作者简介:张红晓(1974-),女,河南洛阳人.收稿日期:2003-01-12
文章编号:1008-4673(2003)03-0066-04
木本植物组织培养技术研究进展
张红晓1,经剑颖2
(1.河南科技大学林业职业学院,河南洛阳471002;2.洛阳大学环化系,河南洛阳471002)
摘要:从培养基、外植体及培养条件等方面介绍了木本植物组织培养技术的研究进展,讨论了木本植物组织培
养过程中存在的褐变、生根难及玻璃化等问题及可能解决的途径。对木本植物的愈伤组织及胚状体的培养也
进行了初步探讨。
关键词:木本植物;组织培养;培养基;外植体
中图分类号:S722.3文献标识码:A
随着植物组织培养研究工作的不断深入,木本植物组织培养技术不仅促进了果树和观赏树木的脱毒及组织培养快速繁殖的迅速发展,而且在维持生态平衡、改造沙荒土壤以及在都市和居民区的绿化等方面均起着重要作用。至今世界上已有多种木本植物离体培养后得到了完整植株,有不少试管苗已应用于生产实践。
木本植物具有生命周期长、遗传杂合几率高、经济效益显著等特点。此外,许多木本植物组织培养过程中存在着难以解决的外植体褐变、试管苗玻璃化和生根难等现象[1~4]。因此,对影响木本植物组织培养的有关因子进行研究,有利于木本植物组织培养工作的进一步开展。
1 影响木本植物组织培养研究的有关因子及进展
1.1 培养基成分
(1)基本培养基。在器官组织培养中,一般采用固体培养,而在细胞和原生质体培养中,则采用液体培养基。培养基中的盐浓度对外植体褐变和试管苗玻璃化均有一定影响。对某些植物来说,初代培养时培养基中无机盐浓度过高可引起酚类外溢物质的大量产生,导致外植体褐变,降低盐浓度则可以减少酚类外溢,从而减轻褐变[5]。此外,培养基中的某些离子会增加酚类合成与氧化酶的活性,降低盐浓度则可起到一定的抑制作用[6]。对于玻璃化的试管苗来说,提高培养基中Ca 2+的浓度,增加培养基中Mg 、
Mn 、K 、P 、Fe 、Cu 元素含量,降低N 和Cl 元素比例,特别是降低铵态氮浓度,可降低玻璃化[7~11]。
(2)生长调节物质。在组织培养过程中,激素的种类及浓度对培养结果有重要影响。在以杨树为材料的试验中发现,愈伤组织在芽分化阶段如果不降低生长素浓度,则很容易永远失去分化能力。而植物的生根多数都是用生长素单独实现的,IB A 有较好促进生根的作用[8]。用幼年状态的材料在低浓度生长素的培养基中一步生根,生根效果明显优于含有高浓度生长素的培养基;当他尝试用不含生长素的培养基一步生根时,仍观察到幼年状态的材料有一定生根效果。这说明生长素完成诱导作用后,它们在培养基中存在对新根发生有抑制作用。因此,对木本植物的生根培养采用两步法:即先在富含生长素的培养基上进行根的诱导,尔后转接到无任何生长调节物质的培养基上进行根的伸长生长。这样不仅可提高生根率和有效根的数目,而且可限制芽苗基部愈伤组织的生成。
(3)碳源。糖的使用浓度多在2%~3%,但不同植物材料对糖类的反应不完全相同。杨树培养基中糖的使用浓度若超过3%,则易使愈伤组织变黑老化;另一方面,糖浓度太低也不宜于愈伤组织的诱导和分化[9]。对于已发生玻璃化的试管苗来说,适当提高培养基中蔗糖含量,降低培养基中的渗透势,可以降低玻璃化[10,11]。
第23卷第3期
2003年 9月河南科技大学学报(农学版)Journal of Henan Universi ty of Science and Technology (Agricultural Science)Vol.23No.3Sep. 2003
(4)琼脂。在固体培养时,琼脂的使用浓度常为0.6%~0.8%。邓成木认为应尽可能地降低琼脂的浓度,因为较软的培养基能诱导愈伤组织较好地发育,而太硬的培养基往往会使培养物不能与培养基紧密接触,不能很好地吸收养分而变黄。但孔祥生等
[12]在柿树组培试验中发现,琼脂含量低则试管苗水势高,玻璃化现象严重。把琼脂含量从0.6%提高到1.0%后,不仅能有效防止玻璃化现象的发生,而且提高了外植体的增殖倍数。
(5)培养基的pH 值。培养基的pH 值因培养材料不同而异,大多数木本植物要求pH 值在5.0~6 0。适当降低培养基pH 值可以降低多酚氧化酶的活性和底物利用率,从而抑制褐变。培养基的pH 值还可以通过影响培养物的营养元素的吸收过程来影响呼吸代谢、多胺代谢与脱氧核糖核酸合成、植物激素进出细胞等作用,进而直接或间接地影响愈伤组织形成及形态建成
[3,9,13]。(6)活性炭。活性炭(AC)不是组织培养中的必需成分,但现有资料显示,活性炭在许多木本植物的组织培养中起着重要作用。赖家业
[14]在土柠檬、韩文璞[15]在甜樱桃的组织培养中分别发现活性炭能明显地促进芽和根的生长。但由于活性炭具有较强的吸附能力,它能使培养基内有效物质的浓度降低,从而限制某些植物的生长。刘用生
[16]在胡杨的培养基中加入活性炭后芽丛不再增殖,甚至2周后芽开始萎黄。
AC 对外植体褐变有一定的抑制作用。活性炭除了能吸附培养基中的酚类物质、减轻对培养物的毒害外,还在一定程度上降低光照强度,从两方面减轻褐变[5]。李师翁等[18]在沙棘组织培养中,加入活性炭有减轻褐化的作用,但同时也抑制了愈伤组织和芽的生长。刘用生
[18]研究活性炭吸附作用的结果表明:每mg 的AC 大约能吸附100 g 左右的生长调节物质,通常,AC 的使用浓度在0.02%~1%之间。1.2 外植体的选择
外植体的选择和处理对褐变有较大影响。Chever
[19]分析欧洲栗的酚类含量的变化结果表明,幼龄材料酚类化合物含量少,而成龄材料比较多。王续衍[20]
对24个苹果品种进行茎尖培养时发现,以冬春季取材褐变死亡率最低,其他季节取材则都不同程度加重。此外,外植体组织受伤害程度直接影响褐变,在切取外植体时,伤口面积越小,表面消毒剂对外植体伤害越少,褐变越轻。
1.3 培养条件
(1)光照。光照对木本植物的外植体褐变和试管苗玻璃化有一定影响。光照过强,可使多酚氧化酶的活性提高,从而加速被培养组织的褐变
[6]。但增加光照,可促进试管苗成熟,加快幼茎木质化,从而降
