植物组织培养发展简史
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植物组织培养的发展及其应用植物组织培养是指通过组织培养技术,将植物组织或细胞从体内环境中接种到营养基质(如琼脂),在无菌条件下进行培养和再生培育,从而获得具有特定遗传性状的植物组织或幼苗。
该技术的出现为植物育种与植物生物技术的发展提供了重要手段,也在一定程度上推动了现代农业的发展。
下面将介绍植物组织培养的发展及其应用。
一、植物组织培养的发展历程植物组织培养主要包括无菌子实体化、花器官培养、幼胚培养和愈伤组织培养等技术。
其发展历程可以分为以下几个阶段:1.早期的试验性研究(1902-1950年代)20世纪初,科学家们开始尝试将植物细胞和组织外植培养在营养基质上,以探究植物生长发育的规律。
1914年,Knoop 成功地将半品相鹅绒花的蘖试管化,实现了无限传代;1922年,Braun成功地将白杨的嫩愈伤组织培养在其他植物上,获得了杂交品种。
这些成功都为植物组织培养的进一步发展奠定了基础。
2.基础研究及商品化(1950-1970年代)1950年代,随着人们对植物生长发育机理认识的增加,植物组织培养逐渐成为一项成熟的技术。
1960年,穆勒等人首次成功地用组织培养方法将马铃薯无性系选育成功,打开了植物育种的新局面。
此后,植物组织培养技术逐渐向商品化方向发展,不断出现应用实例,如玉米高粱的脱毒价值、无性繁殖植物的产生等。
3.现代植物工程及应用(1980年代至今)1980年代以来,随着生物技术的快速发展,植物组织培养技术越来越受到重视。
1990年代,基因工程和转基因技术的出现和发展,给植物组织培养技术带来了巨大的发展机遇。
如今,植物组织培养被广泛应用于植物育种、生物合成、环境保护等领域。
二、植物组织培养在农业领域的应用1.植物育种植物组织培养技术已成为植物育种的重要手段。
通过组织培养,不仅能快速选育出育种材料,还能改良植物的遗传性状,提高植物的经济和生产效益。
如用愈伤组织培养技术,可使植物的重要经济性状如产量、品质等得到改良;用花器官培养,可产生短型杂交红木的种质资源等。
植物组织培养发展史植物组织培养的历史可以追溯到19世纪末的20世纪初。
1898年,美国的细胞学家汤姆森首次发现了从植物叶片上分离的细胞可以在营养培养基中生长。
接着,英国的细胞学家夏普利发现了植物细胞在湿润糖蜜中可以生长。
他还首次提出了植物组织培养的概念。
20世纪初到20世纪中叶,植物组织培养的研究主要集中在器官培养和植物组织再生方面。
1912年,德国的植物学家涅尔首次成功地将植物细胞培养成完整的植物。
他还发现增加培养基中植物生长因子的浓度可以提高植物再生的效率。
到了20世纪50年代,植物培养基的配方进一步完善,植物组织培养技术得到了广泛应用。
20世纪60年代到80年代,植物组织培养的研究逐渐扩展到植物的生理和遗传方面。
1962年,美国的植物学家斯卡皮奥尼首次将植物细胞培养成为无性系,这使得在研究植物染色体和基因的结构和功能方面有了新的突破。
这一时期,还发现了一种叫做植物生长调节物质的植物激素,它可以通过调节细胞分裂和生长来控制植物组织的培养和再生。
20世纪90年代至今,植物组织培养技术得到了进一步的发展和应用。
随着基因工程技术的发展,植物组织培养被广泛应用于转基因植物的制备。
通过将外源基因导入植物的细胞和组织中,可以改变植物的性状和品质,提高植物的抗病虫害能力和适应性。
现在,植物组织培养已经成为植物学和农业科学中的重要研究工具。
它不仅可以用于研究植物的生理和遗传过程,还可以用于植物的繁殖和改良。
通过植物组织培养,可以大规模繁殖珍稀濒危的植物物种,保存和利用植物遗传资源。
此外,植物组织培养还可以用于制备高效的植物生长调节物质和药物。
总之,植物组织培养从19世纪末开始到现在已经经历了百余年的发展和进步。
随着技术的不断改进和应用领域的拓宽,植物组织培养必将发挥更大的作用,在植物学和农业生产中发挥重要的作用。
植物组培知识一、组培研究历史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。
此三人被誉为植物组织培养奠基人。
40年代末50年代初Skoog等人进行烟草髓培养诱导根、芽器官,获得成功。
1957年Skoog和Miller提出了有关植物激素控制器官形成的概念。
