植物组织培养技术的应用
一 在植物脱毒和快速繁殖上的应用
植物脱毒和离体快速繁殖是目前植物组织培养应用最多、最有效的一个方面。很多农作物如马铃薯、甘薯、大蒜等都带有病毒，但感病植株并非每个部位都带病毒，White早在1943年就发现植物生长点附近的病毒浓度很低甚至无病毒。如果利用组织培养方法，取一定大小的茎尖进行培养再生可获得脱病毒苗，再用脱毒苗进行繁殖，则种植的作物就不会或极少发生病毒。此法已在马铃薯、草莓等多种作物上获得成功，并产生了明显的经济效益。
由于运用组织培养法繁殖植物的明显特点是快速，每年可以数以百万倍的速度繁殖，因此，对一些繁殖系数低、不能用种子繁殖的名、优、特植物品种的繁殖，意义尤为重大。目前，观赏植物、园艺作物、经济林木、无性繁殖作物等部分或大部分都用离体快繁提供苗木，试管苗已出现在国际市场上并形成产业化。
二 在植物育种上的应用
植物组织培养技术对培育优良作物品种开辟了新途径。目前，国内外已把植物组织培养普遍应用于作物育种，并在以下几个方面取得了较大进展：
1 单倍体育种单倍体植株往往不能结实，在培养中用秋水仙素处理，可使染色体加倍，成为纯合二倍体植株，这种培养技术在育种上的应用称为单倍体育种。单倍体育种具有高速、高效率、基因型一次纯合等优点，因此，通过花药或花粉培养的单倍体育种，已经作为一种崭新的
育种手段问世，自1964年Guha等获得曼陀罗的花药单倍体植株以来，单倍体育种在国际上引起很大重视，各国纷纷开展这方面的研究工作，已先后在水稻、小麦、玉米、辣椒以及许多药用植物如枸杞、人参、平贝母中获得单倍体植株，共计300多种。其中许多已经应用于育种研究并得到了专利品种。我国在20世纪70年代掀起了单倍体育种的高潮，在农作物上取得了一批有实用价值的育种成果，特别是培育禾本科粮食作物，现在已经培育出水稻新品种15个、小麦新品种6个。
中 草 药 的 脱 毒 培 养 技 术
自Movel 和Matin 首次成功地把茎尖组织培养脱毒应用于大丽菊以来，该项技术已经在控制植物病毒方面得到应用，目前已有50多种植物应用此法脱病毒成功。在中草药农业生产中，病毒病的危害是影响药用植物产量和质量的重要因素，有些中草药品种特别是以无性繁殖为主要方式的植物品种，因在自然环境中长期经受各种植物病毒病的重复传染而导致光合作用的明显降低，生产势变弱，品种变劣，种性退化，产量降低。迄今为止，我国已经报道的药用植物病毒病有地黄病毒病、浙贝黑斑病毒、曼陀罗花叶病、八角莲花叶病、唐菖蒲花叶病毒、独角莲皱缩花叶病、太子参花叶病等10余种。由于病毒病的危害，一般减产幅度在30%以上，成为药材生产上的重要障碍。对于病毒病，目前尚无有效的防治措施，为解决这一难题，科学工作者利用植物茎尖分生组织的脱毒培养，可以成功地获得脱毒苗，有效地去除特定病毒，研究出脱毒种苗，克服了病毒病的危害，恢复了植物固有的优良性状，再通过组织培养克隆繁殖就可以获得大量脱毒优良种苗，供生产上应用。脱毒种苗是指用生物技术结合现代血清学理论，有选择性的将植抹体内的病毒进行有效脱除，并在隔离条件下生产出的无病毒种苗。在生产中其具体表现为：生长健壮，抗病性强，经济产量高，品质优良。
2.2.1茎尖培养脱毒的理论基础
茎尖培养脱毒是以茎尖为材料,在无菌条件下培养｡茎尖培养之所以能够获得脱毒苗,是由于病毒在植物体内分布不均匀,在受传染的植物中顶端分生组织一般是无毒的｡植株生长茎尖距离加大,病毒数量逐渐增加,这是因为植物体内病毒靠维管束系统移动｡分生组织中没有维管束存在,病毒只靠细胞之间的胞间连丝移动,这种移动速度很慢,难以追上生长活跃的分生组织｡另外,分生组织中旺盛分裂的细胞,又有很强的代谢活性,使病毒难以复制｡甚至有人提出,在分生细胞中由于病毒钝化系统和高水平内源生长素的存在,也抑制了病毒的增殖｡