低玻璃化[11]。光照还影响一些木本植物的生根。研究发现,对Calita 李的生根培养,两周的黑暗处理对获得最大生根率是不可缺的,光照则抑制根的形成[8,13]。
(2)温度。低温可以抑制酚类化合物的合成,降低多酚氧化酶的活性,从而减轻褐变,Wang [21] 等在
苹果和桃的茎尖培养中发现,5 的低温对控制褐变效果十分显著,而且在低温下培养时间越长,褐变越少,但存活率也随之下降,最佳时间为7天左右。温度对试管苗玻璃化有一定影响。文献[10]认为:在10 ~26 范围内培养的牡丹植株无玻璃苗出现,在26 ~30 范围内培养,有63%的试管苗发生玻璃化现象,而在30 以上培养的牡丹苗竟有84%发生玻璃化现象。
温度对生根也有一定影响。苹果无根苗在28 生根最佳,而在21 和23 生根率下降,在22 、25 或29 对生根无反应[8]。木瓜无根苗,在日温和夜温相对保持在27 1 和25 1 时,生根最佳,若日温降低,根发生速率也降低。日温从22 1 增到29 1 时,根重随之增加,在29 日温下,根变细,侧根增多[13]。
(3)继代培养次数。组培苗的继代次数对生根有一定影响。处于成年期的组培苗生根困难,而处于幼年期状态的和经过多代培养从成年期状态回转到童年期状态的组培苗,生根要容易得多。在苹果富士品种的组培苗生根试验[8]中发现,一般要经过继代培养7代以上,生根率才得以改进。
继代培养次数对外植体褐变和试管苗玻璃化也有一定影响。李师翁等[18]在沙棘嫩茎的愈伤组织
培养中,及时转移培养材料,继代周期不超过4周,可有效降低愈伤组织的褐变。但继代次数也不可过多,继代4次或5次,则玻璃化频率提高,一般以2~3次最佳。
67 第3期张红晓等:木本植物组织培养技术研究进展
2 愈伤组织及胚状体的培养
愈伤组织的培养细胞处于不断分生状态,容易受培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而产生诱变,从中可以筛选出对人们有用的突变体,从而育成新品种。大量实验表明,从细胞和组织培养获得的遗传变异已成为选择有用变异的一个新重要来源[22]。在木本植物中,具有再生能力的愈伤组织主要由胚外植体得到,而其它部位获得的愈伤组织再生能力极低,这一直是木本植物利用组织培养技术进行植物改良和植物繁殖的一大障碍。
李浚明等[3]认为,愈伤组织起初都具有胚胎(或器官)发生潜力,但经过反复继代和保存之后,这种形态发生能力常常下降,有时甚至完全丧失。黄学林等[9]根据愈伤组织的形态将它们大致分为两类:一类是质地较松软、湿润的浅绿色愈伤组织,增殖速度快;另一类质地较致密,表面较干燥,颜色呈黄白色,
增值速度慢。关于植株再生的研究[3]中得出的结论:前一种是茎芽型愈伤组织即非胚性愈伤组织,可以
通过器官发生途径产生再生植株;后一种是体细胞胚愈伤组织即胚性愈伤组织,可以通过胚状体途径再生植株。当然在这两种类型之间还存在着许多过渡类型。由于胚性愈伤组织具有胚的特征,遗传性状和植株再生能力都优于非胚性愈伤组织,因此,最大限度地获得胚性愈伤组织能快速生产出大量的遗传
性状一致的优良株系[23]。许多实验表明[9,23],将已获得的愈伤组织进行巧妙的继代培养是获得胚性愈
伤组织的必需步骤之一,有时可通过控制培养条件(特别是生长调节物质)和继代的艺术将无形态建成能力的愈伤组织变为有形态建成能力的愈伤组织。能够促成这种转变的控制因子有几种,其中最主要的是植物激素和氮源形态[9,13,23,24]。一般来说,生长素是促使细胞进入持续分裂增殖状态的因子,细胞分裂素是促使细胞进入分化状态的因子,而GA3抑制胚状体的发生。氮源除了供给培养物氮素营养外,还原态氮还具有促进细胞分裂的作用,硝态氮具有抑制细胞分裂的作用。胚状体的发生方式有两种:一种是从培养中的器官、组织、细胞或原生质体直接分化成胚;另一种是外植体先愈伤化,然后由愈伤组织细胞分化成胚。这两种方式中,从愈伤组织产生胚状体最为常见[23]。曹孜义等[1]
认为:一般在含有丰富还原氮的培养基上加生长素,尤其是2,4-D 来诱导胚状体的发生,然后转移到降低浓度或没有生长素的培养基上使其成熟、萌发和生长。但在木本植物组织培养中,胚状体发生还不普遍或产生的胚状体难以成株,限制了这一工作的开展。
3 展望
木本植物组织培养技术研究较晚,但近20年来发展迅速,积累了大量资料,在培养基选择、外植体筛选以及培养方式等方面取得较大的进展,不过仍存在外植体褐变、玻璃化和生根难等问题。此外,笔者在研究中发现,木本植物的愈伤组织和胚状体的诱导较为困难,且许多研究结果不一致,难以形成定论,有关这方面的研究亟待深入,以进一步完善木本植物组织培养技术。
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Advancement of culture technology in woody plant tissue
ZHANG Hong xiao 1,JING Jian ying 2
(1.College o f Fo rest Pro f ession ,Henan University o f Science and Technolo gy ,Luoyang 471002,China ;
2.Department o f Environment &Chemistry ,Luo yang University ,Luo yang 471002,China )
Abstract:The latest achievement of culture technology in woody plant tissue is introduced.The problems of turning brown,difficult rooting,vitrification of shoots and the way to deal with them are discussed.Callus and e mbryoid of woody plant are also discussed.
