植物组织培养论文
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植物组织培养管理论文植物组织培养是一项重要的现代技术,它为植物繁殖和研究提供了有力的工具。
由于植物组织培养需要精密的操作和复杂的培养环境,因此,对于植物组织培养的管理不仅是一项必要的工作,更是保证培养质量的关键。
本文将讨论植物组织培养管理的重要性,以及如何实现高质量的组织培养。
一、植物组织培养管理的重要性植物组织培养管理对于保证培养品质和提高培养产量具有不可忽视的作用。
以下是植物组织培养管理的重要性:1. 保证培养质量植物组织培养中,培养基的成分和植物材料的来源、处理等诸多方面都会影响培养结果。
因此,对于培养环境的控制和维护非常重要。
包括消毒、环境温度和湿度等因素的调节,这些都是对培养质量的保障。
2. 提高培养产量植物组织培养超过单个细胞、组织或器官的生长和再生,目的是获得大量生产植株。
因此,对于培养条件的调控、管理以及后续的营养和生长阶段的管理,都至关重要。
3. 减少质量差异植物体细胞都是由相同的DNA贡献。
但在培养过程中,对于成分的变化和环境变化容易对植物细胞产生影响,这就导致培养品质差异的出现,包括营养、生长速度、形态等。
因此,对于培养条件、营养供应、组织均匀性等方面进行管理,减少培养品质差异非常必要。
二、植物组织培养管理的方式植物组织培养管理可以通过以下三个方面实现:1. 管理培养环境关于培养环境管理,保持适宜的温度、湿度以及灯光条件都非常重要。
对于培养室、培养器具等设备一定要保持清洁,并且防止因人员操作不当造成外界细菌侵入。
2. 管理培养营养对于营养的供应,最好是根据培养需要,在营养物浓度和种类的选择等方面进行一定的优化,以达到最佳外界环境与获得良好的成长和营养条件的肥料。
3. 管理培养过程关于培养过程管理,包括时间,以及培养物种类、数量、容器管理,以及后期的一些细节管理方面,保证培养物的生长平稳和高效率。
另外,定期更换营养液、检查培养物表面、观察生长情况等措施也是为了试验的成功实验,保证试验结果的准确性。
天津师范大学生命科学学院《植物组织培养》课程论文——百合的组织培养研究摘要:百合是百合科百合属,多年生草本球根植物。
是著名的观赏花卉,可食用,有很高的利用价值。
利用组织培养进行繁育是百合无毒化和商品化的必要途径。
由于百合的常规繁殖率低,易感染病毒,所以对繁殖技术提出了更高的要求,人工繁殖技术对百合具有重要的意义。
本实验主要通过植物组织培养手段,以MS为基本培养基,以百合鳞茎为外植体,对其进行灭菌消毒,并置于温度为25摄氏度,湿度为80%的温箱中,8小时睡眠16小时光照的情况下进行培养。
随后观察其生长情况,并拍照记录。
本次实验外植体成功发育成愈伤组织,并长出芽。
此实验主要在于掌握植物组织培养技术,了解其方法过程。
关键词:组织培养;百合;无菌操作百合的组织培养目录摘要 (I)一、文献综述 (1)1.1百合组织培养技术进展 (1)1.2植物组织培养概述 (1)参考文献: (2)二、百合植物组织培养 (3)2.1实验试剂 (3)2.2仪器 (3)2.3生物材料 (3)三、实验步骤 (3)3.1培养基的配制 (3)3.1.1配制培养基母液的配制方法 (3)3.1.2 完全培养基的制备 (4)3.2兰州百合外植体灭菌处理和初代培养 (4)四、实验结果及讨论 (5)4.1实验结果 (5)4.2讨论 (10)一、文献综述1.1百合组织培养技术进展百合植物资源丰富,栽培历史悠久,花色多样,它不仅适用于庭院栽培,布置花境,也可盆栽观赏,并早已成为花卉研究领域的佼佼者。
百合虽然观赏性很高,但大多抗性很弱,尤其抗寒性。
一般在东北地区种植商品百合时,每年秋季必须起球,窖藏或者冷库存放,这大大增加了百合的生产成本,限制了东北地区花卉业的发展。
随着百合在国内外鲜切花市场的走俏,百合花生产和消费逐年增加,但由于百合种球繁殖率低,病毒侵染造成退化,难于满足切花生产需要。
目前主要采用组织培养进行百合脱毒和快速繁殖,以促进百合商品种球的生产。
植物组织培养实验环节的改革与创新摘要分别从母液配制、培养基配制及接种等3个植物组织培养实验环节提出了改革和创新,表明在了解实验原理的基础上,积累经验和改进技术的重要性。
关键词植物组织培养;实验环节;改革;创新中图分类号 q943.1 文献标识码 a 文章编号 1007-5739(2012)23-0339-01植物组织培养技术已有100多年的历史,随着不同类型的培养基(ms、white、n6、wpm等)以及激素(生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸等)的开发和利用,该技术得到了空前发展。