1958年美国Steward 等和德国Reinert等分别由培养的胡萝卜根细胞诱导形成了胚状体,形成新植株。
有力地证明了细胞的全能性。
二、植物细胞的再生性问题在植物中很多是靠种子生长来产生完整的植株,但也有不少可通过根、茎、叶等器官再生而成为完整的植株,这种特性叫细胞的再生性。
从植株分离出根、茎、叶的一部分器官,其切口处组织是受到了损伤,但这些受伤的部位往往会产生新的器官,长出不定芽和不定根,人们利用这一特点来进行营养繁殖。
新器官产生的原因是由于受伤的组织产生了创伤激素,促进了周围组织的生长而形成愈伤组织,凭借内源激素和储藏营养的作用,于是就产生了新的器官。
而为什么在自然条件下,一些植物的营养器官和细胞难以再生呢?这主要是由于内源激素调整缓慢或不完全,外界条件不易控制等因素所致。
在人工控制的条件下,通过对培养基的调整,特别是对激素成分的调整,就有可能顺利地再生。
三、培养基的成分用于植物组培的培养基的成分主要包括:无机营养(即无机盐类)、维生素类、氨基酸、有机附加物、植物生长调节物质、糖类和琼脂等。
(1)无机营养:无机营养又分为大量元素和微量元素(根据国际植物生理学会建议,植物所需元素的浓度大于0.5m mol/l(每升毫摩尔) 的称大量元素)。
(2)氨基酸:氨基酸是蛋白质的组成成分,也是一种有机氮化合物。
有机氮作为培养基中的唯一氮源时,离体组织生长不良,只有在含有无机氮的情况下,氨基酸类物质才有较好的效果。
简述植物细胞培养的发展简史。
植物细胞培养是一种通过体外组织培养技术,将植物细胞、组织或器官在无菌条件下进行生长和繁殖的方法。
这一技术的发展可以追溯到20世纪初,随着科学研究的不断深入,植物细胞培养逐渐成为现代植物学和生物技术的重要工具。
下面将简要介绍植物细胞培养的发展简史。
20世纪初,植物细胞培养的基础工作由美国植物学家Haberlandt 首先提出。
他在1902年发表的论文中提出了植物组织培养的理论基础,并成功地培养出了玉米愈伤组织。
这标志着植物细胞培养的起步阶段。
随后,20世纪40年代至50年代,研究人员开始探索植物细胞培养的应用领域,并在植物育种和病毒研究方面取得了一些重要进展。
例如,1950年代,美国科学家White成功地利用细胞培养技术培养出了大规模的胡萝卜愈伤组织,为后来的植物遗传转化技术奠定了基础。
到了20世纪60年代,植物细胞培养进入了一个快速发展的阶段。
随着组织培养基的改进和生长因子的发现,研究人员可以更好地控制培养条件,大大提高了培养效率。
此外,还出现了一些重要的技术,如悬浮细胞培养和原生质体培养,为植物细胞培养的进一步研究和应用提供了更多的选择。
在20世纪70年代和80年代,植物细胞培养的应用范围进一步扩大。
研究人员开始利用细胞培养技术进行植物病毒的快速检测和繁殖,为病毒学研究提供了重要手段。
此外,植物细胞培养还被广泛应用于植物栽培、植物生理学和植物基因工程等领域。
到了20世纪90年代以后,植物细胞培养进一步发展为植物组织培养和植物器官培养。
研究人员可以通过培养植物的不同组织和器官,如根、茎、叶、花和种子等,来研究其生长发育和代谢过程。
此外,还发展出了一些新的技术,如胚胎培养、胚胎愈伤组织培养和植物胚胎移植等,为植物繁殖和育种提供了新的途径。
近年来,植物细胞培养的研究也得到了进一步的推动。
随着分子生物学和基因工程技术的发展,植物细胞培养被广泛应用于植物基因转化和基因功能研究。
植物组织培养发展历程1、理论准备阶段(探索阶段)(20世纪30年代前)①1667年,虎克(R. Hooke)发现细胞;1756年,Duhamel 发现了愈伤组织形成。
②1838—1839, Schleiden(1838施莱登提出植物细胞学说) 和 Schwann(1839年施旺认为细胞学说也适用于动物)创立了细胞学说。
③1902年德国的Haberlandt(哈布兰特):“植物离体细胞培养试验”。
提出了高等植物的器官和组织可以不断分割、直至单个细胞,并大胆提出在试管培育植物,预言离体细胞在生理、发育上有潜在的全能性。
2、发展时期(奠基阶段,30年代中至50年代末)组培的真正建立和发展,从1934年开始才算有了突破。
1943年,white出版了第一本专著《植物组织培养手册》《A Hand Book of Plant Tissue Culture》1945年F.Skoog和崔澄发现腺嘌呤促细胞分裂、组织成芽。