Key words:W oody plant;Tissue culture;Medium;Explant
69 第3期张红晓等:木本植物组织培养技术研究进展
植物组织培养报告内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
大蒜茎尖的组织培养 谢婷婷江宋青万嫣文吕凌宇一、实验目的 掌握植物组织培养的相关理论知识及操作方法； 通过自行设计并完成实验，提高动手能力和思维能力； 利用植物细胞的全能性，使大蒜茎尖经过脱分化作用形成愈伤组织，再分化为有结构的组织和器官，最终增殖培育出大量品质优良的大蒜试管苗。二、实验原理 植物组织培养是利用植物细胞的全能性原理。植物组织培养是在无菌环境下，将离体的植物器官、组织以至单个细胞，在人工配置的培养基上培养，使其能够继续生长，甚至分化发育成一完整植株的过程。植物的组织在培养条件下，原来已经分化停止生长的细胞，又能重新分裂，形成没有组织结构的细胞团，即愈伤组织。这一过程称为“脱分化”。已经脱分化的愈伤组织，在一定条件下，又能重新分化形成输导系统以及根和芽等组织和器官，这一过程称“再分化”。 三、实验材料、试剂和器材 1 供试材料 以购于府前菜场的大蒜为实验材料，实验在丽水学院生态学院组培实验室进行。 2 仪器与设备 超净工作台、培养事、电子天平、烧杯、容量瓶、玻璃棒、量筒、移液
管。 3 试剂 70%酒精、95%酒精、0.1%升汞、蔗糖、琼脂条、6-BA（1.5 mg/L；2.0 mg/L）、2,4-D（2.0 mg/L）、NAA（1.0 mg/L；）、IBA（2.0 mg/L）、10倍的大量元素、100倍的微量元素、100倍的铁盐、100倍的有机物。 四、实验步骤 1.培养基的配制及灭菌 诱导培养基：MS+6-BA 2.0 mg/L+2,4-D 2.0 mg/L 出芽培养基：MS+6-BA 1.5 mg/L+NAA 1.0 mg/L 生根培养基：MS+IBA 2.0 mg/L （1）将MS母液（10倍的大量元素、100倍的微量元素、100倍的铁盐、100倍的有机物）按顺序排列、检查是否失效。 （2）在装有3/4蒸馏水的容器中加入0.7%琼脂和3%蔗糖，加热溶化。（3）依次吸取适量各种母液移到容器中。 （4）用蒸馏水定容到相应体积。 （5）调节pH值(用0.1M的NaOH或HCl调节)至5.8-6.0。 （6）向培养基中加入适量激素。 （7）将配制好的培养基进行分装（20-30ml/瓶）。 （8）用两层称量纸包扎瓶口，并用橡皮筋扎牢，然后在高压灭菌锅中121 ℃下灭菌 20 min 。取出三角烧瓶放在台子上，冷却后备用。接种操作所需的一切用具（烧杯、培养皿、灭菌水等），需同时灭菌。 （9）将灭菌后的培养基于常温下放置一星期，观察有无污染。
1.植物组织培养（离体培养）：是指在无菌条件下，将植物体的任何一部分，培养在人工配制的培养基上，并给予合适的培养条件，使之发育形成完整植物体的过程。 2、植物组织培养的类型 （1）根据培养基的类型分为: 固体培养液体培养半液半固体培养 （2）根据培养材料（外植体类型）分为： 植株培养器官培养组织培养原生质体培养胚胎培养细胞培养 （3）按培养过程分： 初代培养继代培养生根培养 3、植物组织培养的一般工作流程 1.准备阶段：（1）查阅资料，制定培养方案；（2）清洗组培用器皿、工具； （3）配制所需试剂和培养基；（4）试剂、培养基及器皿、工具的灭菌。 2.外植体的选择与消毒； 3.初代培养； 4.继代培养； 5.生根培养； 6.炼苗移栽 4、植物细胞的全能性概念：指植物体的每个活细胞都携带有该物种的全套遗传信息，在适宜条件下，离体细胞都具有发育为一个完整植株的潜在能力。 注意：（1）活细胞（2）离体细胞（3）细胞全能性表达的难易程度取决于细胞的分化程度 5、细胞全能性的强弱表现： （1）植物细胞全能性根据细胞的性质不同由强到弱：营养生长中心＞形成层＞薄壁细胞＞厚壁细胞（木质化细胞）＞特化细胞（导管等） （2）植物细胞全能性根据所处的组织不同由强到弱：顶端分生组织＞侧生分生组织＞居间分生组织＞薄壁组织＞厚角组织＞输导组织＞厚壁组织 6、植物组织培养中全能性表达的条件： 1.无菌条件； 2.离体条件； 3.一定的营养物质； 4.植物生长调节物质； 5.适宜的外界条件。 7、胚性细胞的特点：未分化状态；细胞具有旺盛分裂能力；具有两极性 8、脱分化：指在一定条件下，已分化成熟的细胞、组织或器官恢复到未分化的分生状态，并进行细胞分裂形成未分化的细胞团，如愈伤组织的形成过程。 9、愈伤组织形成的三个时期： （1）诱导期又称启动期（最难）。（2）分裂期（3）分化期 10、优良愈伤组织的特征： （1）具有旺盛的增殖能力；（2）容易散碎；（3）具有高度的胚性或再分化能力，便于植株再生；（4）经过长期的继代保存而不丧失胚性。 11、再分化：指一定条件下，脱分化的细胞或组织转变为具有一定结构、执行一定功能的细胞团和组织，并进一步形成完整植株的过程，即由愈伤组织再生形成完整植株的过程。 12、植物形态建成的途径——全能性的实现途径——植物分化成苗的类型 （1）器官发生型（2）胚状体发生型（3）原球茎发生型（4）芽再生型 13、高压蒸汽灭菌锅——湿热灭菌灭菌要求：0.105 MPa的压力下，锅内温度达121℃，保持20~30min 干热灭菌：要求：160~170℃，1~2h，如有玻璃器皿则必须待温度降至50℃时，才能打开烘箱门，以防温度骤降玻璃破碎。 过滤灭菌：细菌过滤器、注射器，适用于高温高压下易分解的试剂，主要是植物生长调节物质，如IAA、GA3、ZT的灭菌。 14、培养基成分（1）.大量元素：包括：N、P、K、Ca、Mg、S、Cl等。 （2）微量元素：包括Fe，B，Mn，Cu，Zn，Mo，Co等。 15、植物生长调节剂： （1）生长素类：常用吲哚乙酸（IAA）、吲哚丁酸（IBA）、萘乙酸（NAA）、 2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D） （2）组培中的作用：①促进细胞伸长；②促进生根；③诱导愈伤组织的形成；
植物组织培养技术 植物组织培养是指将植物体的一部分接种在合成培养基上，使其按照预定目标生 长发育成新植株。近年来，花卉组织培养及快繁脱毒技术越来越多地应用于花卉种苗 繁殖生产中。 一、组织培养在花卉产业中的应用 1.快速、大量繁殖优良品种组织培养技术已成为种苗生产的主要技术之一。经组织 培养，可增加繁殖系数，加快繁殖速度，可生产出种性纯、品质好、产花量高的生产 性用苗。在花卉育种过程中，不断的杂交、选种极大地扩展了花卉的花形与颜色，使 得花卉在各方面都越来越接近人们的需求。但在同时，也造成了花卉基因类型的高度 异质化———子代不易有均一表现。而组培苗是在母株器官、组织或细胞的基础上发展起来的，可以保持母株的全部特性（花形、花色、株形、开花习性、抗逆性等）， 因而可以根据需要来选择集多种优良性状于一体的植株加以分生，从而得到大量与母 株一模一样的植株。 2.培育脱毒苗木采用组织培养技术，利用植株的分生组织不易感染病毒的原理，可 以对花卉植株的分生组织进行组织培养来繁殖苗木，防止亲代植株的病害传递给子代，从而达到脱毒的目的。 病毒病对长期应用营养繁殖（分株、扦插等）的观赏植物及其生产的危害相当严重。由于观赏植物多采用营养繁殖，如嫁接、分株、压条等方法繁殖时，病毒（及类 病毒）则通过营养体及刀具、土壤传递给后代，大大加速了病毒病的传播与积累，导 致病毒病的危害越来越严重。据统计，观赏植物的病毒已多达100多种，并且逐年有 新增病毒的报道。观赏植物因病毒病大大影响其观赏价值，表现在康乃馨、菊花、百合、风信子等的鳞茎、球茎与宿根类花卉及兰科植物等严重退化，花少且小，花朵畸形、变色，大大影响观赏价值，严重者甚至导致某些品种的灭绝，严重制约观赏植物 生产的发展，这也是我国切花品种跨不出国门的原因之一。组培快繁技术已应用到蝴蝶兰的栽培中非洲菊也可以通过组培快繁技术进行繁殖 植物组织培养脱毒的原理主要是利用茎尖分生组织不带毒或少带毒。感病植株体内的病毒分布不均匀，其数量随植株部位和年龄而异，越靠近茎尖顶端的区域，病毒 的浓度也越低。分生区域无维管束，病毒只能通过胞间连丝传递，赶不上细胞不断分 裂和活跃的生长速度，因此生长点含有病毒的数量极少，几乎检测不出病毒。因此， 茎尖培养时，切取茎尖的大小对脱毒效果有很大影响，茎尖越小效果越佳，但太小时 不易成活，过大则不能保证完全除去病毒。不同种类的植物和不同种类的病毒在茎尖
