18知识讲解植物的组织培养技术
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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。
植物组织培养复习材料一、名词解释。
1、植物组织培养(plant tissue culture) :植物的离体器官、组织或细胞在人工制备的培养基上进行无菌培养,并在人工控制的环境条件下,使其发育成完整植株的科学技术2、脱分化(dedifferentiation ):指失去分裂能力的细胞回复到分生性状态并进行分裂,形成无分化的细胞即愈伤组织的现象。
3、再分化(redifferentiation ):愈伤组织形成不定芽或不定根或胚状体。
4、外植体(explant):植物组织培养过程中从活体植株上切去下来的用于离体培养的一切材料。
(如器官、组织、细胞、原生质体、种子等)5、愈伤组织(callus):原本指植物在受伤后于其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形成的一团无序生长的薄壁细胞。
6、器官发生:胚胎时期由胚层器官原基发育成器官的过程。
包括细胞分化和器官形成。
7、胚状体发生:在植物细胞、组织或器官体外培养过程中,由一个或一些体细胞经过胚胎发生和发育过程,形成的与合子胚相类似的结构。
可进一步发育成植株。
8、细胞全能性(cell totipotency ):指植物的每一个细胞都携带有一完整的基因组, 并具有发育成完整植株的潜在能力。
9、细胞分化:一个尚未特化的细胞发育出特征性结构和功能的过程。
10、极性:细胞(也可指器官或植株)内的一端与另一端在形态结构和生理生化上的差异。
11、试管苗:通过组织培养产生的植株。
12、看护培养:是指用一块活跃生长的愈伤组织来看护单个细胞,使其持续分裂和增殖的一种培养方法。
这块愈伤组织被称为看护组织。
13、固相化培养:将细胞或原生质体固着在琼脂糖、藻(月元)酸盐或多聚赖氨酸中,然后将他们放入液体培养基中震荡培养。
这种培养方法既利用了振荡培养室营养物质和气体易于交换的优点,有利用了固相化使细胞免受振荡时剪切力的作用。
14、悬浮细胞培养:将单个游离细胞或小细胞团在液体培养基中进行培养增值的技术。
一、基本过程−−−→−−−→→脱分化再分化外植体(离体的组织、器官或细胞)愈伤组织根、芽或胚状体完整植株1.外植体由活植物体上切取下来以进行培养的那部分组织或器官叫做外植体。
一般取植物幼嫩部位(如茎 尖)或花药等。
2.愈伤组织原指植物体的局部受到创伤刺激后,在伤口表面新生的组织。
它由活的薄壁细胞组成,可起源于植物体任何器官内各种组织的活细胞。
其特点是:排列疏松、无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞,具有未分化特性。
知识点睛第10讲 植物组织培养技术愈伤组织形成过程中,没有叶绿素和叶绿体的形成,所以愈伤组织形成初期不需要充足的光照。
通常使用细胞分裂素和生长素比例在1:l来诱导植物材料愈伤组织的形成。
3.胚状体胚状体是在离体植物细胞、组织或器官培养过程中,由一个或一些体细胞,经过胚的发生和发育过程,形成与合子胚相类似的结构。
一般专指在组织培养条件下产生的非合子胚。
诱导胚状体需要的条件,因植物种类、部位和培养时组织细胞所处状况的不同而异。
胚状体的诱导与外植体所处生理状况,内源激素的变化及遗传性、倍性等都有密切关系。
①胚状体的产生不需要任何激素,如烟草、曼陀罗和水稻等的花药培养。
②培养中需要生长激素或细胞分裂素或二者的组合,如檀香和石刁柏的愈伤组织培养。
③需先在有激素的培养基上诱导,然后转入低浓度激素或无激素的培养基中,如胡萝卜在诱导愈伤组织时需2,4-D,但由愈伤组织诱导出胚状体时,则需在没有2,4-D的培养基培养。
④某些天然产物,如椰乳,西瓜汁,酵母提取物,酪朊水解物或腺嘌呤等都有利于胚状体的发生。
二、理论基础:植物细胞的全能性1. 细胞全能性的定义:指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
2. 在生物的生长发育过程中,细胞并不表现出全能性,而是分化成各种组织和器官。
3. 细胞具有全能性的原因:含有该种生物全部遗传信息。
