第五章 植物离体快速培养 植物快繁

2. 培养物的增殖
增殖方式： 增殖方式：
不定芽增殖 腋芽增殖
愈伤组织 增殖
体细胞胚增殖
）、不定芽增殖 （1）、不定芽增殖 ）、
不定芽：从现存的芽以外的任何器官、 不定芽：从现存的芽以外的任何器官、组织上通过器 官发生重新形成的芽称之为不定芽。 官发生重新形成的芽称之为不定芽。 特点： 特点：繁殖系数高 遗传稳定性较好 继代次数有限 注意事项：激素浓度不能过高；避免使用 ， 注意事项：激素浓度不能过高；避免使用2，4-D等活 等活 性强的生长素，以减少变异发生。 性强的生长素，以减少变异发生。
（4）. 体细胞胚增殖 ）
特点：增长率高；双极性免去生根环节。 特点：增长率高；双极性免去生根环节。 问题：胚状体休眠的诱导和解除还难以把握； 问题：胚状体休眠的诱导和解除还难以把握； 部分物种胚状体诱导困难且成苗率仍不高。 部分物种胚状体诱导困难且成苗率仍不高。 这一途径仅适用于少量植物。 这一途径仅适用于少量植物。
引起玻璃化；还原态氨浓度高容易引起玻璃化； 引起玻璃化；还原态氨浓度高容易引起玻璃化；细胞分裂素 容易引起玻璃化 浓度过高；通气不良等。 浓度过高；通气不良等。
）、培养苗的玻璃化问题 （2）、培养苗的玻璃化问题 ）、
解决措施： 解决措施： 固体培养，提高光照强度，降低湿度。 固体培养，提高光照强度，降低湿度。 提高培养基中蔗糖和琼脂浓度，降低 4+浓度。 提高培养基中蔗糖和琼脂浓度，降低NH 浓度。 加入添加剂：如活性碳、多效锉。 加入添加剂：如活性碳、多效锉。 降低培养基中细胞分裂素含量， 降低培养基中细胞分裂素含量，可以考虑加入适量 脱落酸。 脱落酸。
快速繁殖（ 快速繁殖 （rapid clone propagation）： 也叫 离体繁 ） 也叫离体繁 殖 （ in vitro propagation ） 、 微 体 繁 殖 （ Micropropagation） ， 是指在无菌条件下 ， 将植物 ） 是指在无菌条件下， 体的器官、组织或细胞培养于人工培养基中，并辅以人 体的器官、组织或细胞培养于人工培养基中， 工控制环境，使其生长出完整植株的繁殖技术。 工控制环境，使其生长出完整植株的繁殖技术。
形态发生能力的保持或丧失 培养中发生的变异： 培养中发生的变异：正比
三、影响微繁效果的因素 影响微繁效果的因素
植株再生方式与变异率： 植株再生方式与变异率： 茎芽增殖〈腋芽〈 茎芽增殖〈腋芽〈 直接发生途径形成的芽 〈 愈伤组织形成的不定芽。 愈伤组织形成的不定芽。
使用低浓度的生长物质可减少变异。 使用低浓度的生长物质可减少变异
目前已有近400种植物的离体繁殖已获得成功，其中许多具有 种植物的离体繁殖已获得成功 目前已有近 种植物的离体繁殖已获得成功， 重要经济价值的花卉(如兰花、菊花、石竹 、果树(草莓 草莓、 重要经济价值的花卉 如兰花、菊花、石竹)、果树 草莓、无籽 如兰花 西瓜、葡萄 、经济作物(马铃薯 甘蔗)、林木(桉树 杨树)均 马铃薯、 桉树、 西瓜、葡萄)、经济作物 马铃薯、甘蔗 、林木 桉树、杨树 均 已在种苗生产上广泛应用，取得了巨大的经济和社会效益。 已在种苗生产上广泛应用，取得了巨大的经济和社会效益。
）、愈伤组织增殖 （3）、愈伤组织增殖 ）、
愈伤组织增殖培养： 愈伤组织增殖培养：即愈伤组织继代培养以扩大愈伤组 织量进而分化形成更多苗。 织量进而分化形成更多苗。 特点：成功率高，繁殖系数大，但遗传稳定性较差。 特点：成功率高，繁殖系数大，但遗传稳定性较差。
