植物组织培养
- 格式:doc
- 大小:42.50 KB
- 文档页数:8
1.植物组织培养(离体培养):是指在无菌条件下,将植物体的任何一部分,培养在人工配制的培养基上,并给予适宜的培养条件,使之发育形成完整植物体的过程。
2、植物组织培养的类型(1)根据培养基的类型分为:固体培养液体培养半液半固体培养(2)根据培养材料(外植体类型)分为:植株培养器官培养组织培养原生质体培养胚胎培养细胞培养(3)按培养过程分:初代培养继代培养生根培养3、植物组织培养的一般工作流程1.准备阶段:(1)查阅资料,制定培养方案;(2)清洗组培用器皿、工具;(3)配制所需试剂和培养基;(4)试剂、培养基与器皿、工具的灭菌。
2.外植体的选择与消毒;3.初代培养;4.继代培养;5.生根培养;6.炼苗移栽4、植物细胞的全能性概念:指植物体的每个活细胞都携带有该物种的全套遗传信息,在适宜条件下,离体细胞都具有发育为一个完整植株的潜在能力。
注意:(1)活细胞(2)离体细胞(3)细胞全能性表达的难易程度取决于细胞的分化程度5、细胞全能性的强弱表现:(1)植物细胞全能性根据细胞的性质不同由强到弱:营养生长中心>形成层>薄壁细胞>厚壁细胞(木质化细胞)>特化细胞(导管等)(2)植物细胞全能性根据所处的组织不同由强到弱:顶端分生组织>侧生分生组织>居间分生组织>薄壁组织>厚角组织>输导组织>厚壁组织6、植物组织培养中全能性表达的条件:1.无菌条件;2.离体条件;3.一定的营养物质;4.植物生长调节物质;5.适宜的外界条件。
7、胚性细胞的特点:未分化状态;细胞具有旺盛分裂能力;具有两极性8、脱分化:指在一定条件下,已分化成熟的细胞、组织或器官恢复到未分化的分生状态,并进行细胞分裂形成未分化的细胞团,如愈伤组织的形成过程。
9、愈伤组织形成的三个时期:(1)诱导期又称启动期(最难)。
(2)分裂期(3)分化期10、优良愈伤组织的特征:(1)具有旺盛的增殖能力;(2)容易散碎;(3)具有高度的胚性或再分化能力,便于植株再生;(4)经过长期的继代保存而不丧失胚性。
植物组织培养的含义: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、繁殖,再生出完整植株或生产次生代谢物质的技术。
植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性:指一个完整的植物细胞拥有形成一个完整植株所必需的全部遗传信息,在适宜条件下具有发育成完整植株的能力。
外植体:在植物组织培养中,在活体植物上提取下来的,接种在培养基上的无菌细胞、组织、器官等均称为外植体。
外植体选择的原则:①、再生能力强;②、遗传稳定性好;③、来源丰富;④、灭菌容易。
植物组织培养的类型:根据培养材料(即外植体)的不同,可将植物组织培养划分为植株、胚胎、器官、组织、细胞和原生质体五个水平上的培养类型。
愈伤组织:原指植物在受伤后于伤口表面形成的一团薄壁细胞,在组织培养中,则指在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。
植物组织培养的特点:①、培养材料经济;②、培养条件可以人为控制;③、生长周期短,繁殖率高;④、管理方便,利于工厂化生产和自动化控制。
White(1943)撰写的《植物组织培养》是第一部有关植物组织培养的专著。
PH值最适5.6,高温、高压灭菌后PH值会降低,配制时一般为5.7~5.8,若PH值偏高,培养基会偏硬,会不利于植物材料吸取营养;PH值偏低,培养基凝固不好,不利于植物材料的固定。