在稀有资源的组织快繁、离体脱毒等方面取得了诸多成果,给农业、工业、医药行业及园林园艺产业带来了巨大的经济效益和社会效益,也催生了组培技术行业的出现和大批组培产业园艺公司的诞生[1]。
目前,生物技术得到蓬勃发展,作为其精髓的转基因技术已广泛应用于生命科学各个领域,尤其是在农业领域。
而作为其中的一个基本操作环节,植物组织培养技术也已得到广泛应用,与之相关的课程也在国内含有农学、生命科学等专业的大学普遍开设。
安徽科技学院植物组织培养室成立于20世纪80年代,现已有30多年历史。
在一大批教师兢兢业业的授课、科研积累下,《植物组织培养技术》实验课程得到飞速发展,除了对诸如蝴蝶兰、文心兰、石斛兰、甜叶菊、芦荟、矮牵牛、马铃薯、箭叶秋葵、油茶、丽格海棠等植物成功地进行离体快繁或脱毒外,在实验过程的诸多环节也做出了有益的改革与创新。
1 母液配制环节的革新1.1 微量元素母液配制精确配制由于ms培养基中微量元素的用量极少,很多实验室所用的微量元素母液一般都将各元素扩大1 000倍进行配制。
但即使经过扩大,其中的cuso4·5h2o和cocl2·6h2o仍然都仅需要0.025 g/l,万分之一天平难以准确地称量,遗传性实验室则将上述2种元素扩大10 000倍,即各称量0.25 g/l,一起定容至1 l的容量瓶中,后取100 ml与其他微量元素一起定容至1 l,则微量元素的各组成元素都为1 000倍。
Liaoning Normal University(20--级)植物组织培养题目:果树组培研究进展学院:----学院姓名:----20--年--月果树组培研究进展摘要:基于组培苗的植物微嫁接技术广泛地应用于果树学的各项研究中。
本文探讨了组培苗微嫁接技术在果树中的主要应用,以为今后的转基因及育种工作提供参考。
关键词:果树组织培养应用生物技术在社会科技进步中发挥着越来越重要的作用,而组织培养技术则是生物技术的基本手段【1】。
植物组织培养是对细胞、组织的生长、分化及器官形态建成的规律进行研究的手段,它有力地推动了植物生理学、生物化学、遗传学、细胞学、形态学和农林等各类学科的发展和相互渗透【2】。
主要作用在于保存和交换珍稀濒危植物种质资源;加速世代繁殖,缩短育种周期,获得新基因型;促进幼胚发育,克服远缘杂交中的不亲和不育性等【3】植物组织培养指用无菌方法使植物体的离体器官、组织和细胞在人为提供的条件下生长和发育的所有培养技术的总称,也称之为离体培养或试管培养【4】。
近年来其在果树育种上的应用取得了较大进展,尤其在优良树种的快速繁育、种质保存和品种选育等许多领域得到了广泛应用,显示出巨大的潜力。
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细胞全能性的理论是植物组培的理论基础。
【5】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。
植物组培的简单过程如下: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。
植物组培的大致过程是: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。
植物组织培养技术【摘要】植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论,近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术。
我分別从植物组织的培养方法、植物组织培养步骤、植物组织培养的优点来学习植物组织培养技术。
【关键词】植物组织培养、离体培养、试管苗、培养基植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论,近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术。
植物的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。
一、植物组织的培养方法1、非试管微组织快繁非试管微组织快繁技术是将外植体(一般要求带一叶一芽)放置在室内外普通沙子培养基上进行培养,利用植物腋芽自然倍增达到快速繁殖的目的。
