第五章__植物离体快速繁殖

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的正常小苗有着很大的差异。所以必须通过炼苗,例如通过控水、减肥、 增光、降温等措施,使它们逐渐地适应外界环境,从而使生理、形态、组 织上发生相应的变化,使之更适合于自然环境,只有这样才能保证试管苗 顺利移栽成功。
移栽前的准备
A. 试管苗壮苗 加入生长控制剂,如多效唑,B9(丁酰肼),CCC(矮壮素), 其作用是使苗粗壮,叶绿素增加。
外植体的接种和培养
外植体的接种—无菌操作
外植体表面灭菌—切取分离—无菌培养基 外植体的培养
光照、温度、湿度、培养基pH、气体调节
接种材料修整与冲洗
材料表面灭菌
外植体切割
1.叶片0.5cm×0.5cm 2.微茎尖0.2-0.5mm
3.带节茎段0.5-1.0cm 4.芽丛分离
材料处理及消毒
① 顶梢切割成0.5-1.0cm的茎尖; (除叶,剥去休眠芽的鳞片);
在生根壮苗培养基上,大多数植物要分离成单苗,有的可分成小丛苗,
转移培养后应停止增殖,迅速生根,同时苗也长高了,以后便于移栽。
茎芽生根诱导的途径:
1、是试管(瓶)内生根
2、是试管(瓶)外生根
5.2.3.1试管内生根
将长到一定长度的微枝转移到生根培养基上继续培养。(IBA NAA)
植物离体培养产生的跟为不定根,依据根形成的部位又分为皮部根和愈伤根。
茎尖分生组织为材料,由它作为外植体。过去常被称为“分生组织培养”,
但目前多数学者认为以称作“茎尖培养”为宜。

真正的茎尖分生组织是被限制在一极小的范围内,那里的细胞几乎没有
分化,在活跃地进行细胞分裂,保持着强烈的再生分化能力,这个部分不
包括叶原基,处于茎的极顶尖处。
茎尖培养类型
根据培养目的和取材大小分为: 微茎尖培养
B.试管苗炼苗
移栽前可将培养物不打开瓶 口移到自然光照下锻炼2-3d,让
试管苗接受强光的照射,使其长
得壮实起来,然后再开口练苗13d,经受较低湿度的处理,以适
应将来自然湿度的条件。
试管苗的移栽
试管苗的移栽要注意以下几点; 首先,要保持小苗的水分供需平衡。 第二,要选择恰当的种植介质,最要紧的是疏松透气,适宜的保水性, 容易灭菌处理,不利于杂菌滋生。常用的有粗粒状蛭石、珍珠岩、粗沙、炉 灰渣、谷壳(或谷壳灰)、锯木屑等,或者将它们以一定的比例混合使用。 第三,要防止菌类滋生。试管苗原来的环境是无菌的,种植出来以后难 以保持完全无菌,但应尽量不使菌类大量滋生,以利于试管苗成活。 第四,要注意一定的光、温条件。一般强度较高的慢射光较好。
3.繁殖材料用量少,不受季节限制,可实现工厂化生产; 4.能获得无毒苗木无性系 5.木本植物应用潜力大:繁殖各种珍稀、濒危、名贵、突变物种。
1.1 植物离体微繁过程

第一阶段 稳定无菌培养体系的建立时期
第二阶段 稳定培养系的增殖、生长和增状时期 第三阶段 诱导茎芽生根形成小苗时期
第四阶段 生根小苗移栽和驯化时期
vitro) 。又称为快速繁殖(rapid cloneprogagation)。
植物离体微繁的特点
1.繁殖系数高,繁殖周期短,繁殖速度快:它的高速度是以下三种因素构
成的:①有较高的增殖倍数;②较短的增殖周期;③周年生产。 2.应用广泛,是推广良种的重要手段:占用空间小,生产效率高,省时、
省工、节约土地。
第五章
主要内容:
植物离体微繁
1. 植物离体微繁
2. 影响植物离体微繁成功的因素 3. 植物离体微繁过程中常见异常现象及对策
思 考:
植物有哪些繁殖方法?
分株繁殖
播种繁殖
压条繁殖
嫁接繁殖
扦插繁殖
组织培养繁殖
1.植物离体微繁
植物离体微繁(micropropagation):是指利用植物组织培养技术进行的 一种营养繁殖方法,是常规营养繁殖方法的一种扩展和延伸。是在短期内 获得大量遗传性状一致的个体的方法。属离体无性繁殖(propagation in
分流,生产出成品。
继代培养

