植物组织培养-外植体的选择与建立
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《植物组织培养技术》知识清单一、什么是植物组织培养技术植物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,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创造一个适宜的环境,让植物细胞能够像在体内一样进行分裂、生长和分化,从而实现植物的快速繁殖、品种改良以及基因工程等多种应用。
二、植物组织培养技术的基本原理植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础。
这意味着每个植物细胞都包含着该植物的全部遗传信息,在一定条件下具有发育成完整植株的潜力。
细胞分化则是细胞在发育过程中逐渐形成不同形态和功能的过程。
在组织培养中,通过调节培养基的成分和培养条件,可以控制细胞的分化方向,使其按照我们的需求发育成特定的组织或器官。
三、植物组织培养技术的流程1、外植体的选择与消毒外植体是指用于培养的植物器官、组织或细胞。
常见的外植体有茎尖、叶片、花药等。
在选择外植体时,要考虑其来源的植物品种、生长状态和健康程度。
消毒是非常关键的一步,通常使用酒精、升汞等消毒剂对外植体进行处理,以去除表面的微生物,确保培养过程不受污染。
2、培养基的配制培养基是为植物细胞提供营养和生长条件的物质。
它包含大量元素、微量元素、有机成分、植物生长调节剂等。
不同的植物种类和培养目的需要不同的培养基配方。
例如,诱导愈伤组织形成的培养基和诱导芽分化的培养基成分就有所不同。
3、接种在无菌条件下,将消毒后的外植体接种到培养基上。
操作过程要迅速、准确,避免外植体受到污染。
4、培养接种后的外植体需要在适宜的温度、光照和湿度条件下进行培养。
培养过程中要定期观察,及时处理出现的污染、褐化等问题。
5、诱导分化根据培养目的,通过调整培养基成分和培养条件,诱导外植体分化形成芽、根或愈伤组织等。
6、植株再生当分化形成的芽和根发育成熟后,将其转移到生根培养基上,促进根系的生长,最终形成完整的植株。
7、炼苗与移栽再生的植株需要经过一段时间的炼苗,使其逐渐适应外界环境。
植物组织培养的一般流程一个完整的植物组织培养过程一般包括以下几个步骤:1)准备阶段(然根据已成功培养的相近植物资料,结合实际制订出切实可行的培养方案。
查阅相关文献,并经高压灭菌或过后根据实验方案配制适当的化学消毒剂以及不同培养阶段所需的培养基,滤除菌后备用。
2)外植体选择与消毒(将消毒后的外然后进行消毒处理。
选择合适的部位作为外植体,采回后经过适当的预处理,接种到初代培养基上。
植体在无菌条件下切割成一定大小的小块,或剥离出茎尖,挑出花药,)初代培养(3促使外植体中已分化的细胞脱分化形成愈伤接种后的材料置于培养室或光照培养箱中培养,然后将愈伤组织转移到分化培养基分化成不同的器官组织,或顶芽、腋芽直接萌发形成芽。
原基或形成胚状体,最后发育形成再生植株。
(4)继代培养当芽苗繁殖到一分化形成的芽、原球茎数量有限,采用适当的继代培养基经多次切割转接。
进行脱毒苗培养的需提前定数量后,再将一部分用于壮苗生根,另一部分保存或继续扩繁。
进行病毒检测。
5)生根培养(提高生长素浓多数无根,此时可降低细胞分裂素浓度或不加,刚形成的芽苗往往比较弱小,度,促进小苗生根,提高其健壮度。
6)炼苗移栽(选择生长健壮的生根苗进行室外炼苗,待苗适应外部环境后,再移栽到疏松透气的基质中,注意保温、保湿、遮荫,防止病虫危害。
当组培苗完全成活并生长一定大小后,即可移向大田用于生产。
P P 1 、二、单项选择题1. 在衡量杂种优势(H )时,超中优势的计算方法为([F 1 -(P 1 +P A. H =2 分别表示两亲本的性状平均值,F 1 为杂种一代的性状平均值):[F 1 -(P 1 +P 2 )/2]/(P 1 +P 2 )/2 D. H =2 )/2]/(P 1 -P 2 )/2 B. H =(F 1 -P 1 )/P 1 C. H =(F 1 -P 2 )/P 2层细胞发生突变,则下列器官或组织会发L II 2. 根据植物梢端组织发生层学说,如果生变异的是:中柱C. 不定根D. .表皮A B. 种子3. 