MS培养基特点:①、无机盐成分很高,硝酸盐、NH+、K+含量高;②、元素平衡较好;③、缓冲性能也比较好;④、微量元素、有机成分丰富、齐全。
无机盐母液适度冷藏保存。
维生素等有机营养元素在—20℃保存,使用前用温水溶解。
MS培养基母液的成分:大量元素母液、微量元素母液、铁盐母液、有机物母液。
CuSO4、CuCl2取25mg溶于10mL,制成2.5mg/mL溶液,配制50mL微量元素母液,吸取该溶液0.05mL。
灭菌的条件:培养基的成分:1、水分2、无机盐①、大量元素:指植物生长发育所需浓度大于0.5mmol/L的营养元素。
植物组织培养植物组织培养:在无菌的条件下,将离体的植物材料包括器官,组织,细胞以及原生质体在人工培养基上进行培养,使其再生发育成完整植株的过程,又称植物离体培养。
细胞全能性:植物体的任何一个细胞都携带该物种的全部遗传信息,离体细胞在一定的条件下具有发育成完整植株的潜在能力。
外植体:植物组织培养中离体的植物材料,包括植物器官,胚胎、组织、细胞和原生质体。
细胞分化:导致细胞形成不同结构,引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。
脱分化:已分化成熟的植物组织或器官回复到分生状态,细胞开始分裂形成无组织结构的细胞团或愈伤组织的过程。
再分化:是指在一定条件下,脱分化形成的愈伤组织转变成为具有一定结构、执行一定生理功能的细胞团和组织、并进一步形成完整植株的过程,即从愈伤组织再生形成完整植株的过程。
愈伤组织:植物体受伤后的伤口处或在植物组织培养中外植体切口处产生的一团不定型的薄壁组织。
离体无性繁殖:根据植物细胞全能性原理,在无菌条件先短时间内形成大量植株。
玻璃化苗:在植物组培中,茎叶形成透明矮小肿胀的形态,生根能力差。
问答题:1、无菌操作是贯穿于整个组织培养过程的一门关键技术,请根据自己的体会论述如何在植物组织培养过程中做到无菌?1)取少菌的材料(春夏,中午的幼芽)2)严格灭菌3)合理安排操作程序4)无菌保存5)操作规范2、组培在生产上的应用有哪些?学好植物组培的意义?1)植物快速繁殖:增殖速度快,成本低,易于批量生成和管理。
比如利用一小块叶片或一个茎尖,一年内可繁殖出1000-100000株幼苗2)脱除病毒:植物在生长过程中几乎都要蒙受到病毒的危害,采用茎尖培养方法可以除去植物体内的病毒。
脱毒苗恢复了原有的优良种性,生长势明显增强,整齐一致。
3)培养新品种:克服远缘杂交不亲合性;克服远缘杂交的不孕性;选择细胞突变体;单倍体育种;转基因育种。
4)植物次生代谢产物生产:利用植物组织后细胞的大规模培养,可以生产一些天然有机化合物,这些次生代谢产物,往往具有一些特定的功能,对人类有重要的影响和作用。
植物组织培养概念植物组织培养是一种以细胞、组织或器官为原料用营养培养基培养的方法,用于研究生长特性以及遗传、营养代谢和形态等不同方面的外源因素的影响。
它涉及到植物细胞、组织或器官、细胞质和细胞壁等植物器官的培养。
1908年,匈牙利科学家拉贡·劳姆·麦金尼尔发现,用培养基培养的细胞可以分泌生长激素,使用这种技术可以将植物细胞、组织或器官维持在可生长的状态。
从那以后,植物组织培养就被用于研究许多各种植物育种、突变学、植物分子生物学、病毒学、生物化学、基因工程、细胞形态学等领域。
植物组织培养主要包括四个步骤:细胞收集、细胞处理、细胞获得状态和细胞培养步骤。