第一章植物组织培养的基础理论与基本知识 第一节植物组织培养的基本概念及类型 一、教学目标： 通过对植物组织培养的概念和植物组织培养的类型的学习,使同学们对植物组织培养技术有大概的了解和认识,让同学们建立起对该学科学习兴趣。 二、教学效果目标： 1、理解、掌握植物组织培养的概念； 2、掌握植物组织培养的类型。 三、教学重点： 1、理解、掌握植物组织培养的概念； 2、掌握植物组织培养的类型。 四、教学难点： 1、理解、掌握植物组织培养的概念； 2、掌握植物组织培养的类型。 五、教学效果评价： 1、为了激发学生的学习积极性和主动性，不宜采用百分制的方法进行评价，而是采用A、B、C、D四个评价等级进行评价。 2、评价标准： A、能用自己的语言对植物组织培养的概念和类型等几个基本概念进行正确的描述，能熟练的判断植物组织培养的类型。能按时按量甚至超量完成
作业，并且无误。 B、能基本用自己的语言植物组织培养的概念和类型等几个基本概念进行正确的描述，能基本会判断植物组织培养的类型。能按时按量完成作业，基本无误。 C、在老师的指引下或参照课本基本用自己的语言对植物组织培养的概念和类型等几个基本概念进行正确的描述，能基本判断植物组织培养的类型。能按时按量完成作业，但错误较多。 D、基本不认真听课，课堂很随意，基本不听老师教导，对所学内容基本不懂，很少作作业。 六、采用理论教学。 七、教学时数： 2学时 教学过程 一、新课导入：约（10分钟） 以同学们感兴趣的动物克隆技术人手，向同学讲述克隆技术基础技术，然后转到植物组织培养技术上来。 二、新课：（约80分钟） 板书： 第一章植物组织培养的基础理论与基本知识
植物组织培养研究进展 摘要 植物组织培养技术作为一种科研手段,发展异常迅猛。从组织培养的原理、培养过程中遇到的问题以及前景和展望这3方面综述了我国近几年植物组织培养的新研究。 关键词: 组织培养；存在问题；措施；发展 20 世纪后半叶，植物组织培养发展十分迅速，利用组织培养，不仅可以生产大量的优良无性系，并可获得人类需要的多种代谢物质；细胞融合可打破种属间的界限，克服远缘杂交不亲和性障碍，在植物新品种的培育和种性的改良中有着巨大的潜力；还可获得单倍体、三倍体及其它多倍体、非整倍体；组织培养的植物细胞也成为在细胞水平上分析研究的理想材料[1]。因此，植物组织培养广泛应用于植物科学的各个分支，如植物学、植物生理学、遗传学、育种学、栽培学、胚胎学、解剖学、病理学等，并广泛应用在农业、林业、医药业等多种行业，产生了巨大的经济效益和社会效益，被认为是一项很有潜力的高新技术。 1组织培养的基本原理 1.1植物组织培养的概念 植物组织培养技术是指在无菌条件下，将离体的植物器官(如根尖、茎尖、叶、花、未成熟的果实、种子等)、组织(如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)、细胞(如体细胞、生殖细胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生质体培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱发产生愈伤组织或潜伏芽等，或长成完整的植株的技术[2]。 1.2植物组织培养的依据 植物组织培养的依据是植物细胞“全能性”及植物的“再生作用”。1902年，德国著名植物学家GHaberlanclt根据细胞学理论[3]，大胆地提出了高等植物的器官和组织可以不断分割，直到单个细胞，即植物体细胞在适当的条件下具有不断分裂和繁殖，发育成完整植株的潜力的观点。1943年，美国人White在烟草愈伤组织培养中, 偶然发现形成一个芽, 证实了GHaberlanclt的论点[4]。在许多科学家的努力下，植物组织培养技术得到了迅速发展，其理论和方法趋于完善和成熟，并广泛应用产生了巨大的经济效益和社会效益。 1.3培养基的选择 组织培养的基础培养基有MT、MS、SH、White等[5]。由于不同植物所需要的生长条件有所不同，会对培养基做一些不同的处理，一般采用较多的是MS。组织培养采用固体培养基的较多，但只有在植物周围的营养物和激素被吸收，如果其他残留的培养基也能被利用，对工厂化生产的成本减少方面有很大的帮助。董雁等[6]利用回收转换后废弃的继代培养基，加入原继代培养基30 %浓度母液的培养基，培养效果与原继代培养基的基本相同，说明继代培养基再利用是可行的，这为规模化组培育苗开辟了新的途径。杜勤[7]等在无外源激素条件下，研究液体和固体培养基对黄瓜子叶培养器官分化的影响，结果用液体培养基直接诱导花芽率更高，分化高峰期出现的时间也更早，说明液体培养基对外植体的生长更有利，只是固体培养基更易操作而被较广泛应用。 2植物组织培养过程中存在的问题 2.1 污染问题 组织培养过程中的污染包括内因污染和外因污染。内因污染指由于外植体的表面或者内部带菌而引起的污染；外因污染则是主要由环境污染和操作不当引起，是指在接种或培养过程中病菌入侵，例如培养基、接种工具和接种室消毒不严格以及操作不规范等[8]。 针对植物组织培养中污染产生的原因，应从以下2个方而着手来控制污染。一是控制外植体自身带菌，外植体的表而带菌可以经过一系列的杀菌处理来减少；而外植体的内部带菌是不
国内外植物组织培养技术的差距 姓名：*** 学号：********* 指导教师：*** 专业班级：生物工程2009级1班 完成日期：2012-06-05
摘要 植物组织培养技术是农业生物技术中最早实现产业化并取得显著经济效益和社会效益的领域，在理论研究和生产实践中具有广泛的应用价值。通过对国内外植物组培的发展概况以及技术差距的分析，指出了我国植物组织培养技术的发展现状、目前存在的主要问题和应采取的措施，并对植物组织培养技术的发展作了展望。 关键词：组织培养概况差距展望 Abstract The plant tissue culture technology is agricultural biotechnology as the first realized industrialization and get a remarkable economic and social benefits of the field, in the theoretical research and production practice has wide application value. Through the domestic and international plant tissue and the development situation of the technology gap analysis, and pointed out the plant tissue culture technology's development present situation, the existing problems and the measures should be taken, and the development of plant tissue culture technology are discussed. Key words：Tissue culture situation gap looking
