浙江大学细胞工程第三章课件文稿演示
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浙江大学细胞工程第三章课件文稿演示
3.1植物组织培养的特点
3.11植物组织培养发展简史 3.12植物组织培养实验条件与培养基 3.13植物组织培养的一般方法 3.14植物细胞的全能性和分化调控
3.11植物组织的发展简史
①探索阶段（本世纪初~30年代中） 德国植物生理学家HaHerlandt首次进行了细胞培养实验 ②奠基阶段（30~50年代） 1934年，White培养番茄离体根尖成功。 1939年，Gautheret连续培养胡萝卜根形成层首次成功。 White:烟草种间杂种的瘤组织，进行组培。 Nobecourt：胡萝卜进行组培， 三人是植物组织的奠基人。
在体外的培养细胞通过茎芽的分化或 细胞胚胎发生能再生长成为完整的植 株
影响茎芽分化的因素
化学因素：
促芽形成 细胞分裂素：BAP、6—BA等
促根形成 生长素：IAA 、IBA、NHA、2，4—D等
物理因素：
光照、温度、材料本身状态等都会影响茎芽的 分化。
3.2植物的试管繁殖工艺流程 3.21单倍体诱导形成及其应用 3.22原生质体的分离和培养 3.23体细胞胚胎发生 3.24植物脱毒技术培养 3.25植物人工种子的制作
单倍体培养
单倍体：具有配子体染色体组成的孢子体； 一般多指形成花粉的小孢子
60年代：印度Guha和Maheshwari进行花药培 养，首次进行了单倍体培养。
幼年植物的花药和花粉都能进行培养，形成 花粉植株。
雄核发育
影响因子： 1）营养因子：蔗糖等 2）药壁因子：花粉壁内的物质 3）花粉在接种时所处的发育时期 4）温度和光照 5）供体植株的生理状况：幼年植株较好
3.3植物细胞突变体的筛选及应用 3.31诱变方法 3.32变异体的分离与鉴定 3.33变异体细胞的应用潜力
用组织培养进行突变研究的意义
可以在比田间试验小得多的空间和较短的 时间内，用人工控制的环境对单倍体、二 倍体和多倍体细胞进行大量的基因组操纵， 在植株水平回收所发生的遗传修饰。
3.24体细胞胚胎发生
体细胞胚：
在离体或活 体条件下， 由除合子之 外的孢子体 细胞形成的 胚。
体细胞胚胎发生的过程
细胡 胞萝 胚卜 胎悬 发浮 生细 过胞 程的 图体
影响体细胞胚胎发生的因子
生长调剂物质：诱导培养基 在浓度为0.5－1mg的含有2，4－D生
长素的培养基上，愈伤组织会分化形 成胚性细胞团。如将胚性细胞团转移 到一种生长素很低的的培养基上，会 发育成成熟的胚。 氮源：NH 4＋，NO3－ 其它因子：高钾等
常 用 培 养 基 配 方
洗涤
培养瓶和其它器皿应先在清水中浸泡 后，然后刷去瓶内污物，再用洗衣粉、 洗洁净等洗涤。
洗净的器皿应不挂水珠，内外壁水膜 均一，置于烘箱内烘干。
灭菌
无菌操作是植物组织培养中最关键的技术！ 培养基应用高压灭菌锅灭菌121度15分钟灭菌 一些不耐热的物质将采用过滤灭菌，如生物添
③迅速源自文库展阶段（60年代后） 原生质体，花药，微繁技术迅速发展。
3.12植物组培的实验条件和培养基
准备室：清洗区，干燥箱，工作台， 水箱，天平，灭菌锅等。
无菌操作室：超净工作台，可调节光 源，可调节温度
培养室：保温隔热，光线合适 培养操作器材：试管、 三角瓶、 玻
璃瓶、金属器材
培养基
细胞的全能性
全能性：任何有完整的细胞核的植物细胞 拥有形成一个完整植株所必需的遗传信息， 理论上都能发育成为一棵植株。
植物组织培养是建立在细胞具有全能性的 理论基础上的，除受精卵能发育成胚外， 植物的体细胞，雌配子、雄配子体都能发 育成胚。
细胞分化
在体内维管组织是高度分化的部分， 主要受生长素和蔗糖的影响，木质部 的分化与细胞分裂素、赤霉素和细胞 分裂相关。
伤组织。
试管苗的炼苗
当小苗生根成为完整的再生植株后，可以出 瓶种植。
由于环境有很大的改变，首先要进行炼苗， 使之适应外界环境。
1）开盖，保持小苗的水分供需平衡 2）放置在与种植环境相一致的的光、温条