4. 细胞的全能性高低比较:①一般,细胞分化程度越高,全能性越低②受精卵>生殖细胞>体细胞③植物体细胞>动物体细胞三、条件1.离体2.无菌3.一定的营养物质:水、无机盐、蔗糖(提供碳源和调节渗透压)、维生素等4.植物激素在配制好的培养基中,常常需要添加植物激素。
植物的组织培养的原理
植物的组织培养是指将植物的组织(如幼芽、茎段、根尖等)在无菌条件下培养,并利用培养基中的营养物质和植物生长激素来促进其生长和分化。
其原理主要包括以下几个方面:
1. 选择合适的植物材料:通常选择健康的、无病毒和无真菌感染的组织作为培养材料。
可以使用鲜花、叶片、茎段、根尖等植物组织。
2. 无菌条件:组织培养需要在无菌条件下进行,以防止细菌、真菌和病毒等微生物的污染。
常用的无菌技术包括灭菌、无菌操作台和培养器的无菌处理等。
3. 培养基的配制:培养基是培养植物组织所需的营养物质的来源,通常由无机盐、有机物、碳源和植物生长激素等几个组成部分构成。
培养基的配方可以根据植物的不同需求进行调整和优化。
4. 植物生长激素的添加:植物生长激素是影响植物生长和分化的关键因素。
常用的激素包括生长素、激动素和细胞分裂素等,它们的浓度和比例可以调整植物组织的增殖和分化过程。
5. 培养环境的调控:温度、光照和湿度等环境因素对植物的组织培养也有一定影响。
不同植物组织需要不同的环境条件来促进其生长和发育。
通过以上原理的综合作用,可以实现植物组织的体外培养,从而实现植物的繁殖和研究等应用。
堂清日结31、原生质是细胞内生命物质的总称。
原生质层指的是细胞膜和液泡膜以及两层膜之间的细胞质。
去掉细胞壁的植物细胞就是原生质体,所以一个动物细胞就相当于一个原生质团。
2、原生质层的融合过程体现了细胞膜的流动性。
3、植物体细胞融合的实质:原生质体的融合,植物体细胞融合完成的标志:细胞壁的再生。
新细胞壁的产生与细胞内高尔基体相关。
4、植物组织培养中愈伤组织的形成是细胞分裂的结果。
5、植物细胞工程通常所采用的技术手段:植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术。
6、植物体细胞杂交的过程:1)酶解法去除细胞壁,获得原生质体2)利用物理或者化学法诱导原生质体的融合3)再生细胞壁,获得杂种细胞。
4)利用植物组织培养技术,通过脱分化和再分化获得杂种植物。
7、微型繁殖技术:也叫快速繁殖技术即快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
该技术与传统繁殖技术相比,具有:①繁殖速度快;②“高保真”(因为是无性繁殖);③不受自然生长季节的限制(因为在具有一定人工设施的室内生产)等特点。
堂清日结41、作物脱毒材料:分生区细胞作物脱毒方法:进行植物组织培养作物脱毒结果:获得脱毒苗脱毒苗的特点:不会或极少感染病毒。
2、人工种子的组成:胚状体(或不定芽或顶芽或腋芽)+人工薄膜;要获得人工种子,需将离体的器官、组织或细胞培养至再分化阶段。
3、人工种皮中应具有的有效成分:适量的养分、无机盐、有机碳源、农药、抗生素、有益菌等,为了促进胚状体的生长发育,还可以向人工种皮中加入植物生长调节剂。
4、单倍体育种原理:染色体变异方法:花药离体培养采用的技术:植物组织培养技术优点:后代无性状分离、明显缩短育种年限突变体的利用育种原理:突变(基因突变、染色体变异)优点:能够产生新性状植物体细胞杂交育种原理:染色体变异优点:克服远缘杂交不亲和的障碍5、植物组织培养中易获得突变体的原因:培养的细胞一直处于分生的状态,易受培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响。
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。
植物的组织培养技术编稿:闫敏敏 审稿:宋辰霞【学习目标】1、指导植物组织培养技术的基本原理和基本技术。
2、掌握植物培养过程中使用的无菌技术(重点)。
3、掌握植物知识培养的基本过程及操作。
4、说出被子植物花粉发育的过程及花药例题培养产生花粉植株的两种途径。
5、说出花药离体培养的因素,学习话要例题培养的基本技术。
【要点梳理】要点一、植物组织培养的基础知识【高清课堂:植物的组织培养技术 高清未发布 课题1:基础知识】1、植物组织培养的基本过程:离体的植物器官、组织或细胞,在培养了一段时间以后,会通过细胞分裂,形成愈伤组织。
愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。
