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植物组织培养胚胎培养和离体授粉49页PPT

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《植物组织培养》课件PPT第1章植物组织培养基本知识

《植物组织培养》课件PPT第1章植物组织培养基本知识

②生长周期短，繁殖率高
由于人为控制培养条件，因此生长较快，一般20—30d为一个周期。植物 材料按几何级数繁殖生产，总体来说成本低廉，且能及时提供规格一致 的优质种苗或脱病毒种苗。
③管理方便，利于工厂化生产和自动化控制
植物组织培养是在一定的场所和环境下，人为提供一定的温度、光照、湿 度、营养、激素等条件，既利于高度集约化和高密度工厂化生产，也利 于自动化控制生产。它是未来农业工厂化育苗的发展方向。它与盆栽、 田间栽培等相比省去了中耕除草、浇水施肥、防治病虫害等一系列繁杂 劳动，可以大大节省人力、物力及田间种植所需要的土地。
愈伤组织（callus）:在人工培养基上由外植体上形成的一
团无序生长状态的薄壁细胞。
愈伤组织
二、植物组织培养的类型
• 按培养方法分为 固体培养 液体培养 看护培养 微室培养 包埋培养
二、植物组织培养的类型
3.按培养过程分为：
• 初代培养（Primary culture）(无菌培养物)
将从植物体上分离下来的第一次培养。
4.4 组织及细胞培养生产有用物质
Arregnin和bonner在1950年首先进行了培养橡胶茎愈伤组织获 取橡胶的尝试。
近50年来飞速的发展。从400多种植物培养细胞中分离到600多种 次级代谢产物，其中60多种在含量上超过或等于其原植物，20种 以上干重超过1％。 在日本，人参细胞培养已达130600L发酵罐；德国用1000L发酵罐 培养毛地黄细胞；在我国，人参细胞培养技术也已实现产业化。 利用培养细胞的生物转化能力生产高值化合物，德国科学家进行 了出色的研究。他们在毛地黄细胞的培养中加入生物合成途径的 中间化合物毛地黄毒素和一甲基毛地黄毒素，培养细胞以几乎 100％的转化速率使之羟基化，变为医药强心剂地高辛。

植物胚胎培养课件

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示 为
胚
珠
和
胚
囊
的
发
育
过
中央细胞
程
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据培养目的不同
胚培养
剥取的离体胚发育时 期的不同
幼胚培养 成熟胚培养
成熟胚培养一般较易获得成功
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（一）幼胚培养 幼胚完全是异养的，离体条件下培养要求
培养基成分复杂，培养不易成功。
幼胚培养的关键技术： 取材时期 幼胚剥离 培养条件的控制（是否需要特殊处理）
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2、细胞型胚乳
特点：
◆初生胚乳核的分裂开始，即产生细胞 壁，形成胚乳细胞
◆无游离核时期
大多数双子叶合瓣花植物是这样的胚 乳，如番茄、烟草、芝麻等。
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3、沼生目型胚乳
◆核型胚乳与细胞型胚乳的中间类型 ◆初生胚乳核的第一次分裂将胚囊分隔 为两室，其中珠孔端室比合点端室宽大 ◆核进行分裂形成状态的游离核，最后 形成细胞
分离出来，置于培养基上进行离体培养的 方法。
胚 电 镜 扫 描 图 片
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双 子 叶 植 物 胚
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3、胚乳培养 指处于细胞期的胚乳组织的离
体培养。
4、胚珠培养 指未受精或受精后的胚珠离体
培养。
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不同植物的胚珠形态结构
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倒生胚珠
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（二）胚乳培养的关键
A、胚乳发育时期的影响 发育早期胚乳：操作不便，诱导率低 游离核期或刚转入细胞期的核型胚乳：难得callus 旺盛生长期胚乳：易诱导产生callus

