第一章_植物工厂化育苗的工厂与设备
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15
1.基本设备
电炉 冰箱
酸度计
17
18
纯水器 天平
搅拌器
19
2.灭菌设备
蒸汽压力灭菌锅
20
21
过滤灭菌装置
22
紫外灭菌灯管
23
超净工作台
3、无菌操作设备
24
超净工作台
25
无菌接种箱
26
4、培养设备
恒温振荡培养箱
光照培养箱 27
摇床
28
5、细胞学鉴定设备 光学研究显微镜、实体显微镜、倒置显微镜
29
光学显微镜
倒置显微镜
30
三、培养器皿及实验用具
1、玻璃器皿
培养皿 培ห้องสมุดไป่ตู้瓶
三角瓶
2、金属材质用具
接种盘 接种针 镊子 解剖刀
32
第二节 培养基
培养基是决定植物组织培养成败的关键因素 之一。
培养基的构成要素通常可分为：①水分；② 无机盐类；③有机营养成分；④植物生长调节物 质；⑤天热物质； ⑥pH；⑦凝固剂等。
植物工厂化育苗的工厂与设备
第一节 实验室
一 、实验室
植物组织培养是在严格无菌的条件下进行 的。要做到无菌的条件，需要一定的设备、器 材和用具，同时还需要人工控制温度、光照、 湿度等培养条件。
实验室设计原则：保证无菌操作，达到工 作方便，防止污染。
2
实验室组成：
接种室
接种室
实验室
培养室
准备室
Text
42
3.氨基酸
◆蛋白质的组成成分 ◆有机氮源 ◆可直接被细胞吸收利用 ◆培养基中常用的是甘氨酸
43
4.肌醇
◆环己六醇 ◆细胞壁的构建材料 ◆参与碳水化合物、磷脂代谢及离子平衡等 生理活动 ◆促进活性物质发挥作用
44
（四）植物生长调节剂
植物生长调节剂不仅可以促进植物组织的 脱分化和形成愈伤组织，还可以诱导不定芽、不 定胚的形成。
49
（六）pH 在灭菌前，培养基的pH一般被调节
到5.0~6.0 之间，最常用的pH为5.7~5.8。 pH过高时，培养基会变硬；pH过
低时，则影响培养基的凝固。
50
（七）凝固剂
◆琼脂是使用最普遍的凝固剂 ◆用量一般在6-10g/L之间 ◆颜色以浅、透明度高好，洁 净为上品
除了琼脂外，在组织培养 中还可以使用琼脂糖、结冷胶 等。
温室
基本实验室布局平面图
搁 水槽 架
搁
实
4.0m 架
验
台
电 炉
门
准备室 4.5m
冰箱
药 品
无菌台
搁
拉 窗
培养架
及 无菌台 仪
培养架
器 柜
无菌室
架 培养室
培
培
养
养
缓冲室
架
架
3.0m
3.5m
4
准备实验室
5
缓冲室
6
无菌室
7
无菌室
8
无菌室
9
10
培养架
11
培养室
12
温室
13
14
第二节 仪器与设备
A、赤霉素类
◆组织培养中不常使用 ◆加速细胞的伸长生长 ◆促进细胞的分裂 ◆主要是GA3
B、脱落酸
◆抑制细胞分裂和伸长 ◆促进脱落和衰老 ◆促进休眠和提高抗逆能力
GA3
脱落酸
48
（五）天然复合物
◆促进某些愈伤组织和器官的生长 ◆化学成分不明、复杂 ◆天然营养混合物 如：水解酪蛋白、玉米胚乳、酵母提取物
最常用的有生长素和细胞分裂素，有时也 会用到赤霉素和脱落酸。
1.生长素类
◆促进细胞伸长和分裂 ◆促进生根、抑制器官脱落、性别控制、延长 休眠、顶端优势、单性结实 ◆诱导愈伤组织形成 ◆溶于95%酒精或0.1mol/L的NaOH中，后 者的溶解效果更好 ◆常用的生长素：