一般植物7~15天可以生长出根系。
此技术投资低,操作环节少。
2、试管组织培养试管组织培养是将外植体(即离体组织、器官或细胞)放置在试管等器皿中在无菌的条件下进行组织培养获得试管苗。
二、植物组织培养步骤1、培养材料的采集要根据培养目的适当选取材料,选择原则:易于诱导、带菌少。
要选取植物组织内部无菌的材料。
这一方面要从健壮的植株上取材料,不要取有伤口的或有病虫的材料。
另一方面要在晴天,最好是中午或下午取材料,决不要在雨天、阴天或露水未干时取材料。
因为健壮的植株和晴天光合呼吸旺盛的组织,有自身消毒作用,这种组织一般是无菌的。
培养材料的消毒从外界或室内选取的植物材料,都不同程度地带有各种微生物。
这些污染源一旦带人培养基,便会造成培养基污染。
因此,植物材料必须经严格的表面灭菌处理,再经无菌操作手续接到培养基上。
(一)试剂:乙醇、吲哚乙酸( IAA)或 2 ,4 – D (生长素类似物)、氯化汞(升汞)或次氯酸钠、6- 苄基氨基腺嘌呤( 6-BA )MS 培养基、0.1 mol/L NaOH与 0.1 mol/L HCl(二)配制培养基( 1 )愈伤组织诱导培养基: MS 培养基(蔗糖含量为 10 g/L , 2,4 – D 含量为 2 mg/L ,琼脂 10 g/L )。
植物组织培养题目:烟草的再生姓名:专业班级:学号:指导老师:烟草的再生前言:植物组织培养是指用无菌方法使植物体的离体器官、组织和细胞在人为提供的条件下生长和发育的所有培养技术的总称,也称之为离体培养或试管培养。
植物体的每一个具有完整细胞核的细胞都具有该物种全部遗传的物质,在一定条件下具有发育成完整植物体的潜在能力,这就是植物细胞的全能性,这也是植物组织培养的理论基础。
组织培养材料可分为①器官:根、茎尖、叶、花、果实等;②组织:形成层、表皮、皮层、髓部细胞、胚乳等;③细胞:大孢子、小孢子、体细胞;④原生质体。
因此按照组织培养的材料可将植物组织培养分为(1)组织、器官或细胞培养:指利用生物体各部分组织、器官或细胞进行离体培养,使之形成愈伤组织或完整有机体的技术。
(2)原生质体培样:指将微生物或植物细胞游离成原生质体,在适宜培养条件下,依据细胞全能性使其再生细胞壁,并进行细胞分裂分化,形成完整个体的技术。
一个细胞一旦沿着某一条特定的途径分化发育后,一般不会再回复到未分化状态,但在组织培养条件下,可能发生脱分化和再分化。
脱分化是将已分化的不分裂的静止细胞,放在培养基上培养后,细胞重新进入分裂状态。
一个成熟的细胞转变为分生状态的过程。
再分化是脱分化的组织或细胞在一定的培养条件下可转变为各种不同的细胞类型,形成完整植株的过程。
植物组织培养具有①培养条件可以人为控制;②生长周期短,繁殖率高;③管理方便,利于工厂化生产和自动化控制等特点。
植物组织培养过程为:一、实验目的:1.了解学习组织培养的基本操作过程。
2.实践母液的配制、培养基的配制。
二、实验材料试剂和实验仪器1.实验材料:烟草的叶片2.实验试剂:MS培养基母液所需的各类药品,蔗糖,琼脂,1mol/L的NaOH,70%酒精,升汞溶液,蒸馏水,无菌水3.实验仪器:无菌操作台,锥形瓶,镊子,解剖刀,酒精灯,电子天平,烧杯,高压蒸汽灭菌锅,刀片,培养皿,量筒,培养箱,牛皮纸,玻璃棒,漏斗,灭菌后的滤纸,棉线,电炉,PH试纸,冰箱,塑料瓶,移液管,洗耳球三、实验步骤(一)MS培养基的配制1.大量元素母液的配制(1)大量元素母液配制的方法无机盐中大量元素母液按照培养基配方的用量,用感量为0.01g的天平,分别用50mL烧杯称量,用蒸馏水溶解。
菊花组织培养论文引言在植物组织培养领域,菊花(Chrysanthemum morifolium)是一个重要的研究对象。
菊花具有丰富的花色和形态的变异性,广泛用作观赏植物。
然而,菊花的繁殖方式繁琐且时间较长,限制了大规模繁衍菊花。
组织培养技术的引入为菊花的快速繁殖和改良提供了解决方案。
本论文旨在研究菊花的组织培养方法,以及组织培养对菊花生长和形态的影响。
材料与方法1. 实验材料•菊花离体组织:从菊花茎、根和叶中分离获得。
•培养基:含有适当激素和营养元素的MS培养基。
2. 组织培养方法1.材料消毒:将菊花组织浸泡在含有0.1%次氯酸钠的消毒液中,连续搅拌10分钟。
2.组织分离:使用无菌工具将经消毒的菊花茎、根和叶切割成小块。
3.转接至培养基:将切割好的菊花组织转移到含有MS培养基的培养皿中。
4.培养条件:在光照强度为2500 lux、温度为25℃的无菌培养室中培养。