植物胚胎培养ppt课件

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(3)、愈伤组织(callus) 在许多情况下，幼胚在离体培养中 首先发生细胞增殖，形成愈伤组织。一般来讲由胚形成的 愈伤组织大多为胚性愈伤组织，这种胚性愈伤组织很容易 分化形成植株。
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（二）成熟胚培养 成熟胚是自养的，培养基需要简单。
主要目的: ◆研究胚发育过程的形态建成 ◆生长调节物质的作用 ◆胚与胚乳相互关系和营养要求
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幼胚培养时，其发育过程有以下几种 发育方式：
a、胚性发育，此种方式不能萌发成苗 b、早熟萌发，长成的苗十分瘦弱 c、产生愈伤组织，再由愈伤组织分化形 成胚或不定芽
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幼胚离体培养的生长发育方式
(1)、胚性发育(embryonal development) 幼胚接 种到培养基上以后，仍然按照在活体内的发育方式 发育，最后形成成熟胚(有时甚至可能类似种子)，然 后再按种子萌发途径出苗形成完整植株，这种途径 发育的幼胚一般一个幼胚将来就是一个植株。
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倒生胚珠
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5、子房培养 指授粉和未授粉的子房培养。它对
于研究果实发育的生理、离体受精等有 重要意义。
6、试管受精 指在无菌条件下培养离体的未受精
子房或胚珠和花粉，使花粉萌发产生的 花粉进入胚珠而完成受精过程。
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二、胚胎培养的应用
1、克服远缘杂交的不育性，获稀有杂种植物 2、打破种子休眠，提早结实，缩短育种年限 3、使生活力低下或无生活力的种子萌发 4、使柑橘类植物合子胚正常发育 5、测定种子生活力 6、获三倍体或单倍体植株 7、快速繁殖特殊植物 8、用于理论研究
2、胚培养 指在无菌条件下将胚从胚珠或种子中

《组织培养》PPT课件

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力。
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3、逐步添加和逐步排除的试验方法：
在植物组织分化与再生的研究中，在没有 取得可靠的分化与再生之前，往往添加各种 有机营养成分，而在取得了稳定的再生之后， 就可以逐步减少这些成分。在逐步添加时是 使试验成功，在逐步减少时是缩小范围，以 便找到最有影响力的因子，或是为了实用上 的需要竭力使培养基简化，以降低成本和利 于推广。在寻求最佳激素配比时，也经常用 到这种加加减减的简单方法。
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二、培养基特点
1.MS培养基：无机盐和离子浓度较高， 比较稳定的离子平衡溶液。养分数量和比 例较合适，硝酸盐含量较其他培养基高， 广泛应用于植物的器官、花药、细胞和原 生质体培养。
2.B5培养基：含有较低的铵，这个成分可 能对不少培养物生长有抑制作用，双子叶 特别是木本植物适合于B5培养基。
铁(Fe)、硼(B)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)、钼 (Mo)、钴(Co)、氯(Cl)。
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2）有机成分
有机成分（organic compound）： 指植物生长发育时必需的有机碳、、 氢、氮等物质。主要有糖、维生素、 肌醇、氨基酸等。
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①糖（sugar）
糖既可作为碳源，为培养的外植体 提供生长发育所需的碳骨架和能源外， 还具有维持培养基一定渗透压的作用。 常用蔗糖，浓度为1～5%。
4)水解酪蛋白（CH） 为蛋白质的水解物，主要成分为氨基酸， 使用浓度为100—200mg／L。受酸和酶的作用易分解，使用时要 注意。
5)其他 酵母提取液(YE)(0.01%-0.05%)，主要成分为氨基酸和维 生素类；麦芽提取液(0.01%～0.5%)、苹果和番茄的果汁、黄瓜的 果实、未熟玉米的胚乳等。遇热较稳定，大多在培养困难时使用，

植物组培-胚培养

植物组培-胚培养
人员进行操作。
B
C
D
可能产生变异
胚培养技术获得的植物可能会发生基因变 异或表型变异，需要进一步鉴定和筛选。
成功率不稳定
胚培养技术的成功率受到多种因素的影响， 如植物种类、环境条件、操作技术等，使 得该技术的成功率不稳定。
05
胚培养的未来展望
胚培养技术的发展趋势
基因编辑技术的融合
利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术，对胚培养材料进行精确的基 因改造，提高植物的抗逆性、产量和品质。
定期观察记录植物的生长情况，包括生长速 度、形态变化等。
结果解释
根据数据分析结果，解释胚培养过程中出现 的问题和解决方法，以及胚培养在植物繁殖 和遗传育种方面的应用前景。
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胚培养的优缺点
优点
繁殖速度快
胚培养技术可以在短时间内快速繁殖 大量植物，大大缩短了繁殖周期。
遗传稳定性高
胚培养技术可以获得遗传上相对稳定 的植物，因为胚是植物的原始细胞， 具有较高的遗传完整性。
植物组织培养的历史与发展
1902年
德国植物学家哈伯兰特提出植 物细胞具有全能性的假设。
1958年
斯图尔德成功实现了烟草细胞的离 体培养，得到了完整的植株，标志 着植物组织培养技术的建立。
1970年
植物微型繁殖技术的研究和应 用得到迅速发展。
1980年
基因工程技术的引入，使得植 物组织培养技术在植物基因工
绝。
品种改良
胚培养技术可用于快速繁殖优 良品种，加速新品种的选育和
推广。
生物技术育种
胚培养技术可用于基因工程和 细胞工程等领域，实现转基因
植物的快速繁殖和筛选。源自农业生产和园艺胚培养技术可用于花卉、蔬菜 、水果等作物的快速繁殖和生