件下；或降低温度，增加光照。 3）防止菌类滋生。
意义
1.无性系快速繁殖 2.去除病毒、真菌和细菌等病毒 3.培育新品种的得力手段 4.种质资源的保存 5.次生代谢物的生产
定义：含有一定营养成分，供组织培养植物生长的基 质。
无机营养成分：C，H，O大量元素及部分微量元素。 有机营养成分
①含N物质：包括维生素和氨基酸 ②碳源：2%—5%的葡萄糖 ③琼脂：起支持作用。 ④生长激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素 PH值：5.0~6.0间 一般，在每次进行植物培养前可利用母液自行配制所 需培养基
加剂、赤霉酸和玉米素等 玻璃器皿及耐热用具用干热灭菌。 植物材料先刷洗然后冲洗，再用消毒液，如次
氯酸钠、升汞等进行表面灭菌，最后用蒸馏水 清洗。
原代培养
外植体：从活植物体上切下进行培养的那部分组织或器 官。
1）外植体灭菌消毒。（根尖、茎、芽、嫩叶、种子、 花粉等）
2）用消毒过的器械将外植体置于培养皿上。 3）切取所需的外植体。 4）将外植体接种于培养容器的培养基上， 整个试验在超净工作台上进行，保持无菌！ 外植体经过一段时间在培养基上生长后，会形成愈
应用： 1）新品种培育 2）加速纯系获得 3）异源染色体或基因的转移 4）突变体的选择及应用 现状：成功主要局限于茄科，禾本科和十字花科
分离
1）机械法： 在细胞质壁分 离的状态下， 用利刀切割
原生质体培养
3.23植物脱毒培养技术
1）无性繁殖作物，易感染病毒，造成品质下降。 2）如何在一个已经受感染的群体中获得无病植株？ a.种子繁殖 b.消除病原菌 3）消除病原菌的方法又是什么？ a.热处理：热水或热空气。 b.茎尖培养。 c.愈伤组织培养。
花药和 花粉 培养
花粉培养（花药看护法）
其它单倍体的途径
1）由未受粉的子房或胚珠 培养诱导单倍体的形成
2）利用远缘种杂交引起染 色体消除以获得单倍体
高等植物中单倍体的意义和应用
由于单倍体只有一套基因，隐性突变不受显性基 因干扰，携带有利突变的单倍体一经发现，就可 在一个世代内通过染色体加倍，成为表现有利突 变的二倍体。
3.1植物组织培养的特点
3.11植物组织培养发展简史 3.12植物组织培养实验条件与培养基 3.13植物组织培养的一般方法 3.14植物细胞的全能性和分化调控
3.11植物组织的发展简史
①探索阶段（本世纪初~30年代中） 德国植物生理学家HaHerlandt首次进行了细胞培养实验 ②奠基阶段（30~50年代） 1934年，White培养番茄离体根尖成功。 1939年，Gautheret连续培养胡萝卜根形成层首次成功。 White:烟草种间杂种的瘤组织，进行组培。 Nobecourt：胡萝卜进行组培， 三人是植物组织的奠基人。
在体外的培养细胞通过茎芽的分化或 细胞胚胎发生能再生长成为完整的植 株
影响茎芽分化的因素
化学因素：
促芽形成 细胞分裂素：BAP、6—BA等
促根形成 生长素：IAA 、IBA、NHA、2，4—D等
物理因素：
光照、温度、材料本身状态等都会影响茎芽的 分化。
3.2植物的试管繁殖工艺流程 3.21单倍体诱导形成及其应用 3.22原生质体的分离和培养 3.23体细胞胚胎发生 3.24植物脱毒技术培养 3.25植物人工种子的制作
单倍体培养
单倍体：具有配子体染色体组成的孢子体； 一般多指形成花粉的小孢子
60年代：印度Guha和Maheshwari进行花药培 养，首次进行了单倍体培养。
幼年植物的花药和花粉都能进行培养，形成 花粉植株。
雄核发育
影响因子： 1）营养因子：蔗糖等 2）药壁因子：花粉壁内的物质 3）花粉在接种时所处的发育时期 4）温度和光照 5）供体植株的生理状况：幼年植株较好
3.3植物细胞突变体的筛选及应用 3.31诱变方法 3.32变异体的分离与鉴定 3.33变异体细胞的应用潜力
用组织培养进行突变研究的意义
可以在比田间试验小得多的空间和较短的 时间内，用人工控制的环境对单倍体、二 倍体和多倍体细胞进行大量的基因组操纵， 在植株水平回收所发生的遗传修饰。