感染病毒的植株体内病毒分布并不均匀，病毒的数量随植株部位与年龄而异，顶端分生组织区域一般是无病毒的或只携带浓度很低的病毒。分生组织可逃避病毒侵染的可能原因是:
1 第一节 植物快速繁殖技术
科目：生物 备案人： 学生： 时间：
课题：植物快速繁殖 课型：新授课 课时：2课时
三维目标
知识与技能 说明植物组织培养的基本原理；
列举影响植物组织培养的各种因素。
过程与方法 尝试利用植物组织培养完成植物的快速繁殖。
情感态度与价值观 尝试植物的组织培养，即学生仿照教师的示范性动作完成对实验对象的操作。
教 学 重 点 植物组织培养所需的培养基的配制；
外植体的接种和培养；
植物组织培养过程中的无菌操作。
教 学 难 点 植物组织培养过程中的无菌技术。
[知识梳理]
一．背景知识
植物组织培养———植物快速繁殖技术
1．原理：植物细胞的全能性
概念：高度分化的植物细胞仍然有 的潜能。
基础：生物体的每一个细胞都含有本物种的 ，都有发育成完整个体的潜能。
实现条件： 、 、 和其他适宜条件。
2．过程：
3．应用：快速繁殖，培育无病毒植物，人工种子，生产药物等。
二．实践案例——月季快速繁殖
1．材料用具：略。
2．活动程序：
（1）配置培养基，并灭菌。
母 液 植物激素比例 作 用
脱分化培养基
生芽培养基
生根培养基
（2）外植体消毒 2 （3）接种（无菌、酒精灯火焰旁）
（4）培养（注意温度、光照、更换培养基）
（5）驯化试管苗
（6）移栽
3．结果分析
（1）统计移栽试管苗的成活率
（2）各过程经历多长时间，采取了怎样的无菌操作
注意：无菌条件对组织培养的成功至关重要 培养基灭菌要彻底
外植体消毒要充分
接种时无菌操作要严格
三．探究活动
1．选取一种植物进行快速繁殖 （选取 植物）
2．探究组织培养过程中植物激素的作用 （设计对照实验 自变量是 ）
马铃薯组织培养脱毒快繁
植物组织培养（Plant tissue culture）是指在无菌的条件下，将离体的植物（根、茎、叶、花、
果实、种子等）、组织（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。由于培养物是脱离
植物母体，在玻璃瓶中进行培养，所以也叫做离体培养。在有些情况下，再分化也可不经愈伤组织阶
段，而直接发生于脱分化的细胞。[1]
植物组织培养脱毒快繁是人工在无菌条件下利用植物体的一部分，在人工控制的营养和环境条件
下繁殖植物，脱除病毒得到无毒苗株，继而在大田快速繁殖的技术。脱毒及离体快繁，这是目前植物
组织培养应用最多、最广泛和是有效的一个方面。主要是进行茎尖培养脱除病毒。对于脱毒苗、新育
成、新引进、稀缺良种、优良单株、濒危植物和基因工程植株等可通过离体快速繁殖，同时可不受地区和气候的影响，比传统的繁殖方法快数万倍。植物组织培养已发展成为一门富有生命力的学科。[2]
植物组织技术在农业上的应用有很多方面，其中植物脱毒和离体快速繁殖是目前植物组织培养应
用最多、最有效的一个领域。通过植物生物技术改良作物是以后农业科学领域最重要的发展之一。首先用茎尖脱毒获得无病毒植株成功的是法国人莫勒尔,他们用大丽花为原料,在1952 年试验产生了无
病毒植株。在1955 年以马铃薯为材料产生了无病毒植株。农业生产中，许多农作物都带有病毒，无
性繁殖方式植物如马铃薯、甘薯、大蒜等尤为严重，但是感病植株并非每个部位都带有病毒。[3]
一、国内外研究动态
（一）研究背景
栽培种的马铃薯(Solanurn tuberosurn)是双子叶种子植物, 属茄科(Solanceae)茄属(Solanum)
的一年生草本植物,生产上绝大多数是利用块茎进行无性繁殖。[4]
马铃薯用块茎繁殖，植株长势逐年削弱、矮化，分枝变小，结薯变小，产量逐年下降，甚至绝产，这种现象叫做种性退化。这种退化现象实际上是马铃薯在生长发育过程中感染了病毒，病毒的侵入破