IAA(吲哆乙酸) NAA (萘乙酸) 2,4-D(2,4，二氯苯氧乙酸) IBA(吲哆丁酸)
36
Mg、S、Ca是叶绿素的组成成分，又是激酶 的活化剂，对核蛋白体结构具有稳定作用；
S是含S氨基酸的蛋白质的组成成分。
Ca是构成细胞壁的成分，对细胞分裂，稳定质 膜结构有显著作用，此外，Ca及钙调素在细胞 信号转导中起重要作用。
2、微量元素
在微量元素中，铁的使用最大 ： ◆一些氧化酶的组成成分 ◆叶绿素形成的必要条件 ◆使用乙二胺四乙酸铁（EDTA-Fe）鳌合
51
（八）其他添加物
1.活性炭
◆吸附培养基及培养物分泌物中的抑制物质
◆抑制外植体褐变
◆防止玻璃苗的产生
◆促进培养物生长和分化
◆促进生根
2.抗生素
◆防止外植体内生菌造成的污染
活性炭
52
二、培养基的基本类型
（一）培养基的种类
◆培养基形态不同：固体培养基、液体培养基
◆培养过程不同：初代培养基、继代培养基
物防止铁的沉淀
38
硼与蛋白质合成、糖类运输有着密切的关系 铜是某些氧化酶的成分，能够促进离体根的生长 锰参与植物的光合、呼吸代谢 钼参与氮素的代谢 氯是光合作用水光解的活化剂
微量元素的主要作用是作为酶的辅助因子或激活 剂参与代谢的调节。
39
（三）有机营养成分
培养基中的有机营养成分包括糖类物质 、 维生素类 和氨基酸类。
46
2.细胞分裂素类
◆促进细胞分裂和分化
◆诱导胚状体和不定芽的形成
◆延缓组织的衰老并增强蛋白质的合成
◆用于离体成花的调控
◆溶于0.5-1.0mol/L的盐酸或稀薄的NaOH中
◆常用的细胞分裂素：
KT (激动素)
BA(6-卞基腺嘌呤)
2-ip(异戊烯氨基嘌呤)
ZT（玉米素）
47
3.赤霉素类和脱落酸
1.碳源
碳源物质包括糖类物质、醇类物质和有机 酸，以糖类物质最重要。
糖类物质特点： ◆具有热易变的性质 ◆利于吸收和利用 ◆使用浓度一般在2%—5% ◆提供能源和调节渗透压
41
2.维生素类
◆以各种辅酶的形式存在 ◆参与多种代谢活动 ◆对生长，分化等有很好的促进作用 ◆主要分为脂溶性维生素和水溶性维生素 ◆常用维生素有VB1和VB6
33
（一）水分
构成培养基的绝大部分组分为水分。 在研究上，常用蒸馏水来配制培养基，而最 为理想的水应该是纯水。
34
（二）矿质元素
※大量营养元素：占干物质重量的0.1%以上； C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等9种
※微量营养元素：占干物质重量的0.1%以下 有的只含0.1mg/kg Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl等7种
按照国际植物生理协会的建议：
所需浓度 > 0.5mmol/L的元素为大量元素 所需浓度 < 0.5mmol/L的元素为微量元素
35
1.大量元素 N是蛋白质、酶、叶绿素、维生素、核酸、磷脂、 生物碱等的组成成分，在植物生命活动中占有重 要的位置。 P是磷脂的主要成分。培养基中常用KH2PO4 NaH2PO4等。 K对碳水化合物合成，转移，以及氮素代谢等有 密切关系。
◆其作用不同：诱导培养基、增殖培养基、生根培养基
◆营养水平不同：基本培养基、完全培养基 ◆成分和浓度不同：含盐量较高的培养基、硝酸钾含量 较高的培养基、中等无机盐含量的培养基、低无机盐含 量的培养基
