第四章植物组织培养技术二

楚雄师范学院化学与生命科学系生物技术专业《植物组织培养技术》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：031106014课程中文名称：植物组织培养技术课程英文名称：Plant Tissue Culture Technology课程性质：专业选修课使用专业：生物技术专业、葡萄与葡萄酒工程专业开课学期：第7学期总学时：36+27总学分：3预修课程：植物学、植物生理学课程简介植物组织培养技术是将植物的离体材料器官、组织、细胞、原生质体等）无菌培养，使其生长、分化，进而再生完整植株的无性繁殖技术，是实践性较强的专业课之一。

本课程在介绍了组织培养的含义、特点及其意义；组织培养的概念、类型、特点；组织培养技术的基本原理及操作规范；组织培养的发展简史、发展趋势及其应用。

通过本课程的学习，使学生掌握组培实验室、家庭组培室、组培育苗工厂的组成、设计原则与设计要求；熟练掌握各种培养基的特点与应用；熟练掌握茎尖、茎段、叶及花器官培养消毒灭菌、接种及培养的技术；理解种质资源离体保存的意义，掌握种质资源离体保存常用方法；掌握一些常见植物的组培脱毒与快繁技术的应用。

教材建议《植物组织培养原理与技术》，李胜、李唯主编，化学工业出版社，2008年。

参考书《植物细胞组织培养》，刘庆昌编著，北京：中国农业大学出版社，2002年，标准书号：7-81066-529-4。

《植物组织培养（第三版）》，潘瑞炽编著，广州：广东高等教育出版社，2003年，标准书号：7-5361-2501-1。

《植物组织培养教程》，李浚明编著，北京：中国农业大学出版社，1996年，标准书号：7-81066-466-2。

《高等植物组织离体培养的形态建成及调控》，黄学林编著，北京：科学技术出版社，1995 年，标准书号：7-03-004377-4。

《植物组织培养》，王水琦编著，北京：中国轻工业出版社，2007年，标准书号：978-7-5019-5818-4。

《植物组织与细胞培养》，陈耀锋编著，北京：中国农业出版社，2007年，标准书号: 978-7-109-11844-7。

植物组织培养技术研究及应用第一章植物组织培养技术的概述植物组织培养技术是一种非常重要的植物生物技术，是利用体外培养方法，从植物体的不同部位，分离细胞、组织或器官，利用体外培养培养基中的适当营养物质和激素，使其发生生长、分化、再生或形成新的产物。

本技术的研究与应用不断发展，已经被广泛应用于植物育种、组织培育、抗病防治、生物技术、林业、药用植物等领域，并成为了现代农业生产的重要手段。

第二章植物组织培养技术的原理植物组织培养技术是基于细胞生物学、生物化学、植物生理学和分子遗传学等相关学科的理论基础。

它的基础理论包括培养基的基本组成和物质交换、细胞和组织分化规律、外源性激素对植物生长发育调控机制及其信号传递途径等。

植物组织培养技术的成功关键是基础培养基的选择，培养基的成分直接影响着培养细胞的生长速度、分化和再生。

一般基础培养基中包括主要营养元素、生长激素和维生素等。

其中生长激素是调节植物生长发育的重要因素，外源性激素可以调节幼芽、根、茎、叶、花和果实的生长，增加或减少某些生长活性，可以成功地培养出许多无性繁殖植物，得到了许多极其重要的经济作物。