由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化(去分化)。
脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫再分化。
再分化形成的试管苗移栽到地里,可以发育成完整的植物体。
植物组织培养的过程可以简要归纳为:离体的植物器官、组织或细胞(外植体)−−−→脱分化愈伤组织−−−→再分化根、芽—→植物体。
2、植物组织培养的理论基础:细胞的全能性要点诠释:细胞的全能性与植物组织培养间的关系①细胞的全能性是植物组织培养的理论基础。
植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。
植物细胞只有脱离了植物体,在一定的外部因素作用下,经过细胞分裂形成愈伤组织,才能表现出全能性,由愈伤组织发育、分化出新的植物体。
②高度分化的植物细胞仍具有全能性的原因是所有体细胞均来自受精卵的有丝分裂,均有和受精卵相同的一整套遗传信息。
③植物体的组织、器官的形成,是基因选择性表达的结果,其细胞的全能性受到限制,在离体状态下,其全能性才容易得以表达,表达的过程须经过脱分化和再分化。
④容易进行营养繁殖的植物细胞,其全能性容易表达,易进行植物组织培养。
要点二、影响植物组织培养的因素1、无机营养(1)大量元素:除碳(C )、氢(H )、氧(O )外,还有氮(N )、磷(P )、钾(K )、钙(Ca )、镁(Mg )、硫(S )等元素。
植物组织培养技术的主要类型与应用范围植物组织培养技术是一种通过体外培养植物细胞、组织和器官的方法,以实现植物无性繁殖、基因转化、品种改良等目的。
该技术已经被广泛应用于植物科研、种质资源保护与利用、植物病害防治和植物繁殖等领域。
本文将介绍植物组织培养技术的主要类型与应用范围。
一、植物组织培养技术的主要类型1. 植物离体培养植物离体培养是指将植物组织或器官从体内分离出来,放置在富含营养物质的培养基中进行培养。
这种技术可以用于植物无性繁殖、基因转化、种质资源保存和研究等方面。
根据培养的组织类型不同,植物离体培养可分为愈伤组织培养、胚性组织培养、根尖培养等。
2. 植物悬浮细胞培养植物悬浮细胞培养是指将植物组织中的一部分细胞分离出来,通过悬浮培养技术使其在液体培养基中保持悬浮状态进行培养。
这种技术主要用于生产植物次生代谢产物、基因转化等方面。
3. 植物器官培养植物器官培养是指将植物体中的器官(如茎、叶、种子等)分离出来进行培养。
通过植物器官培养技术,可以快速繁殖优良品种、实现植物基因转化、筛选抗病性植株等。
二、植物组织培养技术的应用范围1. 植物无性繁殖植物无性繁殖是指通过植物组织培养技术,将植物组织或器官培养后产生新的植株。
这种方法可以实现高效繁殖植物种质资源,解决传统繁殖方式低效率的问题。
2. 品种改良植物组织培养技术可以用于品种改良。
通过离体培养技术,可以进行基因转化,导入抗病、抗逆性等优良基因,从而提高植物的品质和抗性。
3. 植物次生代谢产物的生产植物组织培养技术可以用于大规模生产植物次生代谢产物。
通过悬浮细胞培养技术,可以实现大量的细胞生产,从而获得丰富的植物次生代谢产物。
4. 种子无菌化和种子贮藏植物组织培养技术可以实现植物种子的无菌化和长期保存。
通过种子胚性培养技术,可以去除种子内的微生物,保证种子的无菌性。
同时,也可以通过离体胚培养技术,将种子胚胎保存在液体培养基中,延长种子的储藏寿命。
5. 植物病害防治植物组织培养技术可以用于植物病害的防治。
《植物的组织培养技术》知识清单一、什么是植物的组织培养技术植物的组织培养技术是一种在无菌条件下,将植物的离体器官、组织或细胞等培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,使其生长、分化并发育成完整植株的技术。
这项技术的核心在于利用植物细胞的全能性,即每个植物细胞都具有发育成完整植株的潜在能力。
通过精心控制培养环境和营养条件,激发细胞的分裂和分化,从而实现植物的快速繁殖和优良性状的保持。
二、植物组织培养技术的优点1、快速繁殖能够在短时间内大量繁殖优质、整齐一致的种苗,大大提高了繁殖效率。
这对于一些繁殖速度慢、珍贵稀有的植物品种来说尤为重要。
2、保持优良性状可以确保后代植物继承亲本的优良特性,避免了传统繁殖方式中可能出现的性状分离和变异。
3、脱毒培养有助于去除植物体内的病毒,获得无病毒植株,提高植物的产量和品质。
