植物组织培养技术

植物的组织培养方法植物组织培养是一种无性繁殖技术，通过培养植物的各种器官组织，包括种子、茎、叶和根的细胞和组织，使其在适当的条件下进行生长和分化，从而产生新的植株。

这项技术已被广泛应用于农业、园艺、林业和植物学研究中。

以下是植物组织培养的一般步骤和方法：1. 材料准备：首先，选择适合的植物作为材料，常用的包括水果、蔬菜和花卉植物。

收集新鲜的种子、茎、叶或根，并进行消毒处理，以防止细菌、真菌和其他病原体的污染。

2. 植物组织的分离：将植物材料切成小块或将细胞分离开来。

对于植物的种子，可以直接将种子表面进行消毒处理后，在培养基上进行培养；对于茎、叶和根等组织，则需要进行切割处理。

3. 培养基的准备：制备适当的培养基是进行植物组织培养的重要步骤。

培养基通常由无机盐和有机添加剂组成，以提供植物生长所需的营养物质。

根据组织的不同类型，可以使用不同种类和浓度的培养基。

4. 培养基的调整：将分离的组织放入培养基上，可以将培养基涂覆在组织表面上，或者将组织植入培养基中。

然后，在无细菌的条件下，将组织培养在适当的温度、湿度和光照条件下。

5. 激素的添加：植物生长激素是控制植物生长和分化的关键因素。

在组织培养中，可以根据实验的需要添加适量的激素来促进细胞分裂和分化。

常用的激素有生长素、细胞分裂素和愈伤组织生成素等。

6. 愈伤组织的诱导：愈伤组织是植物组织培养中产生的一种可分化细胞。

通过搅拌、震荡或辐射等途径，诱导组织分化成愈伤组织，然后将其继续培养。

7. 植株的再生：通过培养基中激素的平衡调节，可以使愈伤组织再生为整个植株。

在培养基中，植株的幼苗养分丰富，需要的培养基成分和激素浓度可能与之前的不同。

8. 培养环境的控制：为了使植物组织正常生长和分化，需要控制培养环境的参数。

例如，可以调节培养基的pH值、光照强度、温度和湿度等因素。

9. 组织转化：经过培养，植物组织中可以引入外源基因，使其具有某种特定的性状，这被称为转基因。

第五章组织培养技术第一节植物组织培养所谓植物组织培养广义又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织. 器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。

狭义上是指用植物各部分组织，如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株，也包括在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植株。

一、概述（一）概念1. 植物组织培养：是指通过无菌操作，把植物的外植体接种于人工配置的培养基上，在人工控制的条件下进行培养，使其成为完整植株的方法。

2. 外植体：是指用于植物组织培养的接种材料，它包括植物体的各个器官、组织、细胞和原生质体等。

3. 愈伤组织（Callus ）:原指植物在受伤之后于伤口表面形成的一团薄壁细胞，在组培中则指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。

（二）组织培养类型1. 根据接种的外植体不同分：胚胎培养；器官培养；3组织培养；细胞培养；原生质体培养；2. 根据培养基态相不同分：固体培养；液体培养；3. 根据培养过程不同分：初代培养；继代培养；（三）植物组织培养历史植物组织培养是20 世纪初开始，以植物生理学为基础发展起来的。

有以下过程：思想准备阶段；理论奠基阶段；技术建立阶段；形态发生阶段；应用研究阶段；1902 年德国植物学家Haberlandt 提出了细胞全能性概念。

1939 年White 报道了烟草组培成功。

并提出植物细胞全能性学说。

同年，Gautheret 与Nobecourt 培养胡萝卜成功。

三人被誉为植物组培奠基人。

罗士韦是我国植物组织和细胞培养研究的开拓者和奠基人之一（四）植物组织培养的应用1•植物的快速繁殖：⑴园艺、花卉植物的大规模快速繁殖；⑵抢救濒危珍稀植物⑶进行某些植物的种质资源保存2•培育无病毒的植物，如脱病毒草莓等；3•制造人工种子。