注意事项： 注意事项：降低激素浓度 对要求遗传稳定性高的品种一般不采用这一途 径快繁。 径快繁。
四、快繁的应用及局限性
1. 应用 用于加速某些难繁殖或繁殖速度很低的植物， 用于加速某些难繁殖或繁殖速度很低的植物，或某些 需要加速繁殖的特殊基因型，如名贵花卉、优良资源、 需要加速繁殖的特殊基因型，如名贵花卉、优良资源、 工程植株等等。 工程植株等等。 用于自然繁殖极易感染病毒的植物，如马铃薯、甘薯、 用于自然繁殖极易感染病毒的植物，如马铃薯、甘薯、 甘蔗、香蕉、石竹、百合等等。 甘蔗、香蕉、石竹、百合等等。 用于有性繁殖变异范围大而自然条件下又不易无性繁 殖的植物，如非洲菊、花竹、紫罗兰等。 殖的植物，如非洲菊、花竹、紫罗兰等。
微繁：跟常规的繁殖方法相比它是一种微型操作过程。 微繁：跟常规的繁殖方法相比它是一种微型操作过程。
一、快繁的定义
离体微繁殖技术的应用，首先应归功于 离体微繁殖技术的应用，首先应归功于Morel，他在 ，他在1960年首 年首 先建立了兰花离体繁殖的方法（原球茎繁殖）。 先建立了兰花离体繁殖的方法（原球茎繁殖）。
三、影响微繁效果的因素 影响微繁效果的因素
基因型 外植体 培养基和培养条件 继代培养 植株再生方式
三、影响微繁效果的因素 影响微繁效果的因素
继代培养： 继代培养： 继代间隔与外植体大小有关：外植体大， 继代间隔与外植体大小有关：外植体大，继代培养
时间短（ 周）；外植体小 则继代培养时间长（ 外植体小， 时间短（3-4周）；外植体小，则继代培养时间长（5-6 ）。一般继代时间延长变异增多 一般继代时间延长变异增多。 周）。一般继代时间延长变异增多。
）、培养苗的玻璃化问题 （2）、培养苗的玻璃化问题 ）、培养苗的玻璃化问题(vitrification )
玻璃苗：离体繁殖中出现的材料（ 玻璃苗：离体繁殖中出现的材料（主要是嫩茎和叶 片）质地半透明、叶片肿胀的畸形苗。 质地半透明、叶片肿胀的畸形苗。 特征： 特征：茎、叶表面无蜡质，体内的极性化合物水平 叶表面无蜡质， 较高，细胞持水力差，植株蒸腾作用强。 较高，细胞持水力差，植株蒸腾作用强。 负作用：生长缓慢、不易生根、繁殖系数下降。 负作用：生长缓慢、不易生根、繁殖系数下降。
（3）褐化问题 ）
减轻褐变现象发生的方法： 减轻褐变现象发生的方法：
选择合适的外植体 选择合适的外植体 ： 合适的培养条件：无机盐成分、植物生长物质水平、适宜温度、 合适的培养条件：无机盐成分、植物生长物质水平、适宜温度、及 时继代培养均可以减轻材料的褐变现象。 时继代培养均可以减轻材料的褐变现象。 使用抗氧化剂：在培养基中使用半胱氨酸、抗坏血酸、 使用抗氧化剂：在培养基中使用半胱氨酸、抗坏血酸、PVP等抗氧 半胱氨酸 等抗氧 化剂能够较为有效地避免或减轻很多外植体的褐变现象。另外， 化剂能够较为有效地避免或减轻很多外植体的褐变现象。另外，使 的活性炭对防止褐变也有较为明显的效果 用0.1%-0.5%的活性炭对防止褐变也有较为明显的效果。 的活性炭对防止褐变也有较为明显的效果。 连续转移：对容易褐变的材料可间隔 的培养后， 连续转移：对容易褐变的材料可间隔12~24h的培养后，再转移到新 的培养后 的培养基上，连续处理 的培养基上，连续处理7-l0d后，褐变现象便会得到控制或大为减轻。 后 褐变现象便会得到控制或大为减轻。