1.基本设备
电炉 冰箱
酸度计
17
18
纯水器 天平
搅拌器
19
2.灭菌设备
蒸汽压力灭菌锅
20
21
过滤灭菌装置
22
紫外灭菌灯管
23
超净工作台
3、无菌操作设备
24
超净工作台
25
无菌接种箱
26
4、培养设备
恒温振荡培养箱
光照培养箱 27
摇床
28
5、细胞学鉴定设备 光学研究显微镜、实体显微镜、倒置显微镜
29
光学显微镜
倒置显微镜
30
三、培养器皿及实验用具
1、玻璃器皿
培养皿 培ห้องสมุดไป่ตู้瓶
三角瓶
2、金属材质用具
接种盘 接种针 镊子 解剖刀
32
第二节 培养基
培养基是决定植物组织培养成败的关键因素 之一。
培养基的构成要素通常可分为：①水分；② 无机盐类；③有机营养成分；④植物生长调节物 质；⑤天热物质； ⑥pH；⑦凝固剂等。
植物工厂化育苗的工厂与设备
第一节 实验室
一 、实验室
植物组织培养是在严格无菌的条件下进行 的。要做到无菌的条件，需要一定的设备、器 材和用具，同时还需要人工控制温度、光照、 湿度等培养条件。
实验室设计原则：保证无菌操作，达到工 作方便，防止污染。
2
实验室组成：
接种室
接种室
实验室
培养室
准备室
Text
42
3.氨基酸
◆蛋白质的组成成分 ◆有机氮源 ◆可直接被细胞吸收利用 ◆培养基中常用的是甘氨酸
43
4.肌醇
◆环己六醇 ◆细胞壁的构建材料 ◆参与碳水化合物、磷脂代谢及离子平衡等 生理活动 ◆促进活性物质发挥作用
44
（四）植物生长调节剂
植物生长调节剂不仅可以促进植物组织的 脱分化和形成愈伤组织，还可以诱导不定芽、不 定胚的形成。
49
（六）pH 在灭菌前，培养基的pH一般被调节
到5.0~6.0 之间，最常用的pH为5.7~5.8。 pH过高时，培养基会变硬；pH过
低时，则影响培养基的凝固。
50
（七）凝固剂
◆琼脂是使用最普遍的凝固剂 ◆用量一般在6-10g/L之间 ◆颜色以浅、透明度高好，洁 净为上品
除了琼脂外，在组织培养 中还可以使用琼脂糖、结冷胶 等。
温室
基本实验室布局平面图
搁 水槽 架
搁
实
4.0m 架
验
台
电 炉
门
准备室 4.5m
冰箱
药 品
无菌台
搁
拉 窗
培养架
及 无菌台 仪
培养架
器 柜
无菌室
架 培养室
培
培
养
养
缓冲室
架
架
3.0m
3.5m
4
准备实验室
5
缓冲室
6
无菌室
7
无菌室
8
无菌室
9
10
培养架
11
培养室
12
温室
13
14
第二节 仪器与设备
A、赤霉素类
◆组织培养中不常使用 ◆加速细胞的伸长生长 ◆促进细胞的分裂 ◆主要是GA3
B、脱落酸
◆抑制细胞分裂和伸长 ◆促进脱落和衰老 ◆促进休眠和提高抗逆能力
GA3
脱落酸
48
（五）天然复合物
◆促进某些愈伤组织和器官的生长 ◆化学成分不明、复杂 ◆天然营养混合物 如：水解酪蛋白、玉米胚乳、酵母提取物
最常用的有生长素和细胞分裂素，有时也 会用到赤霉素和脱落酸。
1.生长素类
◆促进细胞伸长和分裂 ◆促进生根、抑制器官脱落、性别控制、延长 休眠、顶端优势、单性结实 ◆诱导愈伤组织形成 ◆溶于95%酒精或0.1mol/L的NaOH中，后 者的溶解效果更好 ◆常用的生长素：
IAA(吲哆乙酸) NAA (萘乙酸) 2,4-D(2,4，二氯苯氧乙酸) IBA(吲哆丁酸)