4、培育新品种通过细胞融合、基因突变等手段,创造新的植物品种。
5、不受季节和环境限制在室内可控环境中进行,不受自然季节和外界环境的影响,能够全年进行生产。
三、植物组织培养的基本步骤1、外植体的选择与消毒外植体是指用于组织培养的植物器官、组织或细胞。
常见的外植体有茎尖、叶片、茎段等。
在选取外植体时,要选择生长健壮、无病虫害的材料。
然后,对其进行严格的消毒处理,以去除表面的微生物。
2、培养基的配制培养基是植物组织培养的关键,它提供了植物生长所需的营养物质和生长调节物质。
常用的培养基成分包括大量元素、微量元素、有机成分、植物激素等。
根据不同的植物种类和培养目的,需要调整培养基的配方。
3、接种在无菌操作台上,将消毒后的外植体接种到培养基上。
接种过程要严格遵守无菌操作规范,防止微生物污染。
4、培养条件的控制培养环境的温度、光照、湿度等条件对植物组织的生长和分化有着重要影响。
一般来说,温度控制在 25℃左右,光照强度和光照时间根据植物种类而定,湿度保持在较高水平。
5、继代培养当外植体在培养基上生长一段时间后,需要将其转移到新的培养基上进行继代培养,以促进其进一步生长和分化。
植物组织培养技术的使用方法详解植物组织培养技术是一种重要的生物技术方法,通过在无菌条件下培养植物的组织和细胞,可以实现植物的繁殖、育种、遗传改良等多种目的。
本文将详细介绍植物组织培养技术的使用方法,涵盖了培养基的配制、组织的选取与处理、培养条件的控制等多个方面。
一、培养基的配制培养基是植物组织培养的基础,它提供了植物所需的养分和生长因子。
培养基的配制需要按照特定的配方和比例进行,主要包括基础培养基和添加剂两部分。
基础培养基是由无机盐、有机物、糖类、植物激素等组成的,可以根据实际需要选择配方。
添加剂包括胶凝剂、抗生素等,在培养组织时起到固定和抗菌的作用。
在配制培养基时需要注意严格的无菌操作,避免污染。
二、组织的选取与处理在组织培养前,需要选择适宜的组织作为材料。
一般来说,幼嫩的组织对培养成功率较高,如茎尖、嫩叶等。
同时,组织的起源也会影响培养结果,可以根据实际需要选择不同起源的组织。
选取好组织后,需要进行表面消毒处理,以杀灭表面的微生物。
消毒方法可以选择酒精灼烧、漂白粉浸泡等,具体时间和浓度需要根据材料的特性进行调整。
三、培养条件的控制培养条件的控制对植物组织培养的成功与否至关重要。
首先是温度的控制,不同植物材料对温度的要求不同,一般在20~25摄氏度之间较为适宜。
其次是光照的控制,大部分植物对光照的要求较高,可以选择光照培养箱或人工光源等方式提供合适的光照条件。
此外,还需要注意气体环境的控制,培养箱内的氧气和二氧化碳浓度需要适当调节,以促进植物的生长。
四、维持培养物的增殖与分化植物组织培养的最终目的是获得大量健康的植株。
为了维持培养物的增殖与分化,需要定期进行传代。
传代是将培养物转移到新的培养基上,以避免细胞老化和培养基中养分的耗尽。
在传代中,需要将组织分离并移至新培养基上,此时需要注意操作的轻柔和无菌性。
同时,还可以通过调整培养基的配方和生长调节剂的浓度,来促进植株生长和分化。
五、应用领域与前景展望植物组织培养技术在农业、园艺、药学等领域具有广泛的应用,可以用于新品种的选育、种子的繁殖、药用植物的生产等。
【高中生物】高中生物知识点:植物的组织培养技术植物组织培养技术:1.植物组织培养工艺:(1)原理:植物细胞具有全能性。
(2)过程:2、用途:(1)微复制微型繁殖就是用于快速繁殖优良品神的植物组织培养技术,也叫快速繁殖技术。
繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂,亲、子代细胞内dna不变,所以能够保证亲、子代遗传特性不变。
(2)作物解毒作物脱毒是利用茎尖、根尖等无毒组织,进行微型繁殖,所获幼苗是无毒的。
(3)人工种子:通过组织培养技术,植物组织的细胞可以培养成在形态和生理上与天然种子胚相似的胚状体,也称为体细胞胚。
这种体细胞胚具有叶、根和茎的分生组织结构。
科学家将体细胞胚胎植入胶囊中,形成球形结构,使其具有种子功能。
因此,人工种子是一种代替天然种子的人工颗粒,可以直接在田间播种。
①制作方法:人工种子是利用植物组织培养获得胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等,然后包上人丁种皮就形成了人工种子,如图:② 优点:它可以在自然条件下繁殖不肥沃或种子昂贵的植物;保持父母的优良品质,因为这个过程是无性繁殖;节约粮食,减少种子的使用;它可以控制某些物质的添加,如除草剂、农药、促生长激素、有益细菌等。