细胞收集是指将植物体切割成较小的片段,提取其中的细胞或组织,它的目的是将细胞、组织或器官脱离原有的环境使其保持原有的活性状态。
植物细胞收集的一般方法是锤式剪或磨碎镊,有时会采用复杂的技术,如流式细胞术和激光切割。
细胞处理是指用各种实验技术优化细胞或组织的特性,它的作用是在细胞脱离原位后,能够使细胞保持其最初的动态状态,以及促进细胞增殖和分化。
常用的细胞处理技术有:分散、抗原分离、抑制剂处理、激活剂处理和氧化剂处理等。
细胞获得状态是指使细胞发生分化,并能与培养基联合活性状态的一种技术,它可以让生物细胞具有可识别细胞活性的有机溶剂属性的自身信息,响应自身的环境信号,导致细胞有别于原来的基因状态,并实现分子和活性的突变。
这种技术主要集中在调控细胞活力状态,如:催乳剂、多肽、荷爾蒙等,以及胁迫特征,如:光、氧气、pH值等。
细胞培养就是在合适的营养培养基中,使收集的细胞和组织保持生命活动,并可以进行繁殖的一种技术。
它不仅有利于新型培养基的建立,为细胞的连续培养提供方法,而且可以实现不同的植物细胞之间的交叉繁殖,并可以提取多种特定的生长激素,促进细胞分化、繁殖以及细胞发酵过程中的各种特性。
植物组织培养名词解释植物组织培养是指将植物体的一部分或细胞外植体(包括种子、芽、刺、茎尖、叶尖等)在无菌条件下培养和繁殖,以便快速、大规模地繁殖植物。
植物组织培养是一项重要的生物技术,可应用于种苗繁殖、植物改良、品种保存和组织工程等领域。
植物组织培养涉及许多名词,下面对其中一些常见的名词进行解释。
1. 细胞分裂:细胞分裂是指细胞分裂成两个或多个细胞的过程。
细胞分裂是植物组织培养中细胞增殖的基础。
2. 培养基:培养基是提供植物组织或细胞生长所需的营养物质和植物激素的培养介质。
培养基可以根据不同的植物种类和培养目的进行调配。
3. 愈伤组织:愈伤组织是植物在外界刺激下形成的生长异常组织,具有无定向分裂和再生能力。
愈伤组织培养能够实现无性繁殖,即从愈伤组织中培养出整个植株。
4. 植株再生:植株再生是指在培养基上通过愈伤组织培养得到新的植株。
植株再生可以通过不同的途径实现,如愈伤组织诱导再生、原球茎诱导再生等。
5. 轮回:轮回是指将植物体分离为单细胞再进行培养和繁殖的过程。
轮回可以大大提高植物的繁殖速度和效率。
6. 培养器:培养器是植物组织培养过程中用于装载培养基和植物细胞的容器。
常见的培养器有试管、培养瓶和培养皿等。
7. 无菌技术:无菌技术是一种用于消灭或控制培养中的微生物污染的方法。
无菌技术在植物组织培养中非常重要,可以确保培养体系的纯净性和成功的培养结果。
8. 再生植株硬化:再生植株硬化是指通过逐渐减少对植物的外界保护和提供适宜的环境条件,使得再生植株逐渐适应自然条件。
再生植株硬化是植物组织培养最后一个重要环节,可以确保再生植株的生长和生产力。
总之,植物组织培养是利用植物细胞的再生分裂能力进行无性繁殖和植物改良的生物技术。
在植物组织培养过程中,一系列名词的应用和理解对于成功进行培养和繁殖非常重要。
名词解释1.细胞的全能性:指植物体的任何一个有完整细胞核的活细胞都具有该植物的全套遗传基因和产生完整植株的潜在能力。
2.分化:指细胞、组织、器官或整株植物从分生组织或幼小状态发育为成熟状态的过程,并在生理、形态上发生的变化。
其最大的特征是失去分裂能力。
3.脱分化:植物离休的器官、组织、细胞在人工培养基上,经过多次细胞分裂而失去原来的分化状态,形成无结构的愈伤组织或细胞团的过程,使其回复到胚性细胞的状态。