Skoog和催澄在烟草茎段和髓培养以及器官形成的研究中发现,腺嘌呤或腺苷可以解除生长素(IAA)对芽形成的抑制作用,而诱导形成芽。
1956年 Miller发现了激动素(Kinetion)其效果为腺嘌呤的3万倍。
1957 Skoog和Miller提出有关植物激素控制器官形成的概念细胞分裂素茎生长素根1958 Reiner and Steward,从胡萝卜愈伤组织和细胞培养中,诱导分化产生了体细胞胚,第一次科学证明了全能性理论。
White等的工作建立了植物组织培养的综合培养基,成为当今植物组织培养的技术基础(2)原生质体培养取得突破:1971 Takebe 在烟草上首次由原生质体获得了再生植株。
再次证实植物细胞的全能性。
原生质体培养为外源基因的导入提供了理想的受体,促进了体细胞融合技术的发展细胞水平→分子水平(3)花药培养取得显著成绩:1964 Guha 首次实现了花药的离体培养。
该技术主要用于遗传育种工作,可大大缩短育种周期,提效率。
植物组织培养综述植物组织培养技术应用及进展摘要:本文综述了植物组织培养理论的发展,重点论述其再脱毒、快繁、育种与有机化合物工业生产以及种质资源的保存等方面的应用,本文还对植物组织培养过程中所采用的新技术进行了综述, 介绍了这些新技术的应用现状,并对应用的前景作简单的展望。
关键词:植物组织培养;应用;进展1.理论起源19世纪30年代,德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺创立了细胞学说,根据这一学说,如果给细胞提供和生物体内一样的条件,每个细胞都应该能够独立生活。
1902年,德国植物学家哈伯兰特在细胞全能性的理论是植物组织培养的理论基础。
1958年,一个振奋人心的消息从美国传向世界各地,美国植物学家斯蒂瓦特等人,用胡萝卜韧皮部的细胞进行培养,终于得到了完整植株,并且这一植株能够开花结果,证实了哈伯兰特在五十多年前关于细胞全能的预言。
植物组织培养的简单过程如下:剪接植物器官或组织——经过脱分化(也叫去分化)形成愈伤组织——再经过再分化形成组织或器官——经过培养发育成一颗完整的植株。
植物组织培养的大致过程是:在无菌条件下,将植物器官或组织(如芽、茎尖、根尖或花药)的一部分切下来,用纤维素酶与果胶酶处理用以去掉细胞壁,使之露出原生质体,然后放在适当的人工培养基上进行培养,这些器官或组织就会进行细胞分裂,形成新的组织。
不过这种组织没有发生分化,只是一团薄壁细胞,叫做愈伤组织。
在适合的光照、温度和一定的营养物质与激素等条件下,愈伤组织便开始分化,产生出植物的各种器官和组织,进而发育成一棵完整的植株。
植物组织培养即植物无菌培养技术,又称离体培养,是根据植物细胞具有全能性的理论,利用植物体离体的器官如根、茎、叶、茎尖、花、果实等)组织(如形成层、表皮、皮层、髓部细胞、胚乳等)或细胞(如大孢子、小孢子、体细胞等)以及原生质体,在无菌和适宜的人工培养基及光照、温度等人工条件下,能诱导出愈伤组织、不定芽、不定根,最后形成完整的植株的学科。
植物组织培养技术发展史1902年,德国植物学家哈伯兰特预言:植物体的任何一个细胞都有长成完整个体的潜在能力,这种潜在能力就叫植物细胞的全能性。
为证实这个预言,他选植物叶片细胞进行实验培养,但没有获得成功。
1937年,美国科学家怀特(此外还有法国科学家高斯雷特和诺贝库尔特)改进了培养基,结果培养的细胞开始分裂,堆积成一团菜花状瘤状物,即愈伤组织,但不能继续分化为根、茎、叶等器官。
后来研究发现,只有在培养基中加入适当比例的细胞分裂素和植物生长素,愈伤组织才能分化出芽和根。
在这基础上,1958年,美国的斯蒂伍特在培养野生胡萝卜的根细胞对,终于得到了来自单个细胞的完整植株。
至此哈伯兰特的预言终于得到证实。
70年代,美籍日本学者穆拉稀格经过研究总结出工厂繁殖植物的整套流程,此后工厂化繁殖植物被广泛应用。
如荷兰用这个方法繁殖了丝石竹(满天星)、郁金香、康乃馨等著名花卉;我国也建立了这样的花卉工厂,我们还在烟草、油菜、番茄等作物上进行试验并获成功。
克隆动物技术发展史在动物界,特别是高等动物自然情况下都不进行无性生殖。
科学家们一直在探索是否可能克隆动物,即不通过正常的雌雄生殖细胞的结合,由不同的动物细胞以无性生殖方式长成新一代的个体。