3. 观察和测量指标•菊花组织是否存活:观察培养基中组织的颜色和形态的变化。
•菊花组织生长指标:测量组织的增长速度和鲜重。
结果1. 组织存活情况经过观察,菊花茎和叶的存活率高,颜色鲜绿,软硬适中;而菊花根的存活率较低,颜色较暗,质地较硬。
根据这些观察结果,我们选择茎和叶作为菊花组织培养的优选材料。
2. 菊花组织生长情况菊花组织在MS培养基中呈现良好的生长趋势。
初始培养后的菊花茎和叶组织在第4周开始发芽,生长速度逐渐加快,到第8周达到最大鲜重。
然后,鲜重稳定,在第12周后稍有下降。
菊花根组织的生长速度较慢,到第8周才开始发芽,但鲜重相对稳定,在第12周后也有轻微下降。
讨论通过本研究,我们成功地建立了菊花的组织培养方法,为菊花的快速繁殖提供了解决方案。
从实验结果可以看出,菊花茎和叶组织在培养基中的生长情况较好,适合用于大规模繁衍菊花。
而菊花根组织的生长速度较慢,不适合用于菊花的组织培养。
这些结果对于菊花的组织培养技术的进一步优化和应用具有重要的参考价值。
植物组织培养论文第一篇论文植物组织培养班级:生物技术112组别:第六组姓名:蔡静波摘要:近些年来玉米组织培养技术发展十分迅速,玉米组织培养技术作为一种新型的科研技术,越来越受到人们的重视。
浅谈植物组织培养技术的基本原理、意义及面临的一些问题,综述了玉米子房和幼胚系统的组织培养研究、玉米茎尖和根尖离体培养研究和玉米花粉和花药培养研究。
关键词:组织培养;原理;玉米1 植物组织培养1.1 植物组织培养的意义植物组织培养首先不仅可以生产大量的优良无性系,而且可以获得人类需要的多种代谢物质;其次,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发挥着巨大的作用;再次,还可获得单倍体、三倍体及其它多倍体、非整倍体;最后,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。
1.2 植物组织培养的基本原理植物组织细胞培养的依据是植物细胞的全能性和再生作用。
1902 年,德国著名植物学家G Haberlanclt 根据细胞学理论,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。
织培养选用的基础培养基有MT 、MS 、SH 、White 、N6等,由于不同种类植物所需要的生长条件有所不同,有的培养基要作一些改良,有的要选择专用培养基,但是一般采用较多的是MS 。
组织培养采用固体培养基的比较多,但固体培养基只有在植物的周围的营养物和激素被吸收,而大多数的物质还残留在培养基里,如果这些培养基还能被利用,对工厂化生产的减少成本方面有很大的帮助。
杜勤仁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。
这也说明了液体培养基对外植体的生长更有利,只是固体培养基在操作上更方便,被较广泛应用。
胚性愈伤组织比非胚性愈伤组织具有更强的生长能力、胚胎发生能力和相对较高的同工酶活性,而形成胚状体再分化出植株比形成愈伤组织再形成植株要更容易。
香蕉植物组织培养技术现状分析摘要:自德国植物生理学家Haberlandt提出细胞全能性理论以来,在无数科学家的努力下,植物组织培养经过近百年的发展历程后,该技术日趋完善和成熟。
随着科学技术的不断发展,研究领域的不断拓展与深入,植物组织培养技术的应用也越发的广泛。
在生物研究方面,已由最初的无性快繁逐步渗透到植物生理学、病理学、遗传学、育种学以及生物化学等各个研究领域,成为生物学科中重要研究技术和手段;在工厂化育苗方面,产生巨大的经济及社会价值;同时植物组织培养技术的发展也促进设施农业、食品、工业、医药业等领域发展,现就植物组织培养技术作一简单综述。
关键词:香蕉;组织培养;外植体;培养基Banana plant tissue culture technology status analysisAbstract: Since the German plant physiologist Haberlandt totipotent cell theory put forward in the efforts of many scientists, plant tissue culture, after nearly a century of the development process, the technology maturing and