对于孢子体型自交不亲和而言,下列基因型的杂交组合能产生后代的是:S 1 S 2 B .S 1 S 2 ×S 1 S 3 C .S 1 S 2 ×.A S 1 S 2 ×S 2 S 3 D .S 1 S 2 ×S 3 S44. 原始群体性状差异较大的异花授粉园林植物,实生选种时一般采用:A .一次单株选择B .一次混合选择C .混合-单株选择D .单株-混合选择5. 现有两种菊属植物,其染色体组类型分别为AABB 和CC ,则将它们进行体细胞杂交获得的谐和细胞杂种染色体组类型应该为: A. AABB B. ABC C. AABBCC D.CC6. 下列射线中,哪一种属于可以引起物质电离的电磁波?A .X 射线B .β射线C .紫外线D .激光7. 园林植物的多倍体与二倍体相比,一般会表现为:A .气孔增多B .花大色艳C .适应性减弱D .结实率增加8. 常用的化学诱变剂EMS (甲基磺酸乙酯)是一种:A .碱基类似物B .烷化剂C .抗生素D .生长调节物质9. 在下列有性杂交方式中,被称为双交的是:A .(A ×B) ×(C ×D)B .[(A ×B) ×B] ×BC .A ×BD .[(A ×B) ×C] ×D10. 对于繁殖系数较高的草花而言,有时为了加速其选种进程,下列哪个程序或圃地可以省略?A .株系圃B .品种比较预备试验圃C .品种比较试验圃D .区域试验三、填空题(每空0.5 分,共15 分)1. 园林植物品种应具备的三个基本特征是:___ 、___ 和___。
《植物组织培养技术》讲义一、植物组织培养技术的概述植物组织培养技术是一种在无菌条件下,将植物的离体器官、组织或细胞培养在人工配制的培养基上,使其生长、分化并发育成完整植株的技术。
这项技术具有广泛的应用前景,如快速繁殖优良品种、脱毒苗的培育、植物新品种的选育、植物次生代谢产物的生产等。
植物组织培养的基本原理是植物细胞的全能性,即每个植物细胞都具有发育成完整植株的潜在能力。
然而,在自然条件下,由于细胞受到各种分化信号的影响,这种全能性通常无法表现出来。
通过组织培养技术,提供适宜的营养和环境条件,解除细胞的分化抑制,使其重新恢复分裂和分化的能力。
二、植物组织培养的基本设备和条件(一)实验室设计植物组织培养实验室通常包括准备室、接种室和培养室。
准备室用于器具的清洗、干燥和培养基的配制;接种室要求无菌环境,进行外植体的接种操作;培养室则为培养物提供适宜的温度、光照和湿度条件。
(二)设备和器具1、超净工作台:提供无菌操作的工作区域。
2、高压灭菌锅:对培养基、器具等进行灭菌处理。
3、培养箱:精确控制温度、光照和湿度。
4、天平:用于称量化学试剂。
5、显微镜:观察细胞和组织的形态结构。
(三)培养基的成分1、大量元素:包括氮、磷、钾、钙、镁等。
2、微量元素:如铁、锰、锌、铜等。
3、有机成分:如维生素、氨基酸、糖类等。
4、植物生长调节剂:如生长素、细胞分裂素等,对细胞的分裂、分化和生长起着重要的调节作用。
(四)无菌操作技术无菌操作是植物组织培养成功的关键。
操作人员需经过严格的培训,在操作过程中,使用酒精消毒双手和工具,在超净工作台中进行操作,避免微生物的污染。
三、植物组织培养的基本过程(一)外植体的选择和处理外植体的选择要考虑植物的种类、部位和生理状态。
一般选择生长旺盛、无病虫害的部位,如茎尖、叶片、花药等。
外植体在接种前需进行表面消毒,常用的消毒剂有酒精、次氯酸钠等。
(二)初代培养将消毒后的外植体接种到初代培养基上,诱导其脱分化形成愈伤组织或直接分化出芽和根。
植物组织培养的完整过程1.选择适宜的母体植物:选择具有优良性状和抗病虫害能力的母体植物,从中选择健康的叶片、茎段等组织作为外植体。
2.外植体的准备:将母体植物采集的叶片或茎段进行无菌处理,去除表面杂菌和泥沙,然后用75%酒精或漂白粉消毒外表。
3.外植体的切割:将无菌环境下的外植体切割成小片,大小约为0.5-1cm,同时尽量保持外植体的干燥,以防止外植体内部水分过多。
4.外植体的接种:将切好的外植体小片接种在含有植物生长激素的无菌培养基上。
培养基通常由无机盐溶液、有机源、糖和植物生长激素等组成,植物生长激素的种类和浓度会影响到后续培养过程中的分化和增殖。
5.分化:外植体接种到培养基后,会经历分化阶段,外植体的组织逐渐增殖和分化为不同种类的细胞,形成生长点。
6.增殖:通过定期的次级培养,子培养、分生器、病毒消除等手段,将外植体中的细胞不断分化和增殖,以便大量生产幼苗。
