤组织培养而成的悬浮细胞（游离的 花粉粒，分离的卵、精子、细胞、合子等）
原生质体培养 指以除去细胞壁的原生质体为外植体的离 体无菌培养
3.培养的基本程序
⑴愈伤组织诱导培养 愈伤组织的形成标志着接种的外植体的生
接种器械(解剖刀、镊子等)的消毒方法： 将金属器械蘸入95%酒精中，取出后再置于 酒精灯火焰上灼烧，待冷却后即可使用(每 完成一次接种操作后需消毒一次)
切取 接种
外植体接种的原则
• 接种数量 一般材料每瓶3～5个；贵重或稀少的材料，
切勿用大的培养瓶，应用小三角瓶或试管， 每瓶只接种1～2个外植体 如果用大的培养瓶，一般可接种10个外植体, 但只要其中一个发生污染，由于培养基表面 水的流动,全瓶外植体都将被污染
Multiple shoot formation on the explants after 35 days in culture.
Rooting of an elongating adventitious shoot.
Regenerated plants established in soil
Effect of cutting and leaf age on the percentage of leaves forming shoots (LFS) and the average number of shoots per leaf (AS) produced from cv. Arbel. Overall efficiency (OE) of shoot regeneration from leaves. Regeneration efficiencies were evaluated following a total of 42 days in culture on medium
• 外植体只有一部分表面可以接触培养基，当 外植体周围的营养被吸收后，容易造成培养 基中营养物质的浓度差异，影响培养物生长
• 外植体插入培养基的部分，常因气体交换不 畅以及有毒代谢产物的积累而影响组织的呼 吸或造成毒害
固体培养
solid culture
液体培养
• 静置液体培养 加滤纸桥 • 振荡液体培养
• 规律：老叶和幼嫩的小叶比成熟叶片难于 培养
• 幼嫩的小叶生理功能还不健全，分化能力 差；老叶生理功能已经衰退，难以分化
• 成熟叶片营养丰富，生理功能旺盛，光合 作用能力强，细胞处于活性状态，容易脱 分化和再分化
• 例：罗汉果、猕猴桃、番茄、矮牵牛等
茎
• 茎段：雪松、桉树、薄荷等
• 花茎：大花萱草等植物的侧芽在土中，极 易污染，而且分化能力很差，用花茎做外 植体时效果很好，细胞脱分化和再分化都 很快
度，则有利于细胞伸长；而在一定范围内 降低培养温度，则使细胞的质量增加
湿度
组织培养中湿度的影响有两个方面： • 一是培养容器内的湿度条件，几乎是100%
的相对湿度 • 二是环境的相对湿度，一般要求70～80%
pH
.0
气体
液体振荡培养的烟草愈伤组织生长与振荡次数的关系
四、培养中的常见问题及对策 污染
硝酸银 精
使用浓 度(%) 2～5 9～10
0.1～0.2
10～12 1～2
1 70～75
消毒时间 （min）
5～30 5～30 2～10 5～15 2～10 5～30 0.2～2
效果
好 好 最好 较好 好 较好 好
去除难易
易 易 最难 最易 易 较难 易
常用消毒剂的特性
• 由于酒精对组织细胞的杀伤力比较强,使用 时间不能过长,一般达不到彻底消毒的要求， 但酒精的浸润作用可以促进其它消毒剂渗 透到外植体的整个表面，提高杀菌效果， 常做为外植体消毒的第一步
次氯酸钠（NaClO）
• 可以分解释放Cl2,具有较强的杀菌作用,对 植物细胞的损伤较小,消毒时间10min左右 为宜(2NaClO+H2O+2CO2 =2NaHCO3+ Cl2)
• 鳞茎：百合、大蒜等。且鳞茎的不同部位 的再生能力有很大的差别，外层比内层鳞 片叶的再生能力强，同一鳞片下段比中上 段再生能力强
其它 • 子叶或下胚轴 • 胎座 • 胚珠 • 种子 • 花瓣 • 花药和花粉
• ……
因此，选择合适的部位和组织（最 能表达全能性），是决定组织培养 成功的前提之一