mature. With the continuous development of science and technology continue to expand and further research in the field of plant tissue culture techniques are applied more widely. In biological research, has been the first asexual propagation gradually penetrated into every field of study plant physiology, pathology, genetics, breeding and biochemistry, biological disciplines to become an important research techniques and tools; in industrialized breeding areas, a huge economic and social value; while plant tissue culture technology has also contributed to the development of the field of the development of agriculture, food industry, pharmaceutical industry, etc., in respect of plant tissue culture techniques to make a brief review.Keywords: banana; tissue culture; explants; Medium香蕉是重要热带水果之一,是世界上将近5亿人口的主要食粮,也是许多国家经济收人的重要来源。
植物组织培养论文-植物学论文-生物学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——植物组织培养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,本篇文章就向大家介绍几篇植物组织培养论文,希望对大家探讨植物组织培养时有所帮助。
植物组织培养论文参考阅读10篇之第一篇:浅谈林木植物组织培养技术中存在的问题及对策摘要:该文从褐化、玻璃化、生根困难、组培成本较高等方面分析了林木植物组织培养技术存在的主要问题,介绍了植物无糖组培技术,以期提升林木植物组织培养技术水平,为该领域的研究提供参考。
关键词:林木植物;组织培养技术;问题;对策;自细胞全能性理论于1902年被提出以来,人们对植物组织培养技术的研究已有100多年的历史,并且研究成果在不断增加,对细胞全能性理论的利用也越来越广泛。
长期以来,对于植物组织培养主要是从外植体方面进行相关的研究,同时也对完善培养基和提高增殖率方面加强了研究。
我国在研究植物组织培养的方面较早,最初在组培技术方面的利用是对欧洲赤松进行胚胎培养,20世纪70年代以后,一些研究成果已处于世界领先水平。
近年来,我国开始利用小型化的培养材料和试管苗,为在小空间培育出大量植物幼苗提供了条件。
组织培养最显著的特点是快,以1个茎尖或少量的叶片为基数,可以在组织培养下增殖10000~100000株/年。
目前,相较于花卉、草本植物,移植存活率更低、生长周期更长的林木植物在组培研究中受到褐化、玻璃化、生根困难、组培成本较高等因素的影响,需要通过相关研究解决这些难题。
1 林木植物组织培养存在的主要问题1.1 褐化褐化又被称为酚污染,出现这一情况不仅会影响培养组织的再分化,也会影响外植体脱分化,对林木植物的组织培养具有重要的影响。
褐化包括酶促褐化和非酶促褐化2个方面,通常酶促褐化是常见的病变。
在正常生长发育的植物组织细胞中,多酚类物质不会与多酚氧化酶接触,所以不存在褐化的问题。
植物组织培养的发展及其应用刘兆书、王梦瑶、王瑞雄、尹树明、左通通(石河子大学,生命科学学院,新疆石河子,832000)摘要:植物组织培养作为一种有效的技术手段已被广泛应用于生产实践的各个领域。
本文从植物组织培养技术的发展,总结了植物组织培养的发展历史及发展现状,重点介绍了组织培养技术在育种和脱毒快繁方面的应用,为今后植物组织培养的进一步发展和应用打下基础。