继代培养是继初代培养之后的连续数代的扩繁培养过程。旨在繁殖出 相当数量的无根苗,最后能达到边繁殖边生根的目的。

继代培养的后代是按几何级数增加的过程。如果以2株苗为基础,那么 经10代将生成210株苗。

增殖使用的培养基对于一种植物来说每次几乎完全相同,由于培养物
在接近最良好的环境条件,营养供应和激素调控下,排除了其他生物 的竞争,所以能够按几何级数增殖。
外植体的选择
第四,取材季节合理: ①选取外植体的季节和时间,对培养材料的启动和培养至关重要。 ②一般在生长季—春夏。 第五,考虑器官的生理状态和发育年龄; 第六,选择大小合适的外植体; 外植体过大,不易灭菌,过小,不易成活。一般0.5-1cm;脱毒培养0.2-0.5cm。
外植体的灭菌
无菌的外植体材料是植物组织培养成功的重要前提与可靠保证,而消毒 则是获得无菌外植体的有效方法。取来的外植体需要经过仔细的表面灭菌处 理,外植体灭菌常用消毒剂。 消毒注意事项: 1.正确选择消毒剂种类及浓度、消毒时间,减少组织的死亡. 2. 在用消毒剂对材料表面消毒后,必须用无菌水漂洗3次以上以除去残留杀
图示茎段培养过程
去叶片用自来水冲洗
健康植株上选健壮的枝梢
0.1%升汞 MS培养基
75%酒精1分钟 1%次氯酸钠
再生
培养
2) 不定芽的发育
在培养中由外植体产生不定芽分化,通常经历两个不同的生长时期: 首先外植体要经脱分化过程,形成或不形成愈伤组织;
第二步由已脱分化的细胞或新形成的愈伤组织细胞,再分化形成一些
分生细胞团。然后由这些分生组织形成器官原基,在构成器官的纵轴上表 现出单向的极性。
3) 体细胞胚状体的发生与发育

体细胞胚状体类似于合子胚但又有所不同,它也通过球形,心形,鱼
雷形和子叶形的胚胎发育时期,最终发育成小苗。但它是由体细胞发 生的。

通过体细胞胚状体的发生,来进行无性系的大量繁殖具有极大的潜力。 其特点是:成苗数量多,速度快,结构完整。
思考:皮部根和愈伤根哪个利于组织培养?为什么
判断试管苗生根好坏依据: 1、根系质量(粗度、长度) 2、根系数量(条数,毛细根)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5.2.3.2 试管外生根 试管外生根技术是将组织培养茎芽的生根诱导同驯化培养结合
在一起,直接将茎芽扦插到试管外有菌环境中,边诱导生根边
驯化培养。 优势: 1、试管外生根苗比试管内生根苗生理活性更好; 2、经济成本相对试管内生根要低很多
第二阶段:稳定培养系的增殖、生长和增 状时期(诱导外植体生长与分化)
从植物组织培养积累的知识中,可将植物再生过程划分为四种方式: 1) 顶芽和腋芽的发育
2) 不定芽的发育
3) 体细胞胚状体的发生与发育 4) 原球茎的发育
1) 顶芽和腋芽的发育
顶芽和腋芽在离体培养中都可被诱导而发育。
从芽萌发出苗,即枝条,枝条向上延伸,新形成的芽将逐渐发育。
菌剂,但用酒精消毒时,则不必漂洗。
3. 与消毒剂接触过的切面在转移至无菌基质前需切除,因为消毒剂会阻碍植物细胞 对基质中营养物质的吸收。 4. 在外植体污染严重时,应用流水漂洗1h以上或先种子培养得到无菌种苗, 然后用其各个部分建立组织培养。 5.Hgcl2效果最好,但较难从外植体去除, 对人的伤害也最大,用后要用水冲洗至少5次。
② 茎尖流水冲洗2-4h;
③ 75%酒精迅速漂洗30s; ④ 0.1%升汞或稀释20倍的次氯酸钠液消毒5-8min(取自老枝条上的可适
当延长时间);
⑤ 无菌水冲洗3-5次。
外植体接入培养基
注意
无菌培养体系的建立需注意下面两个问题:
1.采样和表面灭菌; 2.首次接种污染率的估算与对策: 首次接种,小容器,多数量,尽 量分散,互相隔离,效果最好。
继代培养中扩繁的方法

继代培养中扩繁的方法包括:
切割茎段、分离芽丛、分离胚状体、分离原球茎等。
在中间繁殖体增殖到一定数量后,就使部分培养物分流,进入壮苗与 生根途径。
试管内生根或壮苗阶段的意义:试管内生根或壮苗的阶段,目的是为
了成功地移植到试管外的环境中,也是使试管苗适应外部环境的一个过渡 时期。
第四阶段:生根小苗移栽和驯化时期
试管苗的特点及移栽
从以下三个方面讲述: 1. 试管苗的生长环境; 2. 试管苗的弱点; 3. 克服弱点,提高移栽成活率的措施。
试管苗的生长环境
无菌
异养
高温
弱光
恒湿
克服弱点,提高移栽成活率的措施
试管苗由于是在无菌、有营养供给、适宜光照和温度、近100%的相
对湿度环境条件下生长的,因此,在生理、形态等方面都与自然条件生长
②从试管苗获取。
茎尖培养时需要注意的问题