⑶外植体的大小
一般来讲，较大的外植体有较大的再生能力
许多植物的茎尖培养表明，材料越小，成活率越 低（临界大小一般为一个茎尖分生组织带1～2个 叶原基）
但也不能过大，过大则难以消毒灭菌，容易引起 污染
一般愈伤组织诱导，可将材料切成5mm小段或 5mm×5mm小块
脱毒培养在保证存活的前提下应尽量小（0.1～ 0.2mm）
长状态已脱离分化状态，重新恢复分生能 力，即脱分化 ⑵继代培养 也称传代培养，指愈伤组织在培养基上生 长一段时间后，营养物枯竭，水分散失， 并已经积累了一些代谢产物，此时需要将 这些组织转移到新的培养基上
水稻幼穗
愈伤组织
⑶分化培养
愈伤组织的再分化过程
⑷生根培养
在生根培养基 (with relatively higher auxin/cytokinin ratios) 上进行根的诱导
⑸组培苗的炼苗
试管苗在进入自然环境前必须炼苗，进行适 应训练，此步骤也十分关键
打开培养瓶，加入少量蒸馏水，在一定的温 度和湿度条件下炼苗2～3天
⑹移栽和驯化
炼苗后，洗净试管苗根上的琼脂，将幼苗移 栽至驯化苗圃中驯化。驯化应在能够有效控 制温度、湿度的驯化温室或大棚中进行，每 天定期给幼苗喷施驯化培养液和清水，15～ 20d
第三节 外植体的取材与培养
第三节 外植体的取材与培养
一 外植体的选择 二 外植体灭菌 三 外植体的接种及培养 四 培养中的常见问题及对策
原生质体培养
一、外植体的选择
1.外植体的概念
外植体（explant）： 用于离体培养的活的植 物组织、器官等材料， 是植物离体培养的基础 材料。（Ex-plant离开 植物体的一部分）
2.外植体的来源
生长在自然环境中的植物 控制环境条件下生长的植物 无菌环境下已经离体培养的植物
3.外植体的选择
不同植物以及同一植物各个不同部位的组 织、器官，其形态发生能力都可能因植株 的年龄、季节及生理状态等而有很大不同
根据培养需求，应选取最易表达全能性的 部位做为外植体，从而增加成功的机会
甘蔗培养材料大小对分化的影响
品种 川蔗11号 桂糖2号 桂糖71/114
愈伤组织 大小
（mm） ﹤5 ﹥5 ﹤5 ﹥5 ﹤5 ﹥5
愈伤组 织数
102 65 69 105 56 68
出苗数
芽分化率 （%）
9
8.8
48
73.8
8
11.6
87
82.6
7
12.5
64
94.1
二、外植体的灭菌
㈠外植体消毒灭菌的要求 包括两个方面： 把外植体上的一切微生物，包括营养体、
Effect of cutting and leaf age Adventitious shoot regeneration from leaf explants of Gypsophila paniculata L.(宿根霞草)
Callus began to accumulate on both adaxial and abaxial sides and after 12–15 days of culture
70%酒精
外植体放入 灭菌的小烧杯(三角瓶等)中
15-30秒
加入消毒剂(氯化汞或次氯酸钠等)
迅速倒出酒精
5～20分钟（振摇
加入无菌水
数次） 倒出消毒剂
振摇数次将水倒掉(反复3～5次)
㈢不同材料的消毒方法
种子
• 清洗：将种子用自来水冲洗20min
• 酒精处理：70-75％酒精处理0.5-1.0 min， 立即除去酒精
2.培养类型（按培养材料层次）
植 株培养 器 官培养 组 织培养 胚 胎培养 细 胞培养 原生质体培养
植株培养 指以具备完整植株形态的材料（如幼苗和 较大的植株）作为外植体的无菌培养
器官培养 指以植物的根、茎、叶、花、果实等器官 为外植体的离体无菌培养
组织培养 指以分离出植物各部位的组织（如分生组 织、成熟组织），或已诱导的愈伤组织为外 植体的离体无菌培养（这是狭义的组织培养）
驯化大棚
4.培养条件的控制
光照 温度 湿度 培养基pH 气体调节
光照
• 光照包括：时间、强 度和光质；
• 光照时间影响植株再 生状态
• 光照强度应植物类型 不同而异
• 光质研究报道较少
温度
• 常用温度范围一般在20～30℃ • 低于15℃或高于35℃均会影响培养物的生