（3）褐化问题 ）
外植体褐变：指在接种后其表面开始变成褐色， 外植体褐变：指在接种后其表面开始变成褐色，有时 表面开始变成褐色 甚至会使整个培养基褐变的现象。 甚至会使整个培养基褐变的现象。 整个培养基褐变的现象
机制：由于植物组织中的多酚氧化酶被激活， 机制：由于植物组织中的多酚氧化酶被激活，而使细 多酚氧化酶 胞的代谢发生变化所致。在褐变过程中， 胞的代谢发生变化所致。在褐变过程中，会产生醌类 物质，它们多呈棕褐色，当扩散到培养基后， 物质，它们多呈棕褐色，当扩散到培养基后，就会抑 制其他酶的活性，从而影响所接种外植体的培养。 制其他酶的活性，从而影响所接种外植体的培养。
第5章 植物离体快速繁殖和脱毒技术 章
主要内容
定义、实验程序、影响因素、应用） 快速繁殖技术（定义、实验程序、影响因素、应用） 原理、实验程序、鉴定、保存） 植物脱毒技术（原理、实验程序、鉴定、保存）
第一节 植物快速繁殖技术
快繁的定义 快繁的技术程序 影响快繁效果的因素 快繁的应用
一、快繁的定义
2. 快繁应用的局限性
）、培养苗的玻璃化问题 （2）、培养苗的玻璃化问题 ）、培养苗的玻璃化问题(vitrification )
成因：目前没有一致的结论， 成因：目前没有一致的结论，一般认为是试管苗的 生理失调主要是水分状态不适应的症状，实验发现 生理失调主要是水分状态不适应的症状， 水分状态不适应的症状 以下因素对玻璃化有影响。 以下因素对玻璃化有影响。 材料： 材料： 培养条件：液体培养易玻璃化； 培养条件：液体培养易玻璃化；蔗糖浓度和琼脂浓度低可
3、芽苗生根培养 、
基本培养基
1/2或1/4MS培养基 或 培养基
生长调节剂
IBA和NAA0.1-0.5mg/L 和
温度： 温度：比增殖培养略低
4.小苗移植驯化
生产用苗的培育： 炼苗－假植－定植－ 生产用苗的培育： 炼苗－假植－定植－生产用苗 炼苗： 炼苗：适应自然环境 移植：洗掉附着的培养基，移植土壤采用人工调配 移植：洗掉附着的培养基，移植土壤采用人工调配 采用 的混合培养土（泥炭土、蛭石、珍株岩等）；土壤 的混合培养土（泥炭土、蛭石、珍株岩等）；土壤 湿度不宜过大（影响通气、烂根）；空气湿度初期 湿度不宜过大（影响通气、烂根）；空气湿度初期 ）； 较大（微雾喷雾）。 较大（微雾喷雾）。 定植： 定植：
四、快繁的应用及局限性
2. 局限性
有些植物离体繁殖技术未过关 培养中的变异 培养苗的“玻璃化” 培养苗的“玻璃化”和褐化
2. 快繁应用的局限性
）、培养中的变异问题 （1）、培养中的变异问题 ）、 解决方案？ 解决方案？
激素、继代时间、植株再生方式、 激素、继代时间、植株再生方式、实验中的选择
2. 快繁应用的局限性
（3）褐化问题 ）
褐变的主要原因： 褐变的主要原因：
植物品种：玫瑰、 植物品种：玫瑰、豆科原生质体培养 外植体的生理状态：一般来说， 外植体的生理状态：一般来说，处于幼龄期的植物材料褐 变程度较浅，生长迅速的组织褐变少。 变程度较浅，生长迅速的组织褐变少。 培养基成分：浓度过高的无机盐会使某些植物的褐变程度 培养基成分：浓度过高的无机盐会使某些植物的褐变程度 增加； 增加；细胞分裂素的水平过高也会刺激某些外植体的多酚 氧化酶的活性，从而使褐变现象加深。 氧化酶的活性，从而使褐变现象加深。 培养条件：光照过强、温度过高、培养时间过长易褐化。 培养条件：光照过强、温度过高、培养时间过长易褐化。 易褐化