植物组织培养演示幻灯片

植物组织培养演示幻灯片
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2、植物组织培养技术的初步形成（1930-1960年）
1933年，我国植物生理学家李继侗培养银杏胚胎，并发现银杏胚乳提取 液可促进离体胚的生长。
1937年，White发现B族维生素对离体根培养的重要性。并指出IAA对植 物生长发育的控制起重要作用。
1937,1938年，Gantheret在培养基中加入上述生长因子，使得柳树形成层 诱导形成的愈伤组织连续生长。Nobecomt对烟草种间杂种茎段的形成层细 胞培养也得到了类似的结果。
1948年，Skoog等通过对烟草茎段和髓培养发现，不定芽和不定根的发生 由生长素/腺嘌呤的比例决定。
1950年，Ball从红杉愈伤组织培养中再生获得器官。
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1952年，Morel和Martin通过分生组织培养获得大丽花的脱毒植株，同 年，首次应用微型嫁接技术。 1953年，Tuleche首次从花粉培养中获得银杏的单倍体愈伤组织。 1955年，Miller等发现了一种促进细胞分裂的植物激素—激动素，后来 发现激动素可用来代替腺嘌呤促进芽的形成，而且其效力比后者高3万 倍。 1957年，Skoog和Miller发现改变细胞分裂素/生长素比例，可以控制根 和芽的发生。 1958年，Maheshwari和Rangaswamy从柑橘胚珠的珠心组织培养中再生 获得体细胞胚；同年，Reinert 和Steward分别从胡萝卜的愈伤组织和细 胞培养中再生得到原胚，为以后的组织培养中器官发生和体细胞胚胎发 生奠定了基础，也为植物细胞全能性理论提供了证据。
构，即同时形成一个有苗端和根端的双极性结构，而发育 成再生植株的途径。
魔芋胚状体
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胚状体发生途径
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
胚状体

第六章 植物的胚胎培养和离体授粉

第六章 植物的胚胎培养和离体授粉
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2、影响幼胚培养的因素
1）培养基 A、基本培养基 • 幼胚要求更复杂的培养基。除了一般的无机盐成
分外，还要加入微量元素和生长辅助物质，不同 发育时期的幼胚对培养基成份要求不同，胚龄越 小培养及成份越复杂。K+、Ca2+水平稍高有利于 幼胚培养
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B、蔗糖： 糖的作用：
调节渗透压；碳源；防止幼胚早萌。 渗透压的保持对于幼胚培养相当重要，
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2 、幼胚离体培养中常见的生长发育方式
• 胚性发育(embryonal development)—— 幼胚接种到培养基上以后，仍然按照在活 体内的发育方式发育，最后形成成熟胚， 然后再按种子萌发途径出苗形成完整植株， 这种途径发育的幼胚一般一个幼胚将来就 是一个植株。
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早熟萌发(early mature sprouting)—— 幼胚接种后， 离体胚不继续胚性生长，而是在培养基上迅速萌发 成幼苗，通常称为早熟萌发。
第六章 植物胚胎培养 和离体授粉
植物胚胎培养概念
• 对无菌分离出的成熟胚或未成熟胚进行离 体培养，以获得发育正常的植株的技术。
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植物胚培养根据在培养中所取外植体的部位 不同可分为 胚培养(embryo culture) 胚乳培养(endosperm culture) 胚珠培养(ovule culture) 子房培养(ovary culture)
在大多数情况下，一个幼胚萌发成一个植株，但有 时会由于细胞分裂产生大量的胚性细胞，以后形成 许多胚状体，从而可以形成许多植株，这种现象就 是所谓的丛生胚现象。
愈伤组织——在许多情况下，幼胚在离体培养中首 先发生细胞增殖，形成愈伤组织。一般来讲由胚形 成的愈伤组织大多为胚性愈伤组织，这种胚性愈伤 组织很容易分化形成植株。