长 • 适宜的温度有利于细胞分裂；适当提高温
• 注意须防潮,要求密封储存,随配随用
氯化汞(HgCl2) • 原理:具有剧毒的重金属盐杀菌剂,其Hg2+
可与带负电荷的蛋白质结合,使微生物菌体 蛋白变性而失活
• 缺点:对植物组织的损伤较大,且不易被无 菌水洗去,对人体也有毒害作用
• 优点:消毒效果好,且稳定,能长期保存
外植体消毒的一般程序
褐化
玻璃化
1.污染
细菌污染
• 现象：外植体周围形成细菌膜，逐渐产生粘 液或浑浊的水迹，并进一步在外植体与培养 基接触处产生气泡，时间长了会出现乳白色 或橙黄色的菌落，呈圆形并很快扩大
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
细胞培养 由愈伤组织培养而成的悬浮细胞（游离的 花粉粒，分离的卵、精子、细胞、合子等）
原生质体培养 指以除去细胞壁的原生质体为外植体的离 体无菌培养
3.培养的基本程序
⑴愈伤组织诱导培养 愈伤组织的形成标志着接种的外植体的生
接种器械(解剖刀、镊子等)的消毒方法： 将金属器械蘸入95%酒精中，取出后再置于 酒精灯火焰上灼烧，待冷却后即可使用(每 完成一次接种操作后需消毒一次)
切取 接种
外植体接种的原则
• 接种数量 一般材料每瓶3～5个；贵重或稀少的材料，
切勿用大的培养瓶，应用小三角瓶或试管， 每瓶只接种1～2个外植体 如果用大的培养瓶，一般可接种10个外植体, 但只要其中一个发生污染，由于培养基表面 水的流动,全瓶外植体都将被污染
Multiple shoot formation on the explants after 35 days in culture.
Rooting of an elongating adventitious shoot.
Regenerated plants established in soil
Effect of cutting and leaf age on the percentage of leaves forming shoots (LFS) and the average number of shoots per leaf (AS) produced from cv. Arbel. Overall efficiency (OE) of shoot regeneration from leaves. Regeneration efficiencies were evaluated following a total of 42 days in culture on medium
• 外植体只有一部分表面可以接触培养基，当 外植体周围的营养被吸收后，容易造成培养 基中营养物质的浓度差异，影响培养物生长
• 外植体插入培养基的部分，常因气体交换不 畅以及有毒代谢产物的积累而影响组织的呼 吸或造成毒害
固体培养
solid culture
液体培养
• 静置液体培养 加滤纸桥 • 振荡液体培养
• 规律：老叶和幼嫩的小叶比成熟叶片难于 培养
• 幼嫩的小叶生理功能还不健全，分化能力 差；老叶生理功能已经衰退，难以分化
• 成熟叶片营养丰富，生理功能旺盛，光合 作用能力强，细胞处于活性状态，容易脱 分化和再分化
• 例：罗汉果、猕猴桃、番茄、矮牵牛等
茎
• 茎段：雪松、桉树、薄荷等
• 花茎：大花萱草等植物的侧芽在土中，极 易污染，而且分化能力很差，用花茎做外 植体时效果很好，细胞脱分化和再分化都 很快
度，则有利于细胞伸长；而在一定范围内 降低培养温度，则使细胞的质量增加
湿度
组织培养中湿度的影响有两个方面： • 一是培养容器内的湿度条件，几乎是100%
的相对湿度 • 二是环境的相对湿度，一般要求70～80%
pH
.0
气体
液体振荡培养的烟草愈伤组织生长与振荡次数的关系
四、培养中的常见问题及对策 污染
硝酸银 精
使用浓 度(%) 2～5 9～10
0.1～0.2
10～12 1～2
1 70～75
消毒时间 （min）
5～30 5～30 2～10 5～15 2～10 5～30 0.2～2
效果
好 好 最好 较好 好 较好 好
去除难易
易 易 最难 最易 易 较难 易
常用消毒剂的特性