多肉植物是指植物营养器官的某一部分，具有发达的薄壁组织用以贮藏水分，在外形上显得肥厚多汁的一类植物。常见的有仙人掌科的仙人掌、仙人球、昙花、蟹爪兰、金琥；番杏科的生石花、肉锥花；百合科的康平寿、玉露、卧牛；大戟科的虎刺梅、彩春锋；景天科的石莲花、长寿花、虹之玉；龙舌兰科的金边龙舌兰、虎尾兰；菊科的翡翠珠等。 肉植物耐干旱，净化空气，具有外观小巧玲珑，植株肥厚多汁，造型特异等特点，是近年来逐渐流行的一类观赏植物。组织培养技术，对保存多肉植物优良的种质资源、繁殖名优珍稀品种、快速繁殖出口需要和园林绿化需要的优良品种。 传统多肉植物可依靠分株、扦插繁殖，分株繁殖如芦荟、仙人球、虎尾兰；扦插繁殖如蟹爪兰、长寿花、落地生根，仙人掌则是分株和扦插繁殖都可以。值得一提的事，生石花在生长中有一个脱皮、分裂的过程。通常在冬末春初，植株中缝逐渐开裂，在开裂处有一个或两三个新的植株逐渐长大，而原有的植株逐渐枯萎，为新株所取代。这个由新植株替代老植株的过程，就是脱皮生长和分裂繁殖过程。 外植体的选择 取优良母株新萌发的幼嫩侧芽、幼嫩枝条；一些没有侧芽的珍稀名贵品种的母株则可等待植株开花期间取其较充实的花梗作为外植体。夏季休眠期，多肉植物外植体在培养基中对激素常反应迟钝，生长静止，不易培养成功。 1.????????? 消毒灭菌 2.1选择合适的培养基的，配置好、调节适当的激素浓度。 2.2制作好的培养基须立即放入高压灭菌锅灭菌，备用。， 2.3外植体材料的消毒：切取多肉植物幼嫩的侧芽或花梗→肥皂水或洗洁精洗涤→在自来水下冲洗→超净工作台中用 75%酒精浸泡数秒→ 0.1%升汞处理 10～30min，→无菌水冲洗 6 遍，→消毒滤纸吸干水分 3.接种 无菌条件下操作→手术刀切取所需的培养材料→无菌操作植入初代诱导培养基中培养。 3.培养
植物组织培养的基本步骤 成熟细胞离体——（脱分化）——分生细胞——（分裂）——愈伤组织——（再分化）——形态建成————完整植株。 培养基的主要成分 【水分】 【无机盐】1.大量元素：N，P，K，Ca，Mg，S（由相关的无机盐提供） 2.微量元素：Fe，B，Cu，Mn，Mn，Zn，Co 【有机营养成分】1.糖类 2.维生素 3.氨基酸 4.肌醇 5.天然有机物【植物生长调节剂】1.生长素 2.细胞分裂素 3.其他生长调节剂 【凝固剂】琼脂 【其他物质】1.活性炭 2.抗生素 3.抗氧化物质 4.硝酸银 培养基和组织培养用具的灭菌方式 【培养基，无菌水】高压蒸汽灭菌，0.105MPa灭菌15~30分钟 【移栽基质】曝晒，甲醛熏蒸或高压蒸汽灭菌0.14MMPa灭菌1~2h 【接种室，缓冲室】紫外线灯照射30min，或气雾消毒剂 【超净工作台】紫外线灯30min，之后打开风机过滤除菌 【外植体】不同的化学消毒剂浸泡消毒 【接种工具】70%乙醇浸泡或擦拭，之后用火焰灼烧灭菌 【培养室】3%来苏尔喷雾，或甲醛，气雾消毒熏蒸 【皮肤】先用肥皂洗手，接种前用70%乙醇擦拭 【瓶口，管口】70%乙醇擦拭，用火焰封口
【培养瓶表面】70%乙醇擦拭 【台面，桌面】70%乙醇擦拭或喷雾消毒 植物外植体的灭菌方式 【茎尖，茎段，叶片】1. 用70%乙醇浸泡30秒，再用无菌水冲洗1次。 2.用2%次氯酸钠浸泡15min或0.1%升汞浸泡5~10min。 3.若材料有绒毛，最好在消毒液中加入几滴吐温。 4.消毒时要不断震荡，使植物材料与消毒剂充分接触。 5.最后用无菌水冲洗3~5次。 【果实】1.用乙醇迅速漂洗一下，再用无菌水冲。 2.用2%次氯酸钠浸泡10min，用无菌水冲洗2~3次。 【种子】用10%次氯酸钠浸泡20~30min，或0.1%升汞消毒5~10min，然后再用无菌水冲洗3~5次。 【花蕾】1.用70%乙醇浸泡10~15秒，无菌水冲洗一次。 2.在漂白粉中浸泡10min，用无菌水冲洗2~3次。 【根及地下部器官】用0.1%升汞浸泡5~10min 或用次氯酸钠浸泡10~15min，再用无菌水冲洗3~5次。 【消毒后的外植体应及时按照无菌操作技术接种在适宜的培养基上】
名词解释 1.外植体：由活植物体上切取下来的可以用于组织培养的组织或器官。 2.愈伤组织：在人工培养基上由外植体长出来的一团无序生长的薄壁细胞（细胞排列疏松、 无规则）。 3. 植物细胞的脱分化：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，又称去分化。 4. 植物细胞的再分化：脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。 5. 试管苗的玻璃化 植物组培玻璃化苗的1、叶和嫩梢呈水晶透明或半透明水渍状； 2、整株矮化肿胀、失绿； 3、叶片皱缩成纵向卷曲，脆弱易碎； 4、叶表缺少角质层蜡质，没有功能性气孔，不具栅栏组织，仅有海 绵组织。 玻璃化现象的预防措施： 1、适当控制培养基中无机盐浓度 2、适当控制培养基中蔗糖和琼脂浓度 3、适当降低细胞分裂素和赤霉素浓度 4、增加自然光照，控制光照时间 5、改善培养皿的气体交换状况 6、控制好温度 7、在培养基中添加其他物质 6.胚性感受态：体胚发生的相对容易程度。 7.人工种子又称合成种子或体细胞种子。任何一种繁殖体，无论是在涂膜胶囊中包裹的、裸露的或经过干燥的，只要能够发育成完整的植株，均可称人工种子。 8.微室培养法：即将细胞培养在很少量的培养基中。 9.看护培养法：指用一块活跃生长的愈伤组织来看护单个细胞，并使其生长和增殖的方法。 10.植板效率：已形成细胞团的百分数，即每100个铺在平板上的细胞中有多少个长出细胞团。 11.试管外生根：将生根诱导与驯化培养结合在一起. 试管内生根：茎芽生根诱导有2条途径，其中一途径为试管内生根，在试管内诱导枝条生根叫试管内生根 12.植物离体保存：将离体培养的植物细胞、组织、器官或试管苗，保存于人工环境下，一般需要在低温或超低温条件下进行，以抑制其生长，达到长期保存的目的。 13．超低温保存：低温从4℃往下推，－80℃（干冰温度），－196℃以下的低温称为超低温。 问答题 1. 母液：为了避免每次配制培养基都要对几十种化学药品进行称量，将培养基中的各种成分按质量的特定倍数称量配制成的浓缩液。 2.植物激素 ⑴生长素类 生长素主要促进细胞分裂的生长，促进细胞脱分化，有利于诱导愈伤组织的产生，生长素与细胞分裂素同时使用有协调作用，在离体培养分化调节中，生长素促进根的形成抑制芽的形成，液体培养中利于体细胞胚胎发生。常用IAA、IBA、NAA、2,4-D。 ⑵细胞分裂素类：促进细胞分裂和扩大，调解器官分化，延缓组织衰老，增强蛋白质合成，能改善其它激素作用，离体培养中，促进不定芽的发生，与生长素协调作用可有效控制培养物的生长与分化。常用6-BA、ZT、KT、2iP。 ⑶赤霉素类：促进细胞伸长生长、诱导花芽形成、打破种子休眠以及诱导单性结实等生理功能。有20多种，目前主要是赤霉酸GA3。离体培养下，还与生长素协调作用对形成层分化有影响，刺激体细胞胚进一步发育成植株。 （4）脱落酸：对某些植物体细胞胚发生的特异基因表达起调控作用，激活相关基因的表达，大量合成贮藏蛋白、晚期胚胎丰富蛋白和少量胚胎发生特异性蛋白。通常低浓度促进体细胞胚发生，高浓度抑制体细胞胚的发生。 3.芽的增殖途径 （一）通过愈伤组织 利用植物细胞在培养中无限增殖的可能性以及它们的全能性，可以对若干种植物类型进行快速繁殖。由这些植物的器官或组织诱导形成的愈伤组织，通过器官发生或体细胞胚胎发生都可以分化出植株。 （二）不定芽形成：产生不定芽的器官：根（福禄考属植物、苹果的某些无性系、悬钩子属植物）、鳞茎（风信子—基部受伤以后）、叶（秋海棠、天竺葵等）。通过培养基中适当配比激素的影响，就是那些在正常情况下不能进行营养繁殖的植物，如芸苔属
