植物生物技术8515444387

植物生物技术的概念：植物生物技术: 指对植物品质和性状进行改造的生物技术

植物生物技术核心技术及其在农业生产中的应用

创造新材料培育新品种开发功能食品

快速繁殖稀有材料材料的指纹分析新基因挖掘、定位、辅助育种等

第一章

•植物组织培养的应用：

•（1）快速繁殖和规模化生产

•（2）培养无病毒植株

•（3）培育转基因植物

•（4）突变体筛选

•（5）制成人工种子

•灭菌的方法和原理

•（1）灭菌方法

•物理灭菌：高温高压灭菌干热灭菌射线照射灭菌过滤灭菌

•化学灭菌：熏蒸灭菌消毒液灭菌

•（2）灭菌原理

•（a）高温高压灭菌

•原理：将待灭菌的物品放在一个密封的高压高温灭菌锅，在121℃高温和每平方厘米1个大气压下，一般持续15－20 min，就可杀死一切微生物的营养体及其孢子，适于器皿、工具、衣物和培养基灭菌。

•（2）过滤灭菌法

•原理：将带菌的液体或气体通过孔径小于0.45µm微孔滤器装置，使液、气体通过滤膜流入无孔瓶中。

•培养基的种类和特点

•目前发展出的培养基有几十种，但常用的有MS、B5、white、N6、SH、KM8P等。

•（1）MS培养基

•1962年Murashige和Skoog为培养烟草组织时设计的，是目前应用最广泛的一种培养基。

•无机盐浓度高，养分平衡，尤其是铵盐和硝酸盐的含量很大

•它不适合生长缓慢、对无机盐浓度要求比较低的植物，尤其不适合铵盐过高易发生毒害的植物。

•与MS培养基基本成分较为接近的还有LS、RM培养基，LS培养基去掉了甘氨酸、盐酸吡哆醇和烟酸；RM培养基把硝酸铵的含量提高到4950mg/L，磷酸二氢钾提高到510 mg/L。

•（2）White培养基

•1943年由White设计的，1963年做了改良。

•无机盐浓度较低

•适于生根培养

•（3）N6培养基

•1974年，朱至清等学者为水稻等禾谷类作物花药培养而设计的

•KNO3和（NH4）2SO4含量高，不含钼

•适于花粉和花药培养。

•（4）B5培养基

•1968年由Camborh等设计的

•含有较低的铵盐，较高的硝酸盐和盐酸硫胺素。铵盐可能对不少培养物的生长有抑制作用

•适合于某些双子叶植物特别是木本植物的生长。

•（5）SH培养基

•1972年由SchenkHid和Hidebrandt设计的。

•它的主要特点与B5相似，不用（NH4）2SO4，而改用NH4H2PO4，是无机盐浓度较高的培养基

•在不少单子叶和双子叶植物上使用，效果很好。

•KM8P

•Kao and Michayluk 1975

•有机成分较复杂，它包括了所有的单糖和维生素，呼吸代中的主要有机酸。

•主要用于原生质体培养

•培养基的成分及配制方法

培养基中包括植物生长必需的15种营养元素和某些生理活性物质，可概括为四大类：

1、无机营养物:植物生长发育中非常重要

◆镁（Mg）是叶绿素分子的一部分

◆钙（Ca）是细胞壁的组分之一

◆氮（N）是各种氨基酸、维生素、蛋白质和核酸的重要组成部分

◆此外，铁（Fe）、锌（ Zn）和钼（Mo）等是某些酶的组成部分。

植物除了碳（C）、氢（H）和氧（O）外，已知还有12种元素对于植物的生长是必需的，它们是氮(N)、磷（P）、钾（K）、硫（S）、钙(Ca)、镁(Mg)、铁(Fe)、锰（Mn）、铜（Cu）、锌(Zn)、硼（B）和铝（Al）。

前6种元素需要的数量较大，称之为大量元素或主要元素

后6种元素需要的数量较小，称为微量元素或次要元素

按照国际植物生理协会的建议，植物所需要的浓度大于0.5mmol/L的元素为大量元素，小于0.5mmol/L的元素为微量元素

2、有机营养成分

主要包括碳源（糖类）和维生素类

•最常用的碳源是蔗糖和葡萄糖

•使用浓度为2%－5%

•作为植物生长发育所需的营养物质

•调节培养基中的渗透压

维生素：

◆硫胺素（维生素B1）一般认为是一种必需的成分

◆吡哆醇（维生素B6），烟酸（维生素B3），泛酸钙（维生素B5）和肌醇也都能显著

地改善培养的植物组织生长状况

3、植物生长调节物质(激素）

主要有五大天然激素（和人工合成的生长调节物质生长素）：

植物五大天然激素的合成部位

吲哚乙酸分生组织、种子

细胞分裂素根尖

赤霉素生长的种子

脱落酸、乙烯成熟、衰老和环境条件

4、其他附加物

不是植物生长所必需的，但对细胞生长有益

（1）凝固剂

•琼脂(agar)是固体培养基的必要成分，琼脂是一种由海藻中提取的高分子碳水化合物，本身并不提供任何营养

•琼脂能溶解在热水中，成为溶胶，冷却至40℃即凝固为固体状凝胶。

（2）抗生素

•抗生物质(antibiotic)，包括青霉素、链霉素、庆大霉素等，用量在5—20mg/L之间

•添加抗生物质可防止菌类污染，减少培养中材料的损失，尤其是快速繁殖中，常因污染而丢弃成百上千瓶的培养物，采用适当的抗生素便可节约人力、物力和时间（3）活性炭

•活性炭为木炭粉碎经加工形成的粉沫结构，它结构疏松，孔隙大，吸水力强，有很强的吸附作用

•通常使用浓度为0.5—l0g／L

•活性炭（active carbon）可以降低组织培养物的有害代物浓度，对细胞生长有利培养基的制备

1、母液的配制

配制母液有两个好处:

•可减少每次配制称量药品的麻烦

•减少极微量药品在每次称量时造成的误差

（1）大量元素母液:

•可配成10倍母液,用时每配1000ml培养基取100ml母液

（2）微量元素母液

•因含量低，一般配成100倍甚至1000倍，每配1000ml培养基取10ml或1ml

（3）铁盐母液

•必须单独配制，若与其它元素混合易造成沉淀

（4）有机化合物母液

•主要是维生素和氨基酸类物质，这类物质不能配成混合母液，一定要分别配成单独的母液，浓度为每毫升含0.1,1,10mg,使用时根据需要量取

（5）激素

•每种激素必须单独配成母液，其浓度为0.1, 0.5或1.0mg/ml, 多数激素难溶于水，2、培养基的配制

（1）分别按配方逐个加入各种贮备液，包括生长调节物质和其他的特殊补加物。

（2）充分混合之后，用1mol/L Na0H和1mol/L HCl调节培养基的pH。一般来说，植物组织培养适合的pH值为5.8，当pH高于6时，培养基将会变硬，低于5时，琼脂就不能很好地凝固。

(3)称出规定数量的蔗糖或葡萄糖，加水直到培养基最终容积。

（4）加入一定数量的凝固剂（琼脂或非态胶），加热融化

（5）把培养基分装到所选用的培养容器中，每个 25×150mm的试管约装培养基15m1；每个100ml三角瓶约装50ml。

（6）用封口膜封口

（7）灭菌（高压灭菌）