7.再分化:经过增殖后的外植体,可以再次进行分化,形成茎尖、腋芽或花蕾等器官,以便进一步培养和繁殖。
8.根的诱导:在合适的培养条件下,外植体可以诱导生成根系,这是为了使外植体脱离体外培养环境,继续生长的必要步骤。
9.移栽:当幼苗的根系已经发达足够,可以将外植体移栽到含有适宜营养成分的固体培养基上或直接移植到土壤中,进行实地管理和生长。
10.过程控制:在整个培养过程中,要控制好环境条件,例如温度、湿度和光照等,以保证培养的成功率。
11.病毒清除:植物组织培养中经常伴随着病毒感染问题,可以通过不同的方法对外植体和培养基进行检测和清除,以保证获得健康的植株。
总的来说,植物组织培养是一个复杂的过程,需要严格的无菌操作和合适的培养条件。
它广泛应用于植物的繁殖、遗传改良、新品种选育以及病毒和细菌的清除工作中,对推动植物学研究和农业生产具有重要的意义。
植物组织培养的工作流程
植物组织培养是一种常用的植物繁殖和研究方法,其工作流程包括以下几个主要步骤:
1.材料准备:选择适宜的原植物材料,如茎段、叶片、种子等作为外植体。
确保材料的新鲜性和无病原体污染。
2.表面消毒:将外植体进行表面消毒,以去除表面的微生物和杂质。
这可以通过在消毒剂(如酒精、次氯酸钠等)中浸泡、搅拌等方法进行。
3.分离和切割:根据实验需求,将外植体切割成适当大小的组织片段。
可以使用手工切割、离心分离或显微镜下的操作等方法进行。
4.培养基制备:制备适合植物生长和繁殖的培养基。
培养基通常包括基本盐、有机物、维生素、植物激素和其他添加剂。
根据实验需求可以调整培养基成分。
5.外植体接种:将分离和切割好的外植体进行培养基中的接种。
接种可以通过将外植体直接放置于培养基上或将其插入培养基中的凝胶(如琼脂)中进行。
6.培养条件控制:对培养的温度、光照、湿度和气体条件进行控制。
这些条件可以根据不同植物的生长习性和实验要求进行调整。
7.植物增殖和分化:在培养基中,外植体会通过分裂、再生和分化等过程进行植物增殖和不同类型的器官分化。
植物激素的添加和培养条件的调整可以影响生长和分化的过程。
8.增殖体移栽:将培养的增殖体转移到新的培养基或固体培养基中,以促进继续生长和发育。
9.实验分析:通过观察、记录和分析培养组织的生长情况、形态特征、遗传表达等参数,进行实验结果的分析和研究。
植物组织培养重点名词解释:1、植物组织培养:是指在无菌和人工控制的环境条件下,利用适当的培养基,对离体的植物器官、组织、细胞及原生质体进行培养,使其再生细胞或完整植株的技术。
又称为植物离体培养2、外植体(explant):用于离体培养的那部分植物器官、组织或细胞。
3、愈伤组织(callus):是指外植体因受伤或在离体培养时,其细胞进行活跃的分裂增殖而形成的一种无特定结构和功能的组织。
4、离体生态学(in vitro ecology):是指研究离体培养环境条件控制的科学,其研究对象是培养基、植物材料和人工环境条件。
5、植物细胞全能性(totipotency):是指任何携带完整遗传信息的植物活细胞都具有表达其所有遗传信息的能力,能够发育成完整的植株。
胞需经过脱分化和再分化过程才能表现其全能性。
6、脱分化(dedifferentiation):成熟细胞或分化细胞转变为分生状态(即形成愈伤组织)的过程。
7、再分化(redifferentiation):成熟细胞或分化细胞脱分化转变为愈伤组织后重新分化成异质细胞的过程。
8、植物茎段培养是指对植物的带有一个以上定芽或不定芽的外植体(包括块茎、球茎、鳞茎在内的幼茎切段)进行离体培养的技术。
9、茎尖培养(shoot tip culture or apical meristem culture)是指对植物顶端的原分生组织和它衍生的分生组织的培养。
10、叶培养的意义:研究叶形态建成、光合作用、叶绿体形成等;叶细胞全能性;原生质体融合;无性繁殖系;诱变育种。
11、离体叶组织发育途径:直接产生不定芽,由愈伤组织产生不定芽,胚状体和其他。
12、植物器官培养是指对植物某一器官的全部或部分或器官原基进行离体培养的技术。
13、植物胚胎培养是指对植物的胚、胚乳、胚珠和子房等进行离体培养,使其发育成完整植株的技术。
包括:胚培养、胚乳培养、胚珠培养以及子房培养。
14、胚乳培养是指将胚乳组织从母体上分离出来,通过离体培养,使其发育成完整植株的技术15、胚珠培养是将胚珠从母体分离出来,无菌条件下让其进一步生长发育,使其形成植株的技术。