植物组织培养的研究进展和发展趋势 （甘肃农业大学生命科学技术学院植物生物技术，甘肃兰州730070） 摘要:植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。本文简要概述了植物组织培养的概念及研究进展，较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状，最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词：组织培养；研究进展；发展趋势 Research Progress in Plant Tissue Culture and trends (College of life science and technology of plant biotechnology of Gansu Agricultural University,gansulanzhou 730070) Abstract: Plant tissue culture plant cells are totipotent under the principle and developed a biotechnology. This article provides a brief overview of the concepts and plant tissue culture research, a more comprehensive overview of plant tissue culture propagation of new technologies as well as in detoxification, breeding, germplasm conservation, extraction of secondary metabolites, and other aspects of gene transfer research status , Finally, the future trends in plant tissue culture. Key words: organizational culture; research status; trends 引言 植物组织培养是20世纪之初，以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术，是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体，在人工配制的环境里培养成完整的植株，也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934 年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究，已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学 等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一[1]。近年来，随着 科学技术的不断发展，植物组织培养新方法和新技术不断涌现，研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪，生物技术是最有生命力的一门学科，而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段，被认为具有巨大的潜力，现就植物组织培养技术研究进展做一简单综述。 1在植物育种上的应用 植物组织培养技术对培养有粮作物品种开辟了全新的途径。目前，国内外已
偶尔就能听到关于多肉植物组培的各种传言，组培苗是什么一回事？组培苗到底好不好？为什么有那么多组培苗?如何鉴别组培苗？等等关于多肉植物组培苗的那点事，你都可以在面这篇文章里看到（文字较多，耐心观看），lansemeiyan 什么是组培苗？ 组织培养技术，指代的是利用植物体的某个部分，通过无性营养繁殖来获得新苗（克隆苗）的过程，又叫植物克隆。从广义上来说，利用多肉植物的侧芽、叶插、根插、砍头进行繁殖，都属于组织培养范畴。组培这个概念，很多人一开始可能都误解了。 那么导致市场动荡的“组织培养”到底是指代什么呢？确切的说应该是“离体快速繁殖”，即组织培养技术的一个分支——离体快速繁殖，简称“快繁”。这门技术是从叶插、根插技术演变来的，我们用土壤做叶插和根插，“快繁”则是用人工合成的基质来做，这种人工基质看上去很像果冻，而容器也由花盆变更为玻璃瓶。这就是后来大家在电视上看到的植物组织培养工厂。 为什么在玻璃瓶里的培养基可以实现快速繁殖呢？原因在于优越的外环境和植物激素的作用。快繁实验室的温度、光照和湿度都是恒定的，“培养基”里含有足够的营养和强大的植物激素。这些激素可以按照人为意愿调整植物的生长状态，让它出根还是让它出芽（但这也取决与操作者的学术水平和经验，能够从容操作激素的人在国内是有限的）。 我们平时做叶插和砍头的时候，也会取巧的使用一些激素，其实往叶插和砍头株上滴加激素的行为和“快速繁殖”的性质和道理是一样的，所获得苗也是完全一样的。很多人并没有意识到这点，而觉得不同繁殖方式获得的苗性状会不同，其实差异只在于营养富集度，就是苗的饱满度而已，叶插的总是比砍头的弱一些，
性状呈现晚一些，这是所在部位的内源激素和营养导致的，但是基因组完全一致，不会出现性状漂移。只有嵌合性性状，比如斑锦，才可能在叶插和砍头之间存在“概率学”上的差异。 回头再说大众眼中的“组织培养”（实际上是离体快速繁殖），由于人为操控植物激素的动态变化，使得离体的植物组织可以按照人的意愿出芽，一个两个无数个，因为植物的无性繁殖被认为是无限的，所以在组织培养的“快速繁殖”模式中可以无限的扩增该品种种苗，这也是“危害”市场最致命的地方。不过，必须指出的是，组培苗的无限繁殖也是有成本的，不是像刘谦的魔术一样天上掉下来的，很多人认为组培无成本或低成本，一文不值等等言论，其实都是不了解组培。 如果想获得上万株的种苗，必须有专门的组织培养实验室或工厂，这个运行成本相当巨大，可以说一般的生产商是做不到的。迄今为止，大型的组培工厂都是ZF出资建立的，换句话说大多数搞组培苗生产的人，成本是国家掏腰包的。真正自己掏钱搞组培工厂，是玩不起的。 组培技术早在70年代就出现在欧美，广泛用于种苗繁育和小体型植物的生产。温度、光照、湿度、水、肥等的人工合成、调控技术的成熟，特别是高效植物补光灯的出现推动了组培快速发展。原来只能单层平面日光棚内养植的植物，现在可以在室内人造光环境中，使用多层立体组合栽培方式进行植物的繁育和生产。 “组织培养”（离体快速繁殖）到底好不好呢？ 快繁苗，由于几乎完全是激素调控获得的，这就导致一个问题，操控激素的人是否理解植物的特性、是否熟悉激素的理论和植物生理、是否有足够的经验来