其特征是已失去分裂能力的细胞重新获得了分裂能力。
4.再分化:指由脱分化的细胞再度分化成另一种或几种类型的细胞、组织、器官,甚至最终再生成完整的植株的过程。
5.试管苗:指在无菌离体条件下,对植物组织、细胞、器官进行组培所获得的的再生植株。
6.根芽激素理论:根和芽的分化由生长素和细胞分裂素的比率所决定,这一比率高时促进生根,比率低时促进茎芽的分化,比率适中时,组织则倾向于以一种无结构的方式生长。
通过改变培养基中这两类生长调节物质的相对浓度可以控制器官的分化。
7.污染:批在组培过程中,由于真菌、幼苗等微生物的侵染,在培养容器内滋生大量的菌斑,使试管苗不能生长和发育的现象。
8.褐变:指在组培过程中,培养材料向培养基中释放褐色物质,致使培养基逐渐变成褐色,培养材料也随之慢慢变褐而死亡的现象。
9.玻璃化现象:指试管苗因生理失调而引起的嫩茎、叶片出现半透明状和水渍状的现象。
10.无菌操作:亦称接种。
指将经过表面灭菌后的植物材料在无菌环境中切碎或分离出器官、组织或细胞转移到无菌培养基上的过程。
由于整个过程均在无菌条件下进行,所以将这个过程称为无菌操作。
11.植物组织培养:指在无菌条件下,将离体的植物器官(如叶、花、未成熟的果实、种子)、组织(如形成层、花药组织、胚乳)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、细胞或原生质体,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,使其长成完整的植株或生产具有经济价值的其他产品。
这是广义的植物组织培养概念,而狭义的植物组织培养是指以植物各部分离体组织或愈伤组织为外植体的离体无菌培养。
12.培养基:培养基是提供植物或其他生物生长发育所需各种养分的介质。
13.胚状体:亦称体细胞胚。
指在组培过程中,由植物体细胞所形成的类似于合子胚的结构。
它具有根、茎结构,能够一次性形成再生植株。
其与正常的受精卵发育方式相似,在形成过程中也要经过原胚、球形胚、心形胚等阶段。
14.外植体:由活体植物上切取下来,用以进行离体培养的那部分组织或器官。
15.愈伤组织:原指植物在受伤后伤口表面形成的一团无序生长的薄壁细胞,在组织培养中,是指在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。
其特点是:细胞分裂快,结构疏松,缺少结构组织,颜色浅而透明。
16.初代培养:是指在组培过程中,最初建立的外植体无菌培养阶段。
即无菌接种完成后,送入培养室的外植体在适宜的光、温、气等条件下被诱导成无菌短枝(或称茎梢)、不定芽(丛生芽)、胚状体或原球茎等中间繁殖体的过程。
17.中间繁殖体:通过初代培养所获得的不定芽、无菌茎梢、胚状体或原球茎等无菌材料。
18.继代培养:中间繁殖体由于数量有限,所以需要将他们切割、分离后转移到新的培养基中培养增殖的过程。
19.繁殖系数:指单位植物种苗的收获量与接种量之比。
20.原球茎:亦称绿色小球。
多指兰科植物的茎尖经组培,形成一个扁形球状物,,其基部生有假根。
它们在形态上与种子萌发时由胚形成的原球茎相似。
21.悬浮培养:亦称植物细胞悬浮培养。
指使细胞团在液体培养基中进行培养的一种方法。
通常可分为成批培养和连续培养两种类型。
22.后生遗传变异:亦称驯化现象。
指细胞在发育、分化过程中,对基因表达的调控上所发生的变化,其不涉及基因结构的变化。