周期短,便于储存和运输,不受气候和地域限制。
(4)细胞产物的工厂化生产:从人工培养的愈伤组织细胞中提取某种成分,如紫草素、香料等。
知识电话:1、植物组织培养的注意事项:(1)接种期间的注意事项:① 接种室应消毒;② 无菌手术;③ 接种期间应防止交叉污染;④ 接种后立即盖上瓶子。
(2)外植体接种前,需要将接种室、接种箱灭菌和对外植体消毒的操作:①接种前一天,用甲醛溶液和高锰酸钾对接种室的四个角落进行熏蒸。
②接种前1小时,在接种室内用喷雾器喷洒来苏水;桌椅也用来苏水擦拭;接种箱内用甲醛溶液和高锰酸钾熏蒸。
③ 用紫外线灯对灭菌室和接种箱进行消毒。
④接种前,操作者用肥皂清洗双手,擦干,再用酒精棉球擦拭双手。
⑤ 外植体用次氯酸钠溶液消毒。
2、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,需要的条件:①消毒灭菌;②一定浓度的植物激素;③适宜的温度;④充足的养料。
植物的组织培养【基础回顾】考点一、植物组织培养的过程1.组织培养过程外植体――→脱分化愈伤组织――→再分化幼苗―→移栽2.培养基(1)成分:大量元素、微量元素、有机物、植物激素和琼脂。
(2)类型:MS培养基、发芽培养基和生根培养基。
(3)作用:植物组织或器官生长和发育的营养条件。
(4)配制:称量、溶解、调pH、分装(三角瓶)、灭菌。
考点二、植物组织培养的实验操作(1)菊花的组织培养过程制备MS培养基(配制母液、配制培养基、灭菌)→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培。
(2)月季的花药培养过程①过程:材料的选取→材料的消毒→接种和培养→鉴定和筛选。
②影响花药培养的因素主要有材料的选择和培养基的组成。
③要挑选完全未开放的花蕾,确定花粉发育时期最常用的方法是醋酸洋红法。
【技能方法】1.植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同2.植物激素与组织培养(1)生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素,其作用及特点:①在生长素存在的情况下,细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。
②使用顺序不同,结果不同,具体如下:③用量比例不同,结果也不同3.影响植物组织培养的因素(1)材料:植物的种类、材料的年龄和保存时间的长短等都会影响实验结果。
一般来说,容易进行无性繁殖的植物容易进行组织培养。
嫩枝生理状态好,容易诱导脱分化和再分化。
(2)营养:常用的培养基是MS培养基,其中含有的大量元素是N、P、S、K、Ca、Mg,微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Co,有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。
(3)环境条件:pH、温度、光照等条件。
如菊花的组织培养所需pH为5.8左右,温度为18~22 ℃,光照条件为每日用日光灯照射12 h。
4、实验操作中注意事项(1)材料的选取:菊花的组织培养实验中,应选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝;月季的花药培养实验中,应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养。
植物的组织培养技术一.概述1.定义离体条件下利用人工培养条件在无菌情况下培养、生长、发育再生出完整植株的过程。
2发展历程1838-1839年,德国科学家Schleide 和Schwann发表了细胞学说,奠定了组织培养的理论基础。
1902年,德国植物学家Haberlandt 根据细胞学说,提出单个细胞的植物细胞全能性理论。
1904年,Hanning 最先成功地培养了萝卜和辣根菜的胚。
1922年,Knudson 采用胚培养法获得大量兰花幼苗。
1934年,White 用番茄根尖建立起第一个活跃生长的无性繁殖系,从而使非胚器官的培养首先获得成功。
1958年,英国科学家Steward 等用胡萝卜根的愈伤组织细胞进行悬浮培养,成功诱导出胚状体并分化为完整的小植株,不但使细胞全能性理论得到证实,而且为组织培养的技术程序奠定了基础。