一般都采用稍大一些的茎尖来培养。之所以用茎尖培养,是为了脱 除病毒病的危害,因为只有茎尖未受病毒侵染。

如果是经过病毒鉴定的母株,或该种植物有无病毒并不在考虑之中, 当然最好是采用腋芽,或带腋芽的茎切段。过小的茎尖只有很低的 存活率,并且最初生长太慢。

如果某些植物具有比较强的顶端优势,那么在培养中也同样有所表 现,往往顶芽抑制侧芽的萌发,这样总是获得分枝很少的独立的枝
特点:受材料的局限性较大。
小结
初代培养旨在获得无菌材料和无性繁殖系。即接种某种外植体后, 最初的几代培养。 初代培养时,常用诱导或分化培养基,即培养基中含有较多的细胞 分裂素和少量的生长素。
初代培养建立的无性繁殖系包括:茎梢、芽丛、胚状体和原球茎等。
第三阶段:诱导茎芽生根形成小苗时期
在初代培养的基础上所获得的芽、苗、胚状体和原球茎等,数量都还
第五,再生植株的鉴定:是指用细胞学或形态学等方法检查再生植株是
否有遗传变异。
泥 炭
试管苗的移栽基质
普通茎尖培养
普通茎尖指几毫米到几十毫米的芽尖及侧芽
微茎尖为0.3-0.5mm
普通茎尖培养方法
取 材
材 料 处 理 及 消 毒
接 种
培 养
驯 化 移 栽
取1-2㎝顶梢

①直接取材:

在生长旺盛、枝条健壮、无病的母株
上选生长不久、杂菌污染少的顶梢(1
-2cm)(取前可喷杀菌药),取顶芽 或侧芽。
体细胞胚状体的发生方式
胚状体产生的五种方式: ① 由外植体的表皮细胞直接产生胚状体; ② 由外植体组织内部的细胞产生胚状体;
③ 由愈伤组织的表面细胞产生胚状体;
④ 由胚性细胞复合体的表面细胞产生胚状体; ⑤ 由单个游离细胞直接产生胚状体。
4)原球茎的发育
大部分兰花的培养属于这一类型。
原球茎特点: 缩短的、呈珠粒状的、由胚性细胞组成的、类似嫩茎 的器官。 原球茎是一种类胚组织,培养兰花的茎尖或腋芽可直接产生原球 茎,继而分化成植株,也可继代增殖为原球茎。
第五阶段 商品苗培育时期
第一阶段:稳定无菌培养体系的建立时 期
任何植物细胞或组织培养体系的建立,都必须采制适宜的外植体。 外植体的选择有什么要求呢? 第一,选择优良的种质:① 易于离体培养的种类、品种、类型;② 生产或研究上意
义比较大的种类、品种、类型。
第二,选择健壮的植株: 第三,选择合适的部位 茎尖:生长速度快,遗传稳定,无病毒分布。但材料来源有限,为此茎段也是重 要来源。 叶片:采用幼嫩的叶片较好。如:秋海棠、矮牵牛、菊花等。 花(花蕾):据一些学者的观点,在花诱导之前细胞的脱分化容易发生,故外 植体常取发育早期阶段的花,即花蕾。 胚:大多数花卉都可用胚培养的方式进行快繁,如:百合、羽叶甘蓝、蝴蝶 兰、卡特兰等。
不多,也难以直接种植到栽培介质中去,这些培养的材料可统称为中间繁
殖体,它们需要进一步培养增殖,使之越来越多,才能发挥快速繁殖的优 势。
在快速繁殖中初代培养只是一个必经的过程,而继代培养则是经常性
不停的进行过程。但在达到相当的数量之后,则应考虑使其中一部分转入 生根阶段。从某种意义上讲,增殖只是贮备母株,而生根才是增殖材料的
条,限制了繁殖的速度,通常采取切除顶芽和适当增加细胞分裂素
两项措施加以克服。
茎段培养过程
将经过表面消毒的茎段在无菌条件下,切成几厘米长带芽的节段, 接种在固体培养基上。经过培养后,茎段可直接发生不定芽,或先诱导 形成愈伤组织,再脱分化形成再生苗。把再生苗进行切割,转接到生根 培养基上培养,便可得到完整的小植株。
如果将新形成的芽切割下来,使之再萌发出新的枝条,在适当的条件下 使枝条生根,并种植到土壤中去,便完成了植物再生的全过程。 适宜这种再生繁殖的植物,在采样时只能采用顶芽,侧芽或带有芽 的茎切段,其它如种子,萌发后取枝条等也可以。
幼嫩茎尖
营养芽
茎尖培养

在顶芽的培养中,还有较为特殊的一种方式,即采用极其幼嫩的顶芽的
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