后生遗传变异在取消诱发条件后,还能通过细胞分裂在一定时间内继续存在。
在一般情况下,它不通通过再生过程遗传给植株,因而这种变异无法继续表现在再生植株的二次组培中。
23.嵌合体:亦称异源嵌镶体。
植物体的突变往往只影响分生组织的一部分,使突变的组织呈扇状或层状。
用这种分生组织所繁殖的植物,因同时具有两个或多个遗传性状不同的组织,而表现出不同的性状和特点的现象。
24.原生质体融合:指通过人为的方法,使遗传性状不同的两个细胞的原生质体进行融合,借以获得兼有双亲遗传性状的稳定重组子的过程。
26.单倍体植株:染色体倍性是指细胞内同源染色体的数目,其中只有一组的称为“单套”或“单倍体”。
由单倍体培养成的植株称为“单倍体植株”。
27.外植体:把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28.愈伤组织培养:指将母体植物上各个部分切下、形成外植体、接种到无菌培养基上、进行愈伤组织诱导、生长同发育地一门技术。
29.体细胞胚:体细胞胚,是由体细胞发育成的胚。
30.无病毒苗:未被病毒感染,或经人工处理去除病毒的植物苗株叫做无病毒苗。
31.植板率:每个平板接种细胞总数中形成细胞团的百分率。
1、因地制宜建一个组织培养实验室,需要哪些分实验室?各个室的作用是什么?①准备室:主要进行一些常规的实验操作,植物组织培养中常用的化学试剂、玻璃器皿、常用的仪器设备也存在放在这里。
②无菌操作室:进行植物材料的消毒、接种以及培养物的继代转移操作的场所。
③培养室:接种后的材料通常放在培养室中进行培养,使其生长分化。
④温室:温室栽培材料,供植物祖师培养取材之用。
2、常规组织培养时,需要什么设备和器械,怎样使用?一、器皿和器械:①玻璃器皿②器械类二、仪器设备:①无菌操作设备②培养设备③药品贮存和配置仪器设备④观察分析一起设备⑤其他仪器设备3、组织培养中,ph值起什么作用?如果ph值过高或者过低会有什么后果?由于PH值直接影响培养材料对营养的吸收,因此影响到新稍的生长、繁殖。
植物在自养条件下是可以自行调节体内酸碱度的,但在立体条件下,则失去自行调节能力,因此配置培养基时,调节培养基PH值是必要的。
不同植物对培养基PH值的要求是不一样的,大多在5.0—6.5,PH值适度因材料不同而异。
PH过高时,培养基会变硬;PH过低时,则影响培养基的凝固。
4、灭菌和消毒有什么区别?为什么?①两者要求达到的处理水平不同。
消毒只要求杀灭或/和清除致病微生物,使其数量减少到不再能引起人发病。
灭菌不仅要求杀灭或/和清除致病微生物,还要求将所有微生物全部杀灭或/和清除掉,包括非致病微生物。
总之,消毒只要求场所与物品达到无害化水平,而灭菌则要求达到没有一个活菌存在。
②两者选用的处理方法不同。
灭菌与消毒相比,要求更高,处理更难。
灭菌必须选用能杀灭抵抗力最强的微生物(细菌芽孢)的物理方法或化学灭菌剂,而消毒只需选用具有一定杀菌效力的物理方法、化学消毒剂或生物消毒剂。
将灭菌的处理方法用于消毒不仅是杀鸡用牛刀没有必要,而且还会产生本来可以不发生的副作用;而如果将消毒的处理方法用于灭菌,将会导致灭菌失败。
③应用的场所与处理的物品也不同。
灭菌主要用于处理医院中进入人体无菌组织器官的诊疗用品和需要灭菌的工业产品,消毒用于处理日常生活和工作场所的物品,也用于医院中一般场所与物品的处理。