1962年,Murashinge 和Skoog 在烟草培养中筛选出至今仍被广泛使用的MS培养基。
1964-1966年,印度科学家Guha 和Maheswari 在曼陀罗花药培养中首次由花粉诱导得到了单倍体植株。
1972年,Carlson 通过两个种的烟草原生质体融合培养,获得了第一个体细胞杂交的杂种植株。
……3原理•植物细胞的全能性(totipotent):植物细胞具有该植物体全部遗传的可能性,在一定条件下具有发育成完整植物体的潜在能力。
•原理:生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因,从理论上讲,生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。
•差异:(1)受精卵的全能性最高(2)受精卵分化后的细胞中,体细胞的全能性比生殖细胞的低。
•潜在全能性的原因:基因表达的选择性•科学研究表明,处于离体状态的植物活细胞,在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下,就可能表现出全能性,发育成完整的植株。
人工条件下实现的这一过程,就是植物组织培养。
4意义(优缺点)1、占用空间小,不受地区、季节限制。
植物的组织培养技术【学习目标】1、指导植物组织培养技术的基本原理和基本技术。
2、掌握植物培养过程中使用的无菌技术(重点)。
3、掌握植物知识培养的基本过程及操作。
4、说出被子植物花粉发育的过程及花药例题培养产生花粉植株的两种途径。
5、说出花药离体培养的因素,学习话要例题培养的基本技术。
【要点梳理】要点一、植物组织培养的基础知识【高清课堂:植物的组织培养技术 高清未发布 课题1:基础知识】1、植物组织培养的基本过程:离体的植物器官、组织或细胞,在培养了一段时间以后,会通过细胞分裂,形成愈伤组织。
愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。
由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化(去分化)。
脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫再分化。
再分化形成的试管苗移栽到地里,可以发育成完整的植物体。
植物组织培养的过程可以简要归纳为:离体的植物器官、组织或细胞(外植体)−−−→脱分化愈伤组织−−−→再分化根、芽—→植物体。
2、植物组织培养的理论基础:细胞的全能性要点诠释:细胞的全能性与植物组织培养间的关系①细胞的全能性是植物组织培养的理论基础。
植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。
植物细胞只有脱离了植物体,在一定的外部因素作用下,经过细胞分裂形成愈伤组织,才能表现出全能性,由愈伤组织发育、分化出新的植物体。
②高度分化的植物细胞仍具有全能性的原因是所有体细胞均来自受精卵的有丝分裂,均有和受精卵相同的一整套遗传信息。
③植物体的组织、器官的形成,是基因选择性表达的结果,其细胞的全能性受到限制,在离体状态下,其全能性才容易得以表达,表达的过程须经过脱分化和再分化。
④容易进行营养繁殖的植物细胞,其全能性容易表达,易进行植物组织培养。
要点二、影响植物组织培养的因素1、无机营养(1)大量元素:除碳(C )、氢(H )、氧(O )外,还有氮(N )、磷(P )、钾(K )、钙(Ca )、镁(Mg )、硫(S )等元素。
(2)微量元素:包括铁(Fe )、铜(Cu )、钼(Mo )、锌(Zn )、锰(Mn )、钴(Co )、硼(B )和碘(I )等。
2、有机营养(1)维生素类:植物组织培养中经常使用维生素C 、维生素B 1(盐酸硫胺素)、维生素B 6(盐酸吡哆醇)、维生素H (生物素)、叶酸和烟酸等,一般使用浓度为0.1~10 mol /L 。
(2)氨基酸:有甘氨酸、丝氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、水解酪蛋白(CH )和水解乳蛋白(LH )等,是重要的有机氮源。
(3)有机添加物:是一些成分比较复杂,大多含氨基酸、激素、酶等的复杂化合物,它们对细胞和组织的增殖与分化有明显的促进作用。
3、植物生长调节物质植物生长调节物质是培养基中的关键物质,对植物组织培养起着重要、明显的调节作用。