关键词:植物组织培养;发展;快繁;脱毒;育种德国的植物生理学家Haberlandt提出细胞全能性理论以后,在无数科学家的努力下,植物组织培养经过近百年的发展历程后,该技术日趋完善和成熟,得到了广泛的应用。
随着科学技术的不断发展,研究领域的不断拓展与深入,植物组织培养技术的应用也越发的广泛。
育种方面的应用非常广泛,已经形成了一门理论和技术;在工厂化育苗方面,产生巨大的经济及社会价值;同时植物组织培养技术的发展也促进设施农业、食品、工业、医药业等领域发展,现就植物组织培养技术的发展和应用作简单总结。
1、植物组织培养的发展1.1植物组织培养的发展历史1838-1839年,德国的植物学家T. Schleidon和动物学家T. Schwann提出细胞学说。
1902年德国的植物学家Haberlandt提出:高等植物的器官和组织,具有植物细胞全能性。
1904年Harming在无机盐和蔗糖溶液中对萝卜和辣根菜的胚进行培养,发现离体胚可以发育成熟,并提前萌发成小苗。
1937年White 发现了B族维生素,建立了第一个由已知化合物组成的培养基,该培养基被定名为White培养基。
同时法国的Gautherer和Nobecourt也发现了B族维生素的重要性,三个人被誉为植物组织培养学科的奠基人。
1952年Morel和Martin通过茎尖分生组织的离体培养,从已受病毒侵染的大丽花中首次获得脱毒植株。
1953-1954年Muir利用震荡培养和机械方法获得了万寿菊和烟草的单细胞,实施了看护培养,使单细胞培养获得了成功。
1957年Skoog和Miller提出生长素和细胞分裂素控制器官形成。
1958年英国学者Steward通过体细胞胚胎发生途径获得了人工体细胞胚,这一实验证实了Haberlandt的细胞全能性理论。
到20世纪60年代组织培养进入快速发展阶段,在基础理论、实际操作方面不断取得进展,比如在植物体细胞杂交、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取得了可喜的成果。
1.2植物组织培养发展现状1.2.1国内的研究发展现状我国的组织培养与国外相比起步相对较晚,但发展却比较快。
20世纪70年代我国掀起了单倍体育种的高潮,在作物育种上取得了一些实用性的成果。
据不完全统计,目前我国用花药或花粉育出的植物已超过22科52属160种。
目前我国组培已经进入了生产阶段,实现了花卉、果树、蔬菜等100多个品种的工厂化生产。
花卉出口年创汇达800多万美元。
1.2.2国外植物组织培养的研究发展现状国外的组培发展的比较快,20世纪70年代在美国形成了兰花产业。
80年代后,以商品为目的的组培苗生产量以20%-30%的速度递增,年产组培苗在10万株以上的植物微繁殖公司约占50%,年产量大于50万株的公司约占25%,整个西欧年产组培苗达2亿多株。
2、工厂化植物快繁及脱毒方面的应用组织培养技术有几乎不受地理环境和季节的限制、遗传背景一致、生长周期短、成本低等诸多优点。
同时,结合茎尖培养方法可以去除植物病毒、使植物复壮、提高质量和产量,所以,离体快繁和植物脱毒是目前植物组织培养应用最广泛的一个方面,尤其在兰花、名贵树种、马铃薯、草毒等无性繁殖为主的植物显的更是尤为重要。
据估计,目前全球有关生物技术产业的年交易额约为 1 500亿美元,其中50%一60%与农业有关。
植物组培苗的贸易额约占总额的10%,即150亿美元,并以每年15%速度递增。
在我国,离体快繁育苗技术的开发应用起步于20世纪80年代初。
如华乐种苗有限公司,年生产能力在500万株以上兰花克隆苗,主要出口日本、美国、荷兰、德国等,北京杉友兰业生物科技有限公司,年生产能力为350万株兰花克隆苗,连云港振兴恒巨生物科技有限公司,年生产蝴蝶兰克隆苗3 000万株,产品远销欧洲、美洲、亚洲等十多个国家和地区。
据不完全统计植物快繁涉及观赏植物、蔬菜、果树、药材等300种以上,其中观赏园艺植物约200种,约占60%。
在脱毒方面,如通过脱毒的马铃薯、甘蔗、甘薯、大蒜、草毒、香蕉平均可以增产30%以上,兰花、水仙、康乃馨、大丽花通过脱毒后植株生长势强、花色艳丽、花朵大、产量高。
3、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全新的途径。
目前,国内外已把植物组织培养普遍应用于作物育种,并在单倍体育种、胚胎育种、细胞融合育种、细胞突变育种、基因工程育种等方面取得了较大进展。