4 突变体的筛选培育5 药用植物的工厂化生产6 花药培养和花粉单倍体育种7 基因工程的应用等二、实验室设计和设备（一）实验室设计一般具有：1. 准备室器皿洗涤，培养基配制、分装、高压灭菌，植物材料的预处理，重蒸馏水的制备以及进行生理、生化因素的分析等各种操作都要在此室中进行2. 缓冲室进入无菌室前需在缓冲室里换上经过灭菌的卫生服、拖鞋，戴上口罩。

植物组织培养的方法植物组织培养（Plant tissue culture）是指利用无菌条件下培养植物细胞或组织，以实现繁殖、繁育新品种、生物合成化合物、环境污染处理等目的的技术。

其不仅可以大幅度提高植物材料的品质和数量，还可以在无限制地产生同一种植物。

方法一：赤潮法（Embryogenesis）这一方法是利用赤潮细胞发生器官（如胚性板）的细胞分化，诱导植物组织的胚胎发生，进而实现植物再生。

该方法适用于很多种植物，如玉米、大麦、水稻等。

步骤为：1. 准备培养基：含有赤潮素、氨基酸、维生素、植物激素和适当的糖类和盐类的基础培养基。

2. 处理材料：将植物的姿态板或种子材料在高温（35-40C）下进行消毒，使其无菌。

3. 材料分离：将消毒材料放入无菌条件下进行材料分离。

4. 培养细胞：将细胞或组织放入含有培养基的无菌培养皿中，保持恒定的温度、湿度和光照条件，促进发生素感应化。

5. 发生胚胎体：促进胚胎形成，通过培养发生胚胎胶囊或胚胎体。

6. 块茎冷藏：利用低温存储胚胎体或胚胎胶囊。

方法二：组织培养（Organogenesis）组织培养方法是通过培养植物的基本组织如叶片、茎尖、芽分根进而再生整个植株。

步骤为：1. 材料处理：对种子或植株进行表层消毒处理。

2. 制备组织片：将消毒好的植株切成组织片段，如茎尖、叶片等。

3. 培养基准备：准备无菌的培养基，其中含有植物的必需胰凡陈列如糖类、氨基酸、维生素、生长因子和植物激素等。

4. 组织分化：将组织片段放入含有培养基的培养皿中，使其分化成根、茎、叶等。

5. 干涸与移栽：将培养的加上适量水后，移栽到含有生长素适量的培养基中，促进植物以正常生长的形式营养。

方法三：悬浮细胞培养（Suspension Culture）在此方法中，使用悬浮培养细胞进行植物细胞或组织的生物合成和生物转化。

步骤为：1. 培养基准备：通常使用植物基础培养基加入氨基酸、维生素和植物激素等。

2. 细胞处理：将细胞分散在含有培养基的匀浆器中，使其悬浮在培养基中。

植物组织培养技术第一章绪论第二章植物组织培养实验室组成、仪器设备及无菌操作技术第三章植物组织培养基本原理第四章器官培养技术第五章植物胚胎培养第六章花粉及花药培养第七章细胞及原生质体培养第八章组培培养技术在中药学上的应用第一章绪论一、植物组织培养的概念1. 概念植物组织培养（Plant tissue culture）广义上是指无菌条件下，在特定的培养基上对离体的植物器官、组织、细胞和原生质体甚至包括完整植株进行培养的技术。

2.主要特征（1）在培养容器中进行；（2）无菌培养环境，排除了微生物如真菌、细菌以及害虫等的侵入；（3）各种环境因子如营养因子、激素因子以及光照、温度等物理因子处于人工控制之下，并可达到最适条件。