植物生长调节物质包括生长素、细胞分裂素及赤霉素等。
要点诠释:①植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。
在生长素存在的情况下,细使用顺序实验结果先使用生长素,后使用细胞分裂素有利于细胞分裂,但细胞不分化先使用细胞分裂素,后使用生长素细胞既分裂也分化同时使用分化频率提高②当同时使用这两类激素时,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。
生长素的用量与细胞分裂素的用量比值低时,(即生长素少,细胞分裂素多)有利于芽的分化、抑制根的形成;比值高时,(即生长素多,细胞分裂素少)有利于根的分化、抑制芽的形成;比值适中时,促进愈伤组织生长。
可见,植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等,都会影响实验结果。
植物激素的应用要做到得心应手,还得靠大量实践。
4、能源和渗透压通常植物本身进行光合作用,产生糖类,不需要外部供给糖,但在植物组织培养进行异养的状况下,大多不能进行光合作用来合成糖类,因此必须在培养基中添加糖作为碳素来源和能量物质,同时糖对保持培养基的渗透压(一般需在1.5×105 Pa~4.1×105 Pa)也有重要作用。
5、温度温度是植物组织培养成功的重要条件(1)最适温度:在植物组织培养中大多采用最适温度,并保持恒温培养,以加速生长。
通常采用(25±2)℃的温度,对大多数植物来讲是合适的,但也因种类而异。
进行菊花组织培养,温度控制在18℃~22℃。
(2)温度预处理的影响:在植物组织培养以前先对培养材料进行低温或高温处理,往往有促进诱导生长的作用,为此,常在培养实践中采用。
6、光照组织培养中光照也是重要条件,它对生长和分化有很大影响。
当然这也与材料的性质、培养基情况以及由于光照而引起的温度上升等因素有关。
菊花培养的光照强度为1000 lx~4000 lx,每天照光12 h。
此外,进行菊花组织培养的pH控制在5.8左右。
要点三、植物组织培养的实验操作1、制备MS固体培养基MS培养基含有20多种营养成分,实验室一般使用4℃保存的配制好的培养基母液来制备。
具体操作如下。
(1)配制各种母液:配制母液时,无机物中大量元素浓缩10倍,微量元素浓缩100倍,常温保存。
激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按l mg/mL的质量浓度单独配制成母液。
用母液配制培养基时,需要根据各种母液的浓缩倍数,计算用量。
(2)配制培养基:配制1 L MS培养基时,先将称好的琼脂加入800 mL蒸馏水,加热使琼脂熔化,然后加入蔗糖30 g,取配制好的大量元素、微量元素、有机物和植物激素的母液,依次加入,加蒸馏水定容至1000 mL,调节pH,最后分装到锥形瓶中,每瓶分装50 mL或100 mL。
由于菊花茎段的组织培养比较容易,因此不必添加植物激素。
(3)灭菌:将分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌。
2、外植体消毒(1)外植体:用于离体培养的植物器官或组织片段,叫做外植体。
(2)外植体消毒:选取菊花茎段时,要取生长旺盛的嫩枝。
菊花茎段用流水冲洗后可加少许洗衣粉,用软刷轻轻刷洗,刷洗后在流水下冲洗20 min左右。
用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分,放入体积分数为70%的酒精中摇动2~3次,持续6 s~7 s,立即将外植体取出,在无菌水中清洗。
取出后仍用无菌吸水纸吸干外植体表面水分,放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中1 min~2 min。
取出后,在无菌水中至少清洗3次,漂净消毒液。
3、接种接种前用体积分数为70%的酒精将工作台擦拭一遍。
工作台消毒后,首先点燃酒精灯。
此后,所有的接种操作都必须在酒精灯旁进行,并且每次使用器械后,都需要用火焰灼烧灭菌。
将装有培养基的锥形瓶整齐地排列在酒精灯左侧。
将消过毒的菊花茎段在无菌培养皿中切成小段(长约0.5 cm~1 cm)。
左手持锥形瓶,右手拉开捆扎锥形瓶的绳子,并将封口膜攥于右手手心,以避免封口膜接触瓶口的一面被污染。
左手持瓶,使瓶口旋转通过火焰;右手用镊子夹取菊花茎段,插入培养基中。