实验沿着两种方式进行。
一种是用早期胚胎细胞进行克隆,另一种是用动物的一般体细胞进行克隆。
早在上世纪末杜里舒用棘皮动物海胆的受精卵做实验,发现当海胆的受精卵分裂为2个或4个细胞时,如用振荡的方法将细胞摇散,每个细胞都能发育成完整的海胆。
70多年前,斯培曼以及而后罗伯特贝林格、汤姆斯金,把各个发育阶段的蛙胚细胞的核取出来,移植到去核的蛙的受精卵中,看是否能开始分裂并完成发育,结果证明蛙胚发育到囊胚期时,每个细胞的核若移植到去核的蛙的未受精卵中,都能启动这个蛙卵进行正常发育。
50年代戈登在南非爪蟾身上做实验,他取出南非爪蟾的蝌蚪已分化的小肠上皮细胞的细胞核,注入到用紫外线辐射破坏了核的同种动物的未受精卵中,于是开始发育,经蝌蚪变态为成蛙,而且成蛙发育正常并能生育。
植物组织培养的发展阶段以植物组织培养的发展阶段为题,本文将从植物组织培养的起源和发展、培养技术的改进以及应用领域的拓展三个方面进行阐述。
一、植物组织培养的起源和发展植物组织培养是指通过体外培养技术,利用植物的组织、器官或细胞进行培养和繁殖的一种方法。
其发展可以追溯到20世纪初,最早由法国科学家Haberlandt于1902年提出。
起初,植物组织培养主要用于研究植物的生理和发育过程,为植物学研究提供了一种全新的方法。
二、培养技术的改进随着科学技术的进步,植物组织培养技术也得到了不断改进和完善。
最早的植物组织培养是在无菌条件下使用含有植物激素的培养基,通过细胞分化和增殖实现植物繁殖。
随后,人们发现可以利用组织培养技术进行植物的无性繁殖,例如通过离体茎段培养实现植株繁殖。
后来,人们又发展出了离体胚培养、愈伤组织培养等技术,进一步提高了植物组织培养的成功率。
三、应用领域的拓展随着植物组织培养技术的不断发展,其应用领域也逐渐扩展。
在农业领域,植物组织培养可以用于育种改良,例如通过选择优良品种进行组织培养,快速繁殖和扩大种质资源。
同时,植物组织培养还可以用于培育抗病虫害的植株,提高农作物的产量和品质。
在园艺领域,植物组织培养可以用于繁殖珍稀植物、培育新品种以及进行植物保育工作。
此外,植物组织培养还可以用于生物技术领域,例如通过基因工程技术将外源基因导入植物细胞中,实现植物的基因改良和产业化生产。
植物组织培养经历了起源和发展、培养技术的改进以及应用领域的拓展等阶段。
随着科学技术的不断进步,植物组织培养将在农业、园艺和生物技术等领域发挥更加重要的作用,为人类的生活和经济发展做出更大的贡献。
植物组织培养发展简史
植物组织培养是20世纪30年代初期发展起来的一项生物技术。
它是在人工配制的培养基上,于无菌状态下培养植物器官、组织、细胞、原生质体
等材料的方法。
植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础。
20世纪初,曾有人提出能否将植物的薄壁细胞培养成完整植株?研究者从胡萝卜根的韧皮部取下一块组织,并在液体培养基中培养,使其分化出了愈伤组织,从愈伤组织又得到胚状体,胚状体转移到固体培养基上继续培养后,获得了完整的胡萝卜试管植株。
经过栽培,此植株能够正常生长并开花结果,其种子繁衍出来的后代与正常植株的种子所繁衍出的后代别无二致。
根据此实验可以得出以下结论:即不经过有性生殖过程也能将植物的薄壁细胞培养出与母体一样的完整植株。
由于植物的每个有核细胞都携带着母体的全部基因,故在一定条件下,它们均能发育成完整植株,这就是所谓的植物细胞全能性。
科学家在植物激素对器官建成,及改进培养基配方等方面所取得的成果,极大地推动了组织培养技术的发展,使这项技术可以实际应用于快速繁殖、品种改良等方面。
20世纪50年代初期,法国科学家利用组织培养技术成功地脱除了染病大丽花植株所携带的病毒,从而为脱毒苗的生产提供了一种可行的途径。
现在凭借组织培养技术来脱除植物的病毒已经在生产中广泛应用。
20世纪50年代中期,由
于细胞分裂素的发现,使组织培养状态下外植体芽的形态建成成为可人为调控的因素,从而使在组织培养状况下进行植株再生成为现实。
进入60年代以后,组织培养技术在基础理论、实际操作方面不断取得进展,相继在植物体细胞杂交、单倍体育种、种质资源保存、快速育苗、人工种子制造、次生代谢物生产等方面有了可喜的成果。
时至今日,组织培养技术已经成为基础坚实、易于掌握、应用面广的一种技术手段。