1.（2014广东卷）（16分）铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一，应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎（简称PLBs，类似愈伤组织）生产生物碱的实验流程如下： 在固体培养基上，PLBs的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如图17所示，请回答下列问题： ⑴选用新生营养芽为外植体的原因是，诱导外植体形成PLBs的过程称。 ⑵与黑暗条件下相比，PLBs在光照条件下生长的优势体现在，，。 ⑶脱落酸（ABA）能提高生物碱含量，但会抑制PLBs的生长。若采用液体培养，推测添加适量的ABA可提高生物碱产量。同学们拟开展探究实验验证该推测，在设计实验方案是探讨了以下问题： ①ABA的浓度梯度设置和添加方式：设4个ABA处理组，1个空白对照组，3次重复。因ABA受热易分解，故一定浓度的无菌ABA母液应在各组液体培养基后按比例加入。②实验进程和取样：实验50天完成，每10天取样，将样品（PLBs）称重（g/瓶）后再测定生物碱含量。如初始（第0天）数据已知，实验过程中还需测定的样品数为。 ③依所测定数据确定适宜的ABA浓度和培养时间：当某3个样品（重复样）的时，其对应的ABA浓度为适宜浓度，对应的培养时间是适宜培养时间。
【答案】（1）细胞分化程度低，容易诱导形成PLBs（2分）；细胞的脱分化（2分）（2）生长起始快（2分），快速生长时间较长（2分）；PLBs产量较高（2分）；（3）①灭菌、冷却（2分）；②75（2分）；③PLBs重量和生物碱含量乘积的平均值最大（3分） 【解析】（1）新生营养芽分裂能力强，全能性容易表达；根据题干可知，PLBs类似愈伤组织，外植体形成愈伤组织的过程是脱分化。（2）据图分析，光照下PLBs的重量高于黑暗条件下，原因可能是光照有利于细胞增殖、叶绿体的形成和进行光合作用制造有机物。（3）①由于ABA受热易分解，所以各种液体培养基灭菌后，冷却，再加入不同浓度的ABA ②根据题干可知，实验50天完成，每10天取样，需要取样5次，4个ABA处理组，1个空白对照组，3次重复，因此每次取样需要记录15个样品中的数据，共需要测定样品数75 ③适量的ABA可提高生物碱产量，当样品的平均值最大时，所对应的ABA浓度和时间为最适。 2.（2014江苏卷）（9分）为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题： （1）外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为。 （2）在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如右图所示。细胞干重在12d后下降的原因有；培养液中蔗糖的作用是、。 （3）多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经处理，会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常采用纤维素酶和酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞（2n）经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞，合理的解释是、。 （4）为了更好地获得次生代谢产物，生产中采用植物细胞的固定化技术，其原理与酵母细胞固定化类似。下列说法正确的有（填序号）。 ①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋②必须在光照条件下培养
试卷编号NO： 高等函授教育《植物组织培养》试题 学号：姓名： 一名词解释：（10*2分=20分） 1、植物细胞组织培养 2、细胞全能性 3、脱分化 4、外植体 5、试管苗驯化 6、间接不定芽发生 7、双极性 8、微体嫁接 9、人工种子 10、体细胞无性系变异 二填空：（30*1分=30分） 1、目前植物组织培养应用最广泛的方面是 和。 2、由脱分化的细胞再分化出完整植株有两种途径，一种叫做，另一种叫做。 3、培养用具的常用灭菌方法有、、 。 4、某些生长调节物质及抗生素、酶类物质遇热不稳定，对其灭菌时不能进行，而要进行。 5、一般来说，黑暗条件下有利于的增殖，而往往需要一定的光照。 6、植物离体授粉技术通常包括、、 三个方面。 7、一般液体培养的继代时间较短，继代一次；而固体培
养继代时间可以长些，继代一次。 8、外植体器官发生的三种途径包括、、。 9、从再生植株倍性来看，小孢子培养通常产生植株，胚 培养通常产生植株，通常产生三倍体植株。 10、脱毒苗鉴定与检测的主要方法有、、 、。 11、在生长素中，对于许多作物花粉的启动、分裂、形成愈伤组织和胚状体起着决定性作用，但是对却有抑制作用。 12、用平板培养法培养单细胞或原生质体时，常用 来衡量细胞培养效果。 13、用药剂处理是诱导染色体加倍的传统方法。 三计算题（1*10分=10分） 某培养基的配方是MS＋BA 2.0mg/L＋NAA 0.5mg/L＋2.5%蔗糖＋0.7％琼脂粉。MS母液的浓度分别是：大量元素２０倍，微量元素500倍，铁盐100倍，有机物５０倍；BA母液浓度1.0 mg/ml ，NAA母液浓度0.1mg/ml。要配制400ml 该培养基，需要吸取各种母液各多少ml？分别称取蔗糖、琼脂粉各多少克？（要求写出计算步骤）四简答题（5*5分=25分） 1、造成组织培养过程中发生污染的原因有哪些？如何有效控制污染？ 2、简述外植体消毒的一般步骤。
组培的研究进展及发展趋势 植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。简要概述了植物组织培养的概念及研究进展，较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状，最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词：组织培养；新技术；应用现状；发展趋势 植物组织培养是20世纪之初，以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术，是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体，在人工配制的环境里培养成完整的植株，也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究，已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一。近年来，随着科学技术的不断发展，植物组织培养新方法和新技术不断涌现，研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪，生物技术是最有生命力的一门学科，而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段，被认为具有巨大的潜力。 一、植物组织培养新技术的研究 随着科学技术的发展和对植物组织培养技术的不断深入研究，一些新的培养方法和技术不断出现，为植物组织培养技术的不断优化和发展提供了新的途径。 1.新型光源的应用 光是植物生长发育必不可少的重要因素之一，光照长短、光质、光周期对植物的生长、形态建成、光合作用、新陈代谢以及基因表达均有调控作用。传统的组织培养光源灯普遍存在寿命短、发热量大且不均以及发光效率不理想等缺点。LED作为植物组织培养光源早在1991年就有栽培试验。研究发现, 光质比例和光照强度可调的LED 光源比通常植物组织培养使用的荧光灯更能有效地促进试管苗的光合作用和生长发育。蒋要卫利用LED作为大花蕙兰组培苗光源的研究发现, LED光源可以显著改善大花惠兰试管苗的生长状况和提高其品质。日本的田中道男等运用阴极荧光灯( CCFL)作为文心兰试管苗光源, 结果表明其地上部干、鲜重和试管苗的高度都有显著提高。另外田中道男等利用SILHOS 作为生菜组织培养光源, 获得了高质量的组织培养苗。目前LED是组织培养中最有效的人工照明光源，而CCFL等新型光源是未来发展的主要方向。 2.开放组织培养技术 传统的植物组织培养属于严格的封闭式培养，因而造成灭菌成本偏高、培养基易污染、外界环境调控难度大等缺点。而开放组织培养新技术是在外加抗菌剂的条件下，使植物组织培养脱离严格无菌的操作环境，在自然开放的有菌环境中进行，恰好弥补了这些不足。赵青华等采用开放式组培技术，在培养基中添加抑菌剂，克服了非灭菌条件下魔芋组织培养污染问题，有效地简化了实验步骤，降低了生产成本。何松林的研究表明在添加抗菌剂的开放式组培中，文心