插入时应注意方向,不要倒插。
每瓶接种6~8块外植体。
接种后,将封口膜重新扎好。
4、培养接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养,培养期间应定期消毒。
培养温度控制在18℃~22℃,并且每日用日光灯光照12 h。
5、移栽在移栽生根的菊花试管苗之前,应先打开培养瓶的封口膜,让试管苗在培养间生长几日。
然后用流水清洗根部的培养基,将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境下生活一段时间,等幼苗长壮后再移栽到土壤中。
6、栽培将幼苗移栽后,每天观察并记录幼苗生长情况,适时浇水、施肥,直至开花。
要点四、植物的花药离体培养1、被子植物的花粉发育【高清课堂:植物组织培养技术高清未发布被子植物的花粉发育】要点诠释:①发育场所:被子植物雄蕊的花药中。
②分裂方式:花粉是由花粉母细胞经过减数分裂而形成的,因此花粉是单倍体的生殖细胞。
③发育过程:被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。
在小孢子四分体时期,4个单倍体细胞连在一起,进入单核期时,四分体的4个单倍体细胞彼此分离,形成4个具有单细胞核的花粉粒。
这时的细胞含浓厚的原生质,核位于细胞的中央(单核居中期)。
随着细胞不断长大,细胞核由中央移向细胞一侧(单核靠边期),并分裂成1个生殖细胞核和1个花粉管细胞核,进而形成两个细胞,一个是生殖细胞,一个是营养细胞。
生殖细胞将再有丝分裂一次,形成两个精子。
被子植物花粉的发育过程可以归纳为:花粉母细胞(或小孢子母细胞)−−−−→减数分裂4个小孢子(小孢子四分体时期)—→单核期小孢子(单核居中期—→单核靠边期)()−−−−−→有丝分裂每个小孢子双核期(花粉管细胞核和生殖细胞核)—→1个生殖细胞−−−−→有丝分裂2个精子。
也就是说,花粉萌发进行受精作用时,每个花粉粒可释放出两个精子,从而完成被子植物的双受精。
注意:每个花粉粒产生的两个精子基因型一般相同。
2、产生花粉植株的两种途径通过花药培养产生花粉植株一般有两种途径:这两种途径之间并没有绝对的界限,主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。
3、影响花药培养的因素(1)材料的选择:不同植物的诱导成功率很不相同。
就同一种植物来说,亲本植株的生理状况对诱导成功率也有直接影响。
花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。
一般月季的花药培养时间选在五月初到五月中旬,即月季的初花期。
选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要因素。
这是因为并不是任何时期的花粉都可以经过培养产生愈伤组织或胚状体,在花粉发育的过程中,只有某一个时期对离体刺激敏感。
一般来说,在单核期,细胞核由中央移向细胞一侧的时期,花药培养成功率最高。
选择单核期以前的花药接种,质地幼嫩,极易破碎;选择单核期以后的花药接种,花瓣已有些松动,又给材料的消毒带来困难。
为了挑选到单核期的花药,通常选择完全未开放的花蕾。
盛开的或略微开放的花,都不宜选作实验材料。
(2)培养基的组成花粉培养所采用的培养基可因植物不同而有所变化。
培养基各成分中,植物生长调节剂的水平和配比,常对诱导细胞的分裂、生长和分化起决定性作用。
(3)亲本植株的生长条件、材料的低温预处理以及接种密度等对诱导成功率都有一定影响。
归纳:诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低,受多种因素的影响,其中材料的选择与培养基的组成是主要的影响因素。
要点五、月季的花药培养的实验操作1、材料的选取选择花药时。
一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。
常用的方法有醋酸洋红法、焙花青—铬矾法(某些植物的花粉细胞核不易着色,需要此方法,能将花粉细胞核染成蓝黑色)2、材料的消毒体积分数为70%的酒精浸泡约30 s →无菌水清洗→用无菌吸水纸吸干→放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中2 min ~4 min →无菌水冲洗3~5次。
3、接种和培养灭菌后的花蕾。