3.24体细胞胚胎发生
体细胞胚：
在离体或活 体条件下， 由除合子之 外的孢子体 细胞形成的 胚。
体细胞胚胎发生的过程
细胡 胞萝 胚卜 胎悬 发浮 生细 过胞 程的 图体
影响体细胞胚胎发生的因子
生长调剂物质：诱导培养基 在浓度为0.5－1mg的含有2，4－D生
长素的培养基上，愈伤组织会分化形 成胚性细胞团。如将胚性细胞团转移 到一种生长素很低的的培养基上，会 发育成成熟的胚。 氮源：NH 4＋，NO3－ 其它因子：高钾等
常 用 培 养 基 配 方
洗涤
培养瓶和其它器皿应先在清水中浸泡 后，然后刷去瓶内污物，再用洗衣粉、 洗洁净等洗涤。
洗净的器皿应不挂水珠，内外壁水膜 均一，置于烘箱内烘干。
灭菌
无菌操作是植物组织培养中最关键的技术！ 培养基应用高压灭菌锅灭菌121度15分钟灭菌 一些不耐热的物质将采用过滤灭菌，如生物添
③迅速源自文库展阶段（60年代后） 原生质体，花药，微繁技术迅速发展。
3.12植物组培的实验条件和培养基
准备室：清洗区，干燥箱，工作台， 水箱，天平，灭菌锅等。
无菌操作室：超净工作台，可调节光 源，可调节温度
培养室：保温隔热，光线合适 培养操作器材：试管、 三角瓶、 玻
璃瓶、金属器材
培养基
细胞的全能性
全能性：任何有完整的细胞核的植物细胞 拥有形成一个完整植株所必需的遗传信息， 理论上都能发育成为一棵植株。
植物组织培养是建立在细胞具有全能性的 理论基础上的，除受精卵能发育成胚外， 植物的体细胞，雌配子、雄配子体都能发 育成胚。
细胞分化
在体内维管组织是高度分化的部分， 主要受生长素和蔗糖的影响，木质部 的分化与细胞分裂素、赤霉素和细胞 分裂相关。
伤组织。
试管苗的炼苗
当小苗生根成为完整的再生植株后，可以出 瓶种植。
由于环境有很大的改变，首先要进行炼苗， 使之适应外界环境。
1）开盖，保持小苗的水分供需平衡 2）放置在与种植环境相一致的的光、温条
件下；或降低温度，增加光照。 3）防止菌类滋生。
意义
1.无性系快速繁殖 2.去除病毒、真菌和细菌等病毒 3.培育新品种的得力手段 4.种质资源的保存 5.次生代谢物的生产
定义：含有一定营养成分，供组织培养植物生长的基 质。
无机营养成分：C，H，O大量元素及部分微量元素。 有机营养成分
①含N物质：包括维生素和氨基酸 ②碳源：2%—5%的葡萄糖 ③琼脂：起支持作用。 ④生长激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素 PH值：5.0~6.0间 一般，在每次进行植物培养前可利用母液自行配制所 需培养基
加剂、赤霉酸和玉米素等 玻璃器皿及耐热用具用干热灭菌。 植物材料先刷洗然后冲洗，再用消毒液，如次
氯酸钠、升汞等进行表面灭菌，最后用蒸馏水 清洗。
原代培养
外植体：从活植物体上切下进行培养的那部分组织或器 官。
1）外植体灭菌消毒。（根尖、茎、芽、嫩叶、种子、 花粉等）
2）用消毒过的器械将外植体置于培养皿上。 3）切取所需的外植体。 4）将外植体接种于培养容器的培养基上， 整个试验在超净工作台上进行，保持无菌！ 外植体经过一段时间在培养基上生长后，会形成愈
应用： 1）新品种培育 2）加速纯系获得 3）异源染色体或基因的转移 4）突变体的选择及应用 现状：成功主要局限于茄科，禾本科和十字花科
分离
1）机械法： 在细胞质壁分 离的状态下， 用利刀切割
原生质体培养
3.23植物脱毒培养技术
1）无性繁殖作物，易感染病毒，造成品质下降。 2）如何在一个已经受感染的群体中获得无病植株？ a.种子繁殖 b.消除病原菌 3）消除病原菌的方法又是什么？ a.热处理：热水或热空气。 b.茎尖培养。 c.愈伤组织培养。
花药和 花粉 培养
花粉培养（花药看护法）
其它单倍体的途径
1）由未受粉的子房或胚珠 培养诱导单倍体的形成
2）利用远缘种杂交引起染 色体消除以获得单倍体
高等植物中单倍体的意义和应用
由于单倍体只有一套基因，隐性突变不受显性基 因干扰，携带有利突变的单倍体一经发现，就可 在一个世代内通过染色体加倍，成为表现有利突 变的二倍体。