国内外苔藓植物组织培养研究进展 文章在对苔藓植物的特征及组织培养研究简史进行简要介绍的基础上，重点介绍了国内外学者对苔藓植物组织培养材料及基质的选择、外植体的消毒方法、培养基成分的选择及培养条件的筛选等4个方面的研究进展。 标签：苔藓植物；组织培养；消毒方法；培养基 苔藓植物是植物界中比较特殊的一个植物类群，主要生活在阴湿的环境中，是一类由水生向陆生过渡的重要的原始高等植物。苔藓植物生活史为典型的异型世代交替，孢子体则寄生于配子体上生活，孢子在产生新的配子体过程中还需要经过一个原丝体阶段。目前，全世界大约有2.3万种苔藓植物，其种类仅次于被子植物。 苔藓植物能够蓄积大量水分，因此对水土保持与涵养、森林及某些附生植物的发育都有极其重要的作用。此外，苔藓植物还含有脂类、萜类、黄酮类、生物碱、醌类等活性物质，因此具有极高的药用价值。 苔藓植物的组织培养历史可以追溯到1902年Haberlandt的研究和1905年Goebel等人的研究，此后的50余年时间内，科学家的关注点更多的集中于被子植物组织培养上，对苔藓植物的组织培养几无涉及。1957年，Allsopp利用石地钱和小叶苔的孢子进行组织培养，首次成功获得相应愈伤组织及再生叶状体。此后，世界范围内的关于苔藓植物组织培养的实验研究逐渐展开并取得了一定的成果。 1 苔藓植物组织培养供试材料及基质 目前，可以用于苔藓植物组织培养的材料主要是苔藓植物的配子体、孢子体和原丝体，此外还可以利用其生殖器官、芽孢、游离原生质体等。1960年，Ward 以Knudson培养基培养金发藓和波叶仙鹤藓的孢子并获得其无菌原丝体，并在添加了蔗糖的基本培养基中利用该无菌原丝体诱导获得了相应的愈伤组织及再生植株。2003年，高永超等利用牛角藓配子体茎段诱导获得相应愈伤组织，并探讨了蔗糖及大量元素对愈伤组织细胞生长的影响。2007年，于传梅利用膨叶唇藓苔和溪苔的叶状体、柳叶藓的茎段、短叶藓和江岸立碗藓的孢子进行组织培养，获得了相应的愈伤组织或再生植株。 2 苔藓植物组织培养供试材料的消毒 可用于苔藓植物外植体消毒的试剂包括乙醇、次氯酸钠、升汞等，不同的供试材料和不同部位的外植体所用消毒剂有所不同。Saboljevic等研究表明，适用于Aloina aloides孢子和配子体消毒的次氯酸钠浓度分别为120.00g·L-1和90.00g·L-1。于传梅（2007）研究表明，适用于膨叶唇藓苔和溪苔的叶状体消毒的试剂为0.1%次氯酸钠，消毒时间为5分钟。梁书峰（2010）研究表明，适用
第2章植物组织培养技术 第二节植物组织培养概述 一、授课章节 第二节植物组织培养概述。 二、学时安排 2学时。 三、教学目标 1．掌握植物组织培养的含义。 2．了解植物组织培养的类型划分。 3．理解植物组织培养的应用原理。 4．掌握植物组织培养的特点和应用。 四、教学重点、难点分析 重点： 植物组织培养的含义、特点和应用。 难点： 植物组织培养的应用原理。 五、教具 电化教学设备，植物组织培养试管苗。 六、教学方法 讲授法，多媒体课件。 七、教学过程 Ⅰ.导入 前面我们学习了有关植物育种的一些知识，今天，请看我给同学们看一样东西(教师拿出试管苗)，问同学们这是什么呢？这就是我们要学的植物组织培养。 II.新课
一、植物组织培养的含义 植物组织培养是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体培养在人工培养基上，给予适宜的培养条件，使其长成完整植株的过程。由于培养物脱离母株在试管内培养，故又称离体培养、试管培养。 二、植物组织培养的类型 植物组织培养由于分类依据不同可划分为不同的类型。 三、植物组织培养的应用原理 （一）植物细胞全能性 植物细胞全能性，是指植物体上每个具有完整细胞核的植物细胞，都具有该植物体的全部遗传信息和产生完整植株的能力。植物的体细胞一旦脱离所在器官或组织的束缚成为离体状态时，在一定的营养、激素和外界条件作用下，就可能表现出全能性，而生长发育成为完整的植株。
（二）细胞的分化和形态建成 （三）植物的再生功能 四、植物组织培养的特点 （一）研究材料来源单一，无性系遗传信息相同 （二）试验经济，管理方便，工作效率高 （三）培养条件人为控制，可周年连续进行试验或生产 （四）生长快，周期短，繁殖率高 五、植物组织培养的应用 （一）优良品种的快速繁殖 （二）脱毒及脱毒苗的再繁育 （三）植物新品种的培育 （四）种质资源的保存和交换 （五）有用次生代谢产物的生产 III.作业 1.简述植物组织培养的概念和培养类型。 2.植物组织培养技术有哪些特点？ 3.植物组织培养在生产上有哪些方面的应用？ 4.通过学习，你对植物组织培养技术是怎样理解的？ 第二节植物组织培养厂房的设计与构建一、授课章节 第二节植物组织培养厂房的设计与构建。 二、学时安排 2学时。
第一章 1、植物组织培养：是指在离体条件下，利用人工培养基对植物的器官、组织、细胞、原 生质体等进行培养，使其长成完整植株 2、外植体：在植物组织培养中，由活体（in vivo）植物上提取下来的、接种在培养基上的 无菌细胞、组织、器官等均称为外植体。 3、愈伤组织：指在人工培养基上由外植体长出来的一团无序生长的薄壁细胞。 4、应用 一、农业上的应用 1. 种苗快速繁殖(rapid propagation) 2.无病毒苗(virus free)的培养 3.在育种上的应用(breeding) （1）倍性育种，缩短育种年限，杂种优势明显； （2）克服远缘杂交的不亲合性和不孕性（胚培养）； （3）保存种质 （4）创造变异 二、在遗传学、分子生物学、细胞生物学、组织学、胚胎学、基因工程、生物工程等方面的应用。用于基因工程技术创造植物新种质。用于植物生长发育理论研究，包括生理学、病理学、胚胎学和细胞与分子生物学等。 三、利用组织培养材料作为植物生物反应器 第二章 1、细胞全能性（Totipotency）：指任何具有完整的细胞核的植物细胞都拥有形成一个完整植 株所必须的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。 2、细胞分化（cell differentiation）：指导致细胞形成不同结构，引起功能或潜在的发育方式 改变的过程。 3、脱分化（Dedifferentiation）：指离体条件下生长的细胞、组织或器官逐渐失去原来的结构 和功能而恢复分生状态，形成无组织结构细胞团或愈伤组织 的过程。 4、再分化（Redifferentiation）：指脱分化的细胞重新恢复分化能力，形成具有特定结构和功 能的细胞、组织、器官甚至植株的过程。 5、植物组织培养中常遇到的问题以及解决措施 一、污染及防治： 1、真菌污染后，如果已形成孢子，则必须经高压灭菌后扔掉。但若是细菌污染，只 要及时发现，将材料上部未感菌的部分剪下转接，材料仍可使用。 2、用抗生素等杀菌药剂的处理，会影响植物材料正常生长。 二、褐变及防止 （1）选择合适的外植体 （2）合适的培养条件 （3）使用抗氧化剂 （4）连续转移 三、玻璃化问题及其防止