（4）通常打破了正常的植物发育过程和格局；（5）随着单细胞和原生质体培养技术的发展，对植物显微结构进行操作成为可能。

二、植物组织培养类型：根据不同分类的依据可以分为不同类型。

1、根据培养材料不同分为：（1）完整植株培养（Plant Culture）：对幼苗和较大植株等的培养。

（2）胚胎培养（Embryo Culture）：包括成熟胚、幼胚、子房、胚珠等的培养。

（3）器官培养（Organ Culture）：包括离体根、茎、叶、果实、种子、花器官的培养。

（4）组织培养（Tissue Culture）：如分生组织、薄壁组织、输导组织培养。

（5）细胞培养（Cell Culture）：指对单细胞或较小的细胞团进行培养。

（6）原生质体培养（Protoplast Culture）：指对去掉细胞壁后所获得的原生质体进行培养。

2、根据再生途径分为：（1）器官发生途径（Organogenesis）：直接器官发生途径：植物器官可以直接由外植体上诱导。

如茎尖培养。

间接器官发生途径：成熟细胞经过脱分化（dedifferentiation）及再分化（redifferentiation）过程而形成新的组织和器官的过程。

植物组织培养技术1. 概念概念2. 发展与成果例证发展与成果例证3. 培养基的组成和配制培养基的组成和配制 4. 培养条件培养条件5. 培养材料及处理方法培养材料及处理方法 6. 技术流程技术流程1. 概念概念2. 发展与成果例证发展与成果例证3. 培养基的组成和配制培养基的组成和配制and and Skoog Skoog ）培养基配方为最常用的一种基本培养基，其特点是有利于一般植物组织和细胞的快速生长。

的快速生长。

4. 培养条件培养条件温度：温度： 对大多数植物组织20～28℃即可满足生长所需，其中26～27℃最适合℃最适合光：光： 组织培养通常在散射光线下进行。

光的影响可导致不同的结果。

有些植物组织在暗处生长较好，而另一些植物组织在光亮处生长较好，而另一些植物组织在光亮处生长较好，但由愈伤组织分化成器官时，但由愈伤组织分化成器官时，但由愈伤组织分化成器官时，则每日必须则每日必须要有一定时间的光照才能形成芽和根。

有些次生物质的形成，光是决定的因素。

要有一定时间的光照才能形成芽和根。

有些次生物质的形成，光是决定的因素。

渗透压：渗透压： 渗透压对植物组织的生长和分化很有关系。

在培养基中添加食盐、蔗糖、甘露醇和乙二醇等物质可以调整渗透压。

通常1～2个大气压可促进植物组织生长，2个大气压以上时，出现生长障碍，6个大气压时植物组织即无法生存。

个大气压时植物组织即无法生存。

酸碱度：酸碱度： 一般植物组织生长的最适宜pH 为5～6．5。

在培养过程中pH 可发生变化，加进磷酸氢盐或二氢盐，可起稳定作用。

磷酸氢盐或二氢盐，可起稳定作用。

通气：通气： 悬浮培养中植物组织的旺盛生长必须有良好的通气条件。

小量悬浮培养时经常转动或振荡，可起通气和搅拌作用。

大量培养中可采用专门的通气和搅拌装置。

或振荡，可起通气和搅拌作用。

大量培养中可采用专门的通气和搅拌装置。

5. 培养材料及处理方法培养材料及处理方法 从低等的藻类到苔藓、蕨类、种子植物等高等植物的各类、种子植物等高等植物的各类、各部分都可采用作为组织培养各部分都可采用作为组织培养的材料。