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Mg、S、Ca是叶绿素的组成成分，又是激酶 的活化剂，对核蛋白体结构具有稳定作用；
S是含S氨基酸的蛋白质的组成成分。
Ca是构成细胞壁的成分，对细胞分裂，稳定质 膜结构有显著作用，此外，Ca及钙调素在细胞 信号转导中起重要作用。
2、微量元素
在微量元素中，铁的使用最大 ： ◆一些氧化酶的组成成分 ◆叶绿素形成的必要条件 ◆使用乙二胺四乙酸铁（EDTA-Fe）鳌合
51
（八）其他添加物
1.活性炭
◆吸附培养基及培养物分泌物中的抑制物质
◆抑制外植体褐变
◆防止玻璃苗的产生
◆促进培养物生长和分化
◆促进生根
2.抗生素
◆防止外植体内生菌造成的污染
活性炭
52
二、培养基的基本类型
（一）培养基的种类
◆培养基形态不同：固体培养基、液体培养基
◆培养过程不同：初代培养基、继代培养基
物防止铁的沉淀
38
硼与蛋白质合成、糖类运输有着密切的关系 铜是某些氧化酶的成分，能够促进离体根的生长 锰参与植物的光合、呼吸代谢 钼参与氮素的代谢 氯是光合作用水光解的活化剂
微量元素的主要作用是作为酶的辅助因子或激活 剂参与代谢的调节。
39
（三）有机营养成分
培养基中的有机营养成分包括糖类物质 、 维生素类 和氨基酸类。
46
2.细胞分裂素类
◆促进细胞分裂和分化
◆诱导胚状体和不定芽的形成
◆延缓组织的衰老并增强蛋白质的合成
◆用于离体成花的调控
◆溶于0.5-1.0mol/L的盐酸或稀薄的NaOH中
◆常用的细胞分裂素：
KT (激动素)
BA(6-卞基腺嘌呤)
2-ip(异戊烯氨基嘌呤)
ZT（玉米素）
47
3.赤霉素类和脱落酸
1.碳源
碳源物质包括糖类物质、醇类物质和有机 酸，以糖类物质最重要。
糖类物质特点： ◆具有热易变的性质 ◆利于吸收和利用 ◆使用浓度一般在2%—5% ◆提供能源和调节渗透压
41
2.维生素类
◆以各种辅酶的形式存在 ◆参与多种代谢活动 ◆对生长，分化等有很好的促进作用 ◆主要分为脂溶性维生素和水溶性维生素 ◆常用维生素有VB1和VB6
33
（一）水分
构成培养基的绝大部分组分为水分。 在研究上，常用蒸馏水来配制培养基，而最 为理想的水应该是纯水。
34
（二）矿质元素
※大量营养元素：占干物质重量的0.1%以上； C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等9种
※微量营养元素：占干物质重量的0.1%以下 有的只含0.1mg/kg Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl等7种
按照国际植物生理协会的建议：
所需浓度 > 0.5mmol/L的元素为大量元素 所需浓度 < 0.5mmol/L的元素为微量元素
35
1.大量元素 N是蛋白质、酶、叶绿素、维生素、核酸、磷脂、 生物碱等的组成成分，在植物生命活动中占有重 要的位置。 P是磷脂的主要成分。培养基中常用KH2PO4 NaH2PO4等。 K对碳水化合物合成，转移，以及氮素代谢等有 密切关系。
◆其作用不同：诱导培养基、增殖培养基、生根培养基
◆营养水平不同：基本培养基、完全培养基 ◆成分和浓度不同：含盐量较高的培养基、硝酸钾含量 较高的培养基、中等无机盐含量的培养基、低无机盐含 量的培养基