3.1单倍体培养育种通过对植物的花药、花粉、未受精的子房或胚珠进行组织培养获得单倍体(其中以花药和花粉培养应用最为广泛),单倍体在培养过程中利用秋水仙素处理,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。
研究表明,常规育种一般需要8-10 天或更长的时间,而通过单倍体进行育种一般仅需要4-5 天的时间,单倍体育种具有程序简单、育种周期短、基因型一次纯合等优点,单倍体育种是常规育种程序和方法的重大改革,尤其在林业等生长周期长的物种中效果更为显著。
因此,单倍体育种在国际上引起了很大的重视,各国纷纷开展单倍体育种方面的研究工作。
3.2胚胎培养育种植物的胚(包括成熟胚和幼胚)、胚珠、子房和胚乳的离体培养技术统称为胚胎培养,其应用领域主要包括胚胎发育机理、克服杂交不亲合、胚胎拯救、克服自交不亲和、克服珠心胚的干扰、打破种子体眠、获得体细胞胚和人工种子等方面,因此在农作物、园艺作物、林木和药用植物上有着广泛应用。
在克服杂交不亲合、克服自交不亲和方面主要通过植物离体受精来实现,在广义上通过离体柱头授粉、离体子房授粉、离体胚珠授粉、离体精细胞和卵细胞融合等均称做植物离体受精。
但严格意义上的离体受精或试管受精是20世纪90年代精、卵离体融合成功。
该技术不仅可以克服植物授粉不亲和问题,还可以进行胚胎、种子和果实发育机理等基础研究。
人工分离的精细胞和卵细胞融合后进行合子胚培养,已在玉米、药用牡丹、婴粟、烟草等植物上获得成功。
植物离体受精技术是植物细胞工程中的重要实验技术,为研究植物胚胎发育机理提供了新的实验系统,为开发新的植物转基因途径提供了可能。
胚培养在打破种子体眠应用较为广泛,种子体眠的原因很多,利用组织培养方式打破种子体眠一般有种胚发育不全或种子含抑制物抑制种胚发芽2种情况,如胚乳发育尚不完全的兰科种子可以通过组织培养的方式获得再生植棵,而莺尾属、蔷薇科、野麦等植物可以通过组织培养的方式打破抑制物对种子发芽的影响。
另外,胚培养还可以应用于胚胎拯救。
胚乳培养的主要目的是获得具有利用价值的三倍体植株,再经过染色体加倍获得六倍体,从而育出多倍体新品种。
目前有40多种植物的胚乳培养达到了不同程度的细胞分化或器官分化,不少植物已获得了再生植株。
我国在马铃薯、小麦、水稻、苹果、桃、称猴桃等多种植物上得到了胚乳再生植株。
同时,胚乳培养产生的混倍体,可用于染色体工程方面的研究。
3.3细胞融合培养育种细胞融合所使用的材料一般是指利用除去植物细胞壁的裸露细胞即原生质体,通过原生质体融合,可克服种、属以上植物有性杂交不亲和性障碍,为广泛重组遗传物质开辟了新途径。
同时,因去壁后的原生质体消除了核酶等对外源DN A的破坏,为携带外源遗传物质的大分子渗入细胞创造条伴。
另外,在有些没有有性生殖能力或其有性生殖能力很低(如香蕉、木薯、马铃薯、甘蔗等)的植物作物改良中,体细胞杂交具有不可取代的重要性。
通过大量的研究认为叶肉组织分离的原生质体较好,遗传性较为一致。
在原生质体融合方面主要有物理(如电融合)、化学(如高PIE高钙、聚乙二醇)、生物(如仙台病毒)等融合方式。
3.4细胞突变体育种在研究中发现,通过愈伤组织获得的再生植株中常常出现基因型变异。
这是因为无论是愈伤组织还是细胞培养,培养细胞均处在不断分生状态,容易受培养条件和外界环境(如物理因素、化学物质等)的影响而产生诱变。
利用这一特点结合人工诱变方法包括物理诱变(Y射线、X射线、电子束、离子束、激光、紫外线等)、化学诱变(甲基磺酸乙醋、秋水仙素、叠氮化钠、平阳霉素、52BU ,EB等)和生物诱变(转座子插入突变、跳跃基因等)获得了一大批植物新品种和新材料。
目前,这种方法已筛选出抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白、矮秆高产的植物突变体。
3.5基因工程育种通过基因枪或农杆菌进行植物基因工程育种的关键环节之一是建立一个高效的组织培养再生体系。
植物遗传转化的理想受体系统应具有高效稳定的再生能力,研究认为用于基因转化的受体系统,应具有80%-90%的再生频率,且每个外植体必须具有能再生的丛生芽,其芽数量越多越好。
目前,用于遗传转化的受体主要有二种途径,一是外植体在激素的诱导下产生愈伤组织后再培养成体细胞胚即体细胞胚发生途径,二是诱导外植体产生单极性不定芽后再培养生成完整的再生植株即器官发生途径。
目前,与组培技术结合的转基因的方法主要有农杆菌介导和基因枪两种方法。
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