植物胚胎培养及离体授粉

植物胚胎培养及离体授粉

第四节 植物离体授粉
• 离体授粉是指将未授粉的胚珠或子房从 母体上分离下来，进行无菌培养，并以 一定方式授以无菌花粉，使之在试管内 实现受精的技术。 • 三种方式
（一）离体柱头授粉 是指通过雌蕊的离体培养，使无菌花粉授 于柱头上，得到含有可育种子和果实的技术。 通常是在花药尚未开裂时切取母本花蕾， 消毒后，在无菌条件下用镊子剥去花瓣和雄 蕊，保留萼片，将整个雌蕊接种于培养基上， 当天或第二天在其柱头上授于无菌花粉。
2.1 按正常胚胎发育途径形成植株 •成熟胚 正常发育形成小苗
•未成熟胚
维持胚的生长，进行正常的胚胎发 育成熟，完成胚胎发育的全过程。
2.2 脱分化形成愈伤组织
离体胚愈伤ຫໍສະໝຸດ 织胚状体或不定芽小植株
激素浓度高
分化培养基
2.3 胚“ 早熟萌发”
离体的幼胚在培养基上不能长出成熟胚的各种 结构，越过正常胚胎发生过程中的若干阶段， 直接长成幼苗。
• 二、子房培养
• 子房培养是指丛母体上分离下来，置于 培养基上，使其进一步发育成幼苗的技 术。 • 意义：①使未受精胚囊中的单倍体细胞 诱导发育成单倍体植株。 • ②获得杂种植株 • ③为试管受精提供一项基础技术。
（一）培养方法 1、子房外植体的制备 2、子房培养的条件 3、培养子房的发育 （二）影响子房培养的因素
4.2 原胚(幼胚)的培养的条件
4.2.1 无机氮：
包括硝酸盐、亚硝酸盐或铵盐；
4.2.2 渗透压：
蔗糖，8%-10%，不同发育期，渗透压不一样， 初期高（WHY）。因为自然条件下，原胚被一 层高渗液体包围着。
4.2.3 复杂的天然提取物：
椰乳 CM有促进幼胚生长和分化的作用
4.2.4 活性炭： 吸附有毒物质

植物胚胎培养课件

植物胚胎培养课件

培养基 ：
禾谷类多用N6培养基，其他一般用MS培养基。 激素：常用2，4-D；6-BA；KT等。 蔗糖浓度多在3～10％之间 。
接种方式 ：
竖插 平放 与极性和营养吸收有关
四、离体受精
概念：
也称为试管受精，是指在离体的、人工控制的 环境下，精卵细胞融合形成合子，并将 “人工合子” 培养成再生植株的技术。
缺点：精细胞形成不同步，分离的精细胞中混杂尚 未分裂的生殖细胞，使精细胞纯度降低。
2、活体－离体法：先将花粉授在柱头上，花粉萌发 并产生精子后，用渗透压冲击法分离。
优点：分离的精细胞纯度高，接近受精前的发育状 态。
胚囊及卵细胞的分离
可先分离胚囊，从中分离卵细胞；也可直接从 胚珠中分离卵细胞。
酶解法、解剖法、酶解－解剖法
被子植物胚乳是由2个单倍的极核和1个单倍的精 子结合而成的3倍体组织。由它可获得无子结实 的3倍体植株，进而可将它加倍成6倍体植株。
裸子植物很特殊，它的胚乳在受精前就已形成。 裸子植物的胚乳为配子体的一部分，由大孢子直 接分裂发育而成，因此是单倍体组织。
2.胚乳培养技术
胚乳培养过程
含胚乳的果实或种子→表面消毒→无菌条件下 胚乳的剥离→接种培养基培养。
单倍体来源和发育途径
❖ 由助细胞或胚囊的无配子生殖产生单倍体 ❖ 卵细胞、助细胞、反助细胞均可发育产生单倍
体 ❖ 非正常发育的大孢子四分体产生单倍体
1. 胚珠培养和子房培养的意义
防止杂种胚早期败育，获得杂种植株； 受精前胚珠和未受精子房培养，可作为试管受精
的基础； 未受精胚珠和子房培养，能培养获得单倍体植株，
幼胚培养：是指处于原胚期、球形期、心形期、 鱼雷期的胚培养；幼胚完全是异养的，离体条件 下培养要求培养基成分复杂，培养不易成功。

第6章 植物的胚胎培养和离体授粉

第6章 植物的胚胎培养和离体授粉

第6章植物的胚胎培养和离体授粉第1节胚胎培养对无菌分离出的成熟胚或未成熟胚进行体外培养,以获得发育正常的植株的技术.双子叶合子胚的发育过程：原球胚、心形胚、鱼雷胚、子叶形胚和成熟胚等阶段.成熟胚:具有完整的胚芽、胚根、胚轴和子叶等.未成熟胚:子叶形胚前各发育期的胚.广义胚培养还可包括胚珠和子房培养以及胚乳培养等1 成熟胚培养1.1 培养基成熟胚在简单的培养基上就可培养，一般由大量元素的无机盐和蔗糖组成。