植物组织培养技术植物组织培养技术是一种在无菌条件下培养和再生植物细胞、组织和器官的方法。

该技术被广泛应用于植物生物学研究、种质资源保护和利用、植物育种以及生物工程等领域。

本文将为您介绍植物组织培养技术的原理、步骤以及在不同应用领域的具体应用。

一、植物组织培养技术的原理植物组织培养技术的原理是基于植物的无限生长能力和组织再生能力。

在无菌培养条件下，植物细胞、组织被分离、培养，通过提供适宜的培养基、光照、温度和激素等环境因素，可以促进细胞分裂和再分化，最终形成新的植物器官或整株植株。

二、植物组织培养技术的步骤1. 材料准备：收集植物组织样品，如叶片、茎段、花器官等，并进行表面消毒处理。

2. 培养基配制：根据具体需求配制适宜的培养基，培养基包括基础盐、有机添加物、糖类、维生素和激素等成分。

3. 组织切割和培养：将材料切割成适当大小的小块，接种到含有培养基的培养器皿中，置于恒温、恒湿条件下进行培养。

4. 培养条件管理：根据不同材料的需求，调节光照强度、温度、湿度以及培养基中激素和营养物质的浓度等条件。

5. 组织再分化和生长：培养的初期，细胞和组织会发生再分化现象，形成愈伤组织；随后，再生出新的植株。

6. 生根和移栽：对于培养的植株，进行生根处理，并移栽到土壤中进行进一步生长。

三、植物组织培养技术的应用领域1. 种质资源保护与利用：植物组织培养技术可以使濒危植物得到有效保护和大量繁殖，并为种质资源的利用提供便利。

2. 植物育种：通过植物组织培养技术，可以繁殖无性系、获得遗传变异体、加速杂交育种过程等，从而提高育种效率和品种纯度。

3. 生物工程：植物组织培养可以用于基因转导、基因工程以及体外合成药物等生物工程领域。

4. 药用植物生物学研究：利用植物组织培养技术，可以大量繁殖药用植物，并提取有效成分，用于药物研发和生产。

5. 植物组织培养的教学与科普：植物组织培养技术作为现代生物学的重要实验内容，被广泛应用于高等教育和科普教育。

植物组织培养名词解释植物组织培养是指将植物体的一部分或细胞外植体（包括种子、芽、刺、茎尖、叶尖等）在无菌条件下培养和繁殖，以便快速、大规模地繁殖植物。

植物组织培养是一项重要的生物技术，可应用于种苗繁殖、植物改良、品种保存和组织工程等领域。

植物组织培养涉及许多名词，下面对其中一些常见的名词进行解释。

1. 细胞分裂：细胞分裂是指细胞分裂成两个或多个细胞的过程。

细胞分裂是植物组织培养中细胞增殖的基础。

2. 培养基：培养基是提供植物组织或细胞生长所需的营养物质和植物激素的培养介质。

培养基可以根据不同的植物种类和培养目的进行调配。

3. 愈伤组织：愈伤组织是植物在外界刺激下形成的生长异常组织，具有无定向分裂和再生能力。

愈伤组织培养能够实现无性繁殖，即从愈伤组织中培养出整个植株。

4. 植株再生：植株再生是指在培养基上通过愈伤组织培养得到新的植株。

植株再生可以通过不同的途径实现，如愈伤组织诱导再生、原球茎诱导再生等。

5. 轮回：轮回是指将植物体分离为单细胞再进行培养和繁殖的过程。

轮回可以大大提高植物的繁殖速度和效率。

6. 培养器：培养器是植物组织培养过程中用于装载培养基和植物细胞的容器。

常见的培养器有试管、培养瓶和培养皿等。

7. 无菌技术：无菌技术是一种用于消灭或控制培养中的微生物污染的方法。

无菌技术在植物组织培养中非常重要，可以确保培养体系的纯净性和成功的培养结果。

8. 再生植株硬化：再生植株硬化是指通过逐渐减少对植物的外界保护和提供适宜的环境条件，使得再生植株逐渐适应自然条件。

再生植株硬化是植物组织培养最后一个重要环节，可以确保再生植株的生长和生产力。

总之，植物组织培养是利用植物细胞的再生分裂能力进行无性繁殖和植物改良的生物技术。

在植物组织培养过程中，一系列名词的应用和理解对于成功进行培养和繁殖非常重要。

第八章植物组织培养技术一、基本概念植物组织培养是指在无菌条件下，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(如脱壁后仍具有生活力的原生质体)，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，统称为植物组织培养。

由于是在试管内培养，而且培养的是脱离植物母体的培养物，因此也称离体培养和试管培养，根据外植体来源和培养对象的不同，又分为植株培养、胚胎培养、器官培养、组织培养、原生质体培养等。