对于不同组织和器官，其生理生态条件不同，因此其对培养基中营养物质需求也不相同，需要针对性的选择营养元素和生长激素。

比如幼芽主要需要氮源、磷源和水分，而叶片需要氮源、镁源、铁源和维生素等。

第三章植物组织培养技术的应用在植物生产上，植物组织培养技术被广泛应用于无性繁殖、倍数体系制备、育种、抗病防治等方面。

无性繁殖方面，植物组织培养技术被广泛应用于花卉、水果、蔬菜等的无性繁殖和扦插。

利用组织培养技术，可以在短时间内繁殖出大量的优良品种、优良种源等，充分利用遗传材料资源，为生产提供了更多的选择。

倍数体系制备方面，植物组织培养技术可以通过果实胚乳、胚珠、花药、受粉子房及子宫等组织培育得到大量的细胞、组织或植株材料。

在此基础上，可以采用诱导、筛选和分离等技术制备大量的病毒、菌、真菌、细菌和DNA等，得到更多的新种质资源，为育种提供了更多的手段和决策。

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。

主要经济植物组织培养技术2---蝴蝶兰一、授课章节主要经济植物组织培养技术2---蝴蝶兰。

二、学时安排2学时。

三、教学目标1．通过蝴蝶兰组培技术的学习，掌握兰科花卉的组培快繁技术。

四、教学重点、难点分析重点：蝴蝶兰的培养程序。

难点：增殖与继代培养。

五、教具电化教学设备, 试管苗。

六、教学方法讲授法，演示法。

七、教学过程Ⅰ导入本次课主要介绍的是蝴蝶兰的组织培养技术。

II新课二、蝴蝶兰的组织培养技术（一）培养意义蝴蝶兰属于兰科、蝴蝶兰属，为多年生热带花卉，是世界上栽培最广泛、最受喜爱的洋兰之一。

蝴蝶兰的繁殖大多采用分株的方法，得到种苗量少，不能满足栽培的需求。

通过组织培养技术繁育蝴蝶兰种苗，实现“兰花工业”是目前繁殖率最高、种苗质量最优秀的方法。

（二）培养程序1.外植体的选择蝴蝶兰的组织培养外植体有茎尖、茎段、叶片、花梗腋芽、花梗节间、根尖等，各部位都能诱导成功，只是难易程度不一。

蝴蝶兰是单茎性热带气生兰，只有一个茎尖，如果直接从开花植株取得茎尖或茎段，整株造成浪费。

以叶片或根尖作外植体，材料丰富，但诱导周期长、难度大；用花梗腋芽或花梗节间作外植体，容易诱导，外植体表面灭菌成功率高，是最合适的外植体取样部位。

2.外植体的处理、接种与初代培养●花梗腋芽的培养：蝴蝶兰为总状花序，近顶端的节着生花蕾，近基部的几个节，常具有苞叶覆盖的腋芽。

剪取整枝花梗，清水冲洗30min，将花梗剪成长约2～3cm带腋芽的切段，用无菌吸水纸或纱布吸干水分，带入无菌操作室按无菌操作程序进行接种。

先用70%的酒精溶液浸泡30s，再用0.1%的升汞溶液浸泡8～10min，用无菌水反复冲洗5～8次，接种在MS+BA 3mg/L的培养基上，可使腋芽萌发为丛生芽。

●花梗节间的培养：生长中的蝴蝶兰幼嫩花茎最具分化原球茎的能力。

取生长期在45d以内的蝴蝶兰花梗，经无菌操作消毒后（消毒方法同花梗腋芽），斜切成1～1.5mm厚的薄片，平放在固体培养基上。

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。

《植物组织培养》电子教案第一章：植物组织培养概述1.1 植物组织培养的定义1.2 植物组织培养的历史与发展1.3 植物组织培养的应用领域第二章：植物组织培养的原理与技术2.1 植物组织培养的基本原理2.2 植物组织培养的操作技术2.3 植物组织培养的注意事项第三章：植物组织培养的实验操作3.1 实验材料的选择与准备3.2 实验设备的准备与使用3.3 实验操作步骤与技巧第四章：植物组织培养的实践案例4.1 植物繁殖的新途径4.2 植物品种改良与创新4.3 植物组织的应用前景第五章：植物组织培养的争议与伦理问题5.1 植物组织培养与生物安全5.2 植物组织培养与环境保护5.3 植物组织培养的伦理问题探讨第六章：植物组织培养的生物学基础6.1 植物细胞全能性的概念6.2 植物激素在组织培养中的作用6.3 植物基因表达调控在组织培养中的角色第七章：植物组织培养技术的进阶应用7.1 愈伤组织诱导与胚胎发生7.2 植物繁殖的新技术：微型繁殖与种子生产7.3 植物基因转化与遗传改良第八章：植物组织培养在农业领域的应用8.1 作物遗传资源的保存与利用8.2 抗病虫害作物的培育与应用8.3 逆境生物学与耐旱抗寒植物的培养第九章：植物组织培养在生物产业的应用9.1 植物制药与生物活性成分的生产9.2 植物生物反应器的研究与应用9.3 植物组织培养与生物降解材料的开发第十章：植物组织培养的未来发展趋势10.1 合成生物学在植物组织培养中的应用10.2 植物组织培养与数字农业的融合10.3 植物组织培养在可持续农业中的角色与挑战重点和难点解析一、植物组织培养概述难点解析：理解植物组织培养的概念及其在植物繁殖和生物技术中的应用。

二、植物组织培养的原理与技术难点解析：掌握植物组织培养的操作步骤和技术要点，以及实验过程中的注意事项。

三、植物组织培养的实验操作难点解析：实验操作的细节处理，如无菌技术的应用、外植体选择的重要性等。

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。