5、常用的灭菌、消毒方法各有什么优缺点,如何选择?1、湿热灭菌:2、干热灭菌:3、过滤灭菌:4、射线灭菌:5、药剂灭菌:6、采用高压蒸汽锅高压灭菌的时候,应注意哪些事项?①彻底排除锅内冷空气:②高压蒸气锅不可装得过满③使用高压锅必须严格按照要求操作④严格遵守灭菌时间⑤某些生长调节物质及有机物等不宜高压蒸汽灭菌的该采用其他灭菌方式灭菌。
7、实验室人员进入接种室之前接种之前,应做哪些准备?进入接种室前,操作人员应先用肥皂水洗净双手,操作前再用70%酒精擦洗双手。
接种服、帽子、口罩等要经常清洗,保持干净,并利用高温湿热灭菌方法,定期灭菌。
也可以紫外线照射灭菌。
操作时操作人员应穿好工作服,带好工作帽,把接种器械沾以70%酒精灼烧灭菌,灭菌过的器械接种前严禁再度感染,并要特别注意防止“交叉传染”造成的污染。
8、接种的植物材料如何进行预处理?如何接种?预处理:1、对采来的植物材料进行适当的预处理:除去不需要的部分,将所需部分切割至适当大小,置自来水龙头下流水冲洗几分钟至几小时,主要视植物材料清洁程度而定。
2、用洗衣粉水(1~2角匙洗衣粉/100ml水)等浸洗上述植物材料约5min,再用自来水冲净洗衣粉水。
这是进一步减少污染的处理。
接种:1、首先将经上述预处理、沥干水的植物材料放入广口瓶或烧杯,向其中倒入新鲜配制、浓度一定并且加有一定量(通常为灭菌剂消毒液的0.5%,或每100mL 消毒液滴加10~15滴)Tween-80(土温-80)等表面活性剂的消毒液适量(液面高度超出植物材料至少0.5cm),开始计算灭菌时间。
也可在使用上述灭菌剂之前,先将植物材料浸于70%乙醇灭菌10~30秒。
2、在持续灭菌时间内定时用玻璃棒轻轻搅动,以促进植物材料各部分与消毒液充分接触,驱除气泡,使灭菌彻底。
在灭菌时间结束前1min时,即可开始用玻璃棒等轻轻压住植物材料将消毒液慢慢倒入废物缸,注意勿使植物材料滑出。
接着立即倒入适量无菌水,轻搅植物材料以清洗去除灭菌剂残留。
一般表面灭菌时间的计算是从倒入消毒液开始,到倒入无菌水为止。
无菌水的清洗时间每次约3min;清洗5次。
3、倒出、沥去最后一次清洗用水,开始进行植物材料的切割及接种。
逐一取出经上述灭菌处理的植物材料,置于下面垫有经灭菌处理的培养皿(或小白瓷碟)的无菌纱布或滤纸上,左手拿小镊子,右手拿解剖刀,切除各切段或切块上被灭菌剂毒坏的部分。
如有必要,也可再行切分。
在完成切割后,将解剖刀和小镊子在95%乙醇中浸蘸一下,在酒精灯焰上灼烧灭菌之后放回原处,以便待冷却后下一切割再用。
4、接着,左手拿培养瓶,将培养容器口外壁在靠近酒精灯外焰处转燎数秒,以将其可能带有的微生物等固定于原处;在酒精灯焰附近处,用右手拇指与食指配合将瓶塞打开,并将其夹于左手无名指与最小指之间;再将培养瓶口在酒精灯焰上轻转灼烧灭菌;以右手拇指与食指配合,用大镊子夹紧一外植体准确送入培养容器,并将其轻轻地半插入固体培养基;将大镊子在95%乙醇中浸蘸一下,在酒精灯焰上灼烧灭菌之后放回原处,以便待冷却后下一操作再用;将培养瓶口及瓶塞分别在酒精灯焰上小心地轻转灼燎数秒;盖好瓶塞,旋紧,将其置于超净工作台的适当位置。
9、组织培养中,怎样尽量避免出现褐变和玻璃化?克服外植体产生的褐变的措施:①选择适宜的外植体和培养条件:1、外植体预处理(对母株或枝条进行遮光之后再切除外植体等)2、先对外植体表面用流水洗一段时间(数小时或数夜),然后进行表面消毒和接种,接种后短时间连续转移培养。
3、适宜的温度和全黑暗条件进行培养也显著减少外植体的褐变。
②连续转移:对于容易褐变的外植体可以进行连续的继代(转移)培养,减轻醌类物质对外植体的毒害,从而降低材料的褐变。