二、培养方式植物组织培养方式大致可分为固体培养和液体培养两类。

固体培养即将植物材料培养在加入一定量凝固剂的固体培养基上，最常用的凝固剂是琼脂，其用量为6-10g/L，以不液化为原则（半固体）。

用量太高，培养基过硬，培养材料感好，生长不好；用量太少，则培养基太软，材料在培养基中不稳定，甚至下沉，从而影响组织的呼吸。

培养基的硬度还可能受到所用琼脂的质量、培养基pH及无机盐浓度的影响。

固体培养基的优点是简便，只要具备培养室（箱）、接种室（箱）以及一般是实验室的玻璃皿就可以开展工作。

其缺点是被培养的材料只有一部分表面能与培养基接触，因此与组织接触处的营养物质很快被吸收掉，而其他区域补充又来得较慢，形成了培养基中营养物质浓度差异，影响组织的生长速率。

液体培养即植物材料被培养在不加凝固剂的液体培养基中。

液体培养基常用摇床或转床来振动培养容器，振动速度一般为50-100次／分。

液体培养基中培养物是被培养基所包围，培养基中的营养物质分布均匀，不会出现浓度差异现象，同时培养物的供氧情况也得到改善，有利于它的代谢、生长。

因此，在液体培养中，培养物的生长速度要比固体培养快得多。

三、培养基及配制（一）培养基的成分培养基是植物组织培养中离体植物材料赖以生存、生长发育的基地。

植物组织培养的操作手段及注意事项植物组织培养是一种利用植物的组织或细胞在无菌条件下进行培养和繁殖的技术。

通过植物组织培养，可以实现植物的无性繁殖、植物基因工程以及植物种质资源的保存等目的。

下面将介绍植物组织培养的操作手段及注意事项。

一、植物组织培养的操作手段1.材料准备：选择优良的母本植株，将其嫩茎、新芽、子叶等组织取出，进行消毒处理。

消毒处理一般采用漂白粉、酒精等方法，以确保材料的无菌状态。

2.培养基配制：根据实验需要，选择合适的培养基进行配制。

培养基可以分为基础培养基和添加物培养基。

基础培养基通常包括无机盐、糖类、维生素和植物激素等成分，而添加物培养基则根据具体实验需要添加特定的物质。

3.无菌操作：将材料放入培养室中进行无菌操作，保证实验的无菌条件。

无菌操作包括消毒台面、工具、培养器皿等，以及操作者本身的无菌状态。

4.培养条件控制：根据植物的特性和培养的目的，控制适宜的温度、光照和湿度等条件。

不同植物对于培养条件的要求有所不同，需要根据具体情况进行调整。

5.观察和记录：在培养过程中，要及时观察和记录植物的生长情况。

观察可以包括植物的生长速度、形态特征以及细胞分裂和器官发育等方面。

二、植物组织培养的注意事项1.消毒措施：在进行组织培养之前，必须进行彻底的消毒处理，以防止外源性的污染。

消毒处理可以使用漂白粉、酒精或高温高压等方法，具体方法根据实验需要进行选择。

2.培养器皿选择：选择适合的培养器皿进行培养。

常用的培养器皿有培养瓶、琼脂瓶、培养皿等。

不同的植物和实验要求可以选择不同的培养器皿。

3.培养基配制：培养基的配制要准确无误，按照配方进行称量和溶解。

培养基的pH值要适宜，一般在5.5-6.5之间。

4.无菌操作：在进行组织培养时，必须保持无菌操作。

操作者要穿戴无菌衣物、戴手套，并将操作区域消毒。

工具和培养器皿要进行高温高压消毒或用酒精擦拭。

5.培养条件控制：不同的植物对于培养条件有不同的要求，要根据具体植物的特性进行调整。

植物组织培养技术植物组织培养是70年代快速发展并趋成熟的现代生物技术，是在含有营养物质及植物生长调节物质的培养基中离体培养植物组织(器官或细胞)的技术。

它的理论依据是植物细胞的全能性，即植物体的每一个细胞都有分化成一个完整植株的潜在能力。

该技术在品种选育、名特优品种的快速繁殖、自然资源的保护、品种质量的提高、濒危植物种质保存等诸方面都表现出巨大的应用前景，取得了明显的经济效益。

组织培养前景广阔植物组织培养技术一诞生就表现了强大的生命力和美好的前景。

它在细胞学、遗传学、农学、生理学、生物化学等学科的基础理论研究中，成了一种常用的生物学技术;在实际应用中也发挥了巨大作用，取得了显著的经济效益和社会效益。

育种：通过组织培养技术，结合诱变育种技术，成功地培育出许多优良品种。

如抗黄化叶病的大麦品种;培育出脱病毒的马铃薯、甘蔗品种，使马铃薯产量增加十多倍;选育出早熟(比母本提早15天)、优质(含糖量9.5%)、高产(单果平均重106克)的京早三号桃(中科院植物所培育)等等，这些例子不胜枚举。