1.2 培养方法：成熟种子↓表面消毒↓在超净台中解剖种子↓取出胚种植在培养基上↓在常规条件下培养2 幼胚培养幼胚在胚珠中是异养的，因此需要通过培养基提供各类营养和生物活性物质。

2.1 影响幼胚培养的因素1) 胚胎的发育时期(1）双子叶植物一般心形期以后的双子叶胚较易培养;胚龄越小越难培养成功。

(2）单子叶胚一般受精后8d左右，长度在0.5mm以上的禾谷类胚在离体培养时较易成活; 越小越难。

2.2 培养基比成熟胚要求高.常用Nitsch、MS、1/2MS等，禾谷类还常用N6、B5等.(1) 无机盐: 成分较复杂，含多种微量元素。

(2) 碳水化合物: 蔗糖是多数植物最好的碳源,也有渗透调节作用. 蔗糖浓度一般高于成熟胚.(3) 维生素: 发育初期的幼胚必需加入某些维生素.常用:硫胺素、生物素等. （YE）(4) 氨基酸：对不同植物和不同发育时期的幼胚,各种氨基酸的效果不同. （CH）(5) 植物生长物质: 低浓度的生长素、赤霉素或激动素对某些植物幼胚生长有益处.不同植物和不同发育阶段的幼胚要求不同。

(6) 天然附加物：幼胚培养基中常添加一些植物的胚乳.采用Monnier(1976,1978)建立的双培养基培养方法可培养50~60微米长的早期球形胚.2.3 培养条件温度：大多数植物胚胎培养的温度为25~30o C,但不同植物要求不同。

光照：幼胚培养初期一般在弱光或黑暗条件下培养。

也因植物而异.pH：不同植物和不同时期的幼胚对pH 的要求不同.气体成分: 二氧化碳;氧气等的不同浓度对幼胚培养也有影响。

胚胎培养——离体授粉与离体受精PPT共24页

胚胎培养——离体授粉与离体受精PPT共24页

谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
Байду номын сангаас
胚胎培养——离体授粉与离体受精
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比

植物组织培养胚胎培养和离体授粉

植物组织培养胚胎培养和离体授粉
取胚乳培养植株根尖 幼叶或胚乳愈伤组 织;0 20 5%秋水仙素或对二氯苯饱和溶液 25℃下处理48h;流水冲洗;卡洛氏液或FAA固 定;1mol盐酸60℃水溶下水解10min;染色 压 片 观察
二 影响因素
一培养基 1 White 和 MS 2 辅助生长物质 2;4_D;玉米素等 3 天然提取物 20%番茄汁 葡萄汁 玉米汁 椰乳 水解酪蛋白 酵母提取物促进胚乳培养 4 蔗糖 35% 小麦8%;枸杞5%
2 糖类 幼胚需要蔗糖浓度较高
作用：调节培养基渗透压;作为碳源和能源;防 止幼胚早熟萌发 成熟胚2%;幼胚812% 培养过程 中;转移到蔗糖水平低的培养基上
3 氨基酸和维生素 加入氨基酸;能刺激胚的 生长 加单一氨基酸时;以谷氨酰胺最好
维生素对幼胚是必须的;对已萌发的胚;可能有 抑制作用
4 植物生长调节物质 成熟胚一般不需要外源激素就可萌发;但加入 激素可显著增加培养物的生长;尤其对打破休眠 幼胚培养的关键是使加入的生长调节剂和植物 内源激素间保持某中平衡;以维持其胚性生长 5 天然有机物 加入一些天然的胚乳或种子提取物;对离体胚 生长有促进作用
胚 珠 及 胚 囊 的 发 育
第二节 胚乳培养
胚乳培养—将胚乳从母体上分离出来; 在无菌条件下人工培养;使其生长发育成为 幼苗的过程
胚乳培养的最早研究始于1933 年;Lampe和Mills首例进行了玉米胚乳培 养 到目前为止;已有40多种植物的胚乳进 行了培养 其中苹果 柚 橙 檀香 枸杞 猕 猴桃 玉米 大麦 小黑麦 水稻 马铃薯 梨 核桃等的胚乳培养得到了再生植株 其它 有的分化出芽 根 叶等或得到愈伤组织
方法： 1 将胎座上切下的单个胚珠裸露胚珠接种在培养基
上;然后撒播花粉于胚珠表面;实现受精 2 将带有完整胎座或部分胎座的胚珠接种在培养基
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