快速繁殖：应用组织培养技术可使某一个优良品种得到快速繁殖，可在一年内从一个芽或一张叶片，培养与繁殖成几十万或上百万株小苗，使得该优良品种很快得以推广。

如浙江省金华婺东葡萄良品场，1990年将日本引进的葡萄品种栽培成功后，我们通过快速繁殖，使每月的增殖系数达到6～9，可使一个芽在一年之内产生100万个芽。

快繁技术在花卉、果树等经济植物的优良品种繁育中，取得了良好的经济效益。

名、特、优、稀植物品种的保存与繁殖：许多名贵植物(如兰花)由于繁殖慢或困难，数量不多;而众多的野生植物(如花卉、药材)由于人们过度的采伐，变成濒危植物。

这些品种的保存与繁殖越来越显得重要与紧迫。

应用组织培养技术，不仅可以在实验室条件下保存种质，还可以进行工业化生产，大量繁殖来满足人类生活的需求。

无土栽培：现代正在快速推广的无土栽培技术，就是建立在组织培养的基础理论之上的，特别是无土栽培中的营养液成分，与组织培养的培养基配制基本相似。

植物组织培养技术植物组织培养（Plant tissue culture）是指在无菌条件下，将离体的植物器官（根、茎、叶、花等）、组织（如形成层、花药组织、胚乳、皮层等）、细胞（体细胞和生殖细胞），以及原生质体，培养在人工配制的培养基上，给予适当的培养条件，使其长成完整的植株，统称为植物组织培养。

植物组织培养的过程可概括为：外植体脱分化或完整植株胚状体茎尖、胚及子房等器官做外植体可不经脱分化直接形成试管苗。

植物组织培养技术是生物技术的重要组成部分，在生产实践及基因工程、遗传转化等研究中有重要应用前景。

植物脱毒及离体快繁，花药培养与单倍体育种、幼胚培养与试管受精，抗性突变体的筛选与体细胞无性系变异，植物产品的工厂化生产等方面的研究和应用，均必须借助植物组织培养技术的基本程序和方法。

通过本实验，要求同学掌握植物组织培养操作技术；了解外植体脱分化及再生的过程；理解植物细胞全能性。

一、试材与用具1．植物材料：花生、烟草、苹果、大白菜、玉米等。

2．实验室：准备室、接种室、培养室等。

3．仪器设备：高压灭菌锅（器）、光照培养箱、振荡培养箱、天秤、酸度计、超净工作台等。

4．器械及用具：镊子、手术刀、接种针、细菌过滤器、记号笔等。

5．玻动器皿：三角瓶、培养瓶、培养皿、量筒、容量瓶等。

二、方法步骤（一）培养基的制备1．母液的配制在植物组织培养中，不同的植物，不同的器官和组织，不同的研究目的，使用不同的培养基，培养基尽管千差万别，按其性质和含量来分主要由以下几部分组成：①无机营养，包括大量元素和微量元素；②有机物质；③铁盐；④碳水化合物；⑤天然复合物；⑥激素；⑦琼脂（固体培养基）；⑧其他添加物。

在培养基的配制中，对各组分的成分，常先要按其需用量扩大一定倍数，配制成母液（表2－1）。

配制母液时应注意以下两个方面：（1）配制大量元素母液时，为了避免产生沉淀，各种化学物质必须充分溶解后才能混合，同时混合时要注意先后顺序，把钙离子（Ca2+）、锰离子（Mn2+）、钡离子（Ba2+）和硫酸根（SO42-）、磷酸根（PO43-）错开，以免形成硫酸钙、磷酸钙等沉淀，并且各种成分要慢慢混合，边混合边搅拌。