影响园艺植物组织培养的因素

植物组织培养的原理及应用1. 概述植物组织培养是一种无土栽培技术，通过在无菌条件下，利用植物的组织和细胞的再生和分化能力，实现植物的繁殖和培育。

它不仅可以用于植物病毒的检验和植物基因工程的研究，还可以用于植物品种改良和植物繁殖的大规模生产。

2. 原理植物组织培养的原理主要包括以下几个方面：2.1 组织培养的基本要素•原始组织：从植物的茎、根、叶等组织中选择合适的原始组织，如幼嫩茎尖、腋芽、子叶等。

•培养基：选择适合植物生长的培养基，如遗传变异培养基、细胞分裂诱导培养基等。

•生长调节剂：添加适量的植物生长激素和抑制剂，以促进或抑制植物细胞的分化和再生。

2.2 培养方法•分化：将原始组织进行无菌培养，在适当的生长调节剂的作用下，促进细胞分化成分化组织，如茎、叶、根等。

•分裂：将原始组织进行细胞培养，在适当的培养基中，增加细胞分裂的频率和速度。

•再生：通过细胞分裂和分化，实现从原始组织到整个植株的再生过程。

2.3 无菌条件植物组织培养需要在无菌条件下进行，避免外界菌落的污染。

常用的无菌处理方法包括高温灭菌、化学消毒和紫外线照射。

3. 应用植物组织培养在农业、园艺等领域有广泛的应用，主要包括以下几个方面：3.1 病毒检测通过植物组织培养，可以将带有病毒的植物组织分离出来，利用特定的培养基和条件，使病毒再生和繁殖，从而达到病毒检测的目的。

3.2 基因工程研究植物组织培养可以用于植物的基因转化，通过将外源基因导入植物组织中，培养得到转基因植株，从而实现植物基因工程的研究。

3.3 植物品种改良通过植物组织培养，可以选择植物的优良品种进行无性繁殖，以保留其特有的优良性状，并通过细胞分化和再生，实现新品种的筛选和培育。

3.4 大规模生产植物组织培养可以实现大规模的无菌繁殖和生产，节约时间和空间，提高繁殖效率。

在林业、园艺等领域中，可以用于大批量的苗木繁殖。

4. 总结植物组织培养是一种重要的无土栽培技术，通过合理利用植物的细胞再生和分化能力，实现植物的繁殖和培育。

植物组织培养的基本原理植物组织培养是指将植物的其中一部分（如种子、茎、叶片等）无菌的放入含有合适培养基和激素的培养容器中，经过合适的条件下培养，使其细胞分裂、分化和发育，以获得较高的再生率和较好的生长状态。

植物组织培养的基本原理可以总结为以下几点：1. 细胞分裂与分化：组织培养的首要任务是获得大量再生植株，这需要通过控制培养基中激素的浓度来促进细胞分裂和分化。

激素可以刺激细胞增殖，不同的激素对于不同的植物种类有不同的效果。

例如，生长素（auxin）能够促进根系的形成，而细胞分裂素（cytokinin）则能促进茎、叶的生长。

2.培养基的营养成分：培养基是植物组织培养的重要基础，它提供了植物生长所需要的营养成分。

培养基中通常包含无机盐、有机物质、糖类和维生素等。

无机盐提供了植物生长所需的各种离子，有机物质提供了能量和碳源，糖类是能够被植物利用的碳源，而维生素则是植物生长所必需的辅助物质。

3.环境条件的控制：植物组织培养需要在无菌条件下进行，因此需要通过合适的培养器具和适宜的培养环境来保持无菌状态。

通常会在特定的培养室中进行操作，室内设置灯光、温度和湿度等环境条件。

光照是植物进行光合作用的必须条件，适宜的光照条件能够促进植物生长。

温度和湿度的控制对于植物的生长和发育也至关重要。

4.植物生长调节剂的使用：植物生长调节剂是植物组织培养中的重要工具，它们可以促进或抑制植物的生长和发育。

不同的激素在植物组织培养中起到不同的作用。

如前所述，生长素能促进根系的形成，而细胞分裂素则能促进茎、叶的生长。

通过合理地使用激素，可以控制植物在培养过程中的分化和形态。

5.植物的再生能力：不同植物种类的再生能力不同，一些植物种类具有较高的再生能力，可以较快地形成新的组织和器官。

而其他一些植物种类则需要通过调整培养条件和激素浓度等因素来提高再生率。

具体的培养方法需要根据不同的植物种类进行调整和改良。

总之，植物组织培养是通过控制培养基、营养成分、激素和环境条件等因素，促进植物细胞的分裂、分化和再生，从而实现植物的大规模繁殖和研究。

20221020世纪30年代以来，随着现代科学技术的快速发展，植物组织培养技术得到了广泛的发展和应用。

目前，利用植物组织培养技术能使离开本体的植物体重新分化芽苗，得到新的小植株，具有快速繁殖能力的植物品种已经多达千种以上。

但是，无论初代还是继代的植物培养都存在易受污染物影响、易黄化和褐化导致枯死的现象，植物组织培养中还存在着不确定的变异率。

这些问题严重影响外植体的进一步脱离分化和再分化，成为植物组织培养的拦路虎，绝对不可小觑。

通过分析以上植物组织培养中的问题，研究其解决对策并加以执行，对提升植物组织培养成功率具有积极作用，也是当下值得深入探索的重要问题。

1植物组织培养过程中的污染问题及对策1.1植物组织培养过程中污染问题的危害及其成因污染问题一直是植物组织培养过程中的重大问题。

植物组织培养过程中有适宜快速繁殖的条件，微生物也能在其中快速繁殖，给试验材料产生不同程度的霉变、浑浊、云雾状、粘液状、泡沫状等形状、颜色和大小不同的污染痕迹。

污染问题带来的直接影响是阻碍植物组织培养材料的良好保存和新产品植株的培育。

同时，污染问题背后造成大量间接影响，带来大量的培养材料和前期工作时间的浪费，影响植物组织培养进度，被迫提高科研成本，阻碍科研和生存项目的发展。

植物组织培养过程中的污染原因大致包括：植物本身的种类和大小、预处理方法、灭菌消毒方式、人员操作和环境因素四大类。

1.2植物组织培养过程中污染问题的对策1.2.1选择外植体的种类和大小不同，污染风险等级也不尽相同。

在自然环境中难以避免植物本身携带各种真菌、细菌和相关的病虫害。

在适宜生长的野生状态下，细菌和病虫害都会影响植物的正常生长，在植物组织培养过程中，其威力更大。

植物组织培养过程中，应选取细菌较少或不带细菌的材料作为外植体。

避免选择长期生长在存在大量微生物环境中有块茎、鳞茎等器官的外植体。

外植体材料表面积越大，各类菌体含量越高，污染几率直线上升。

因此，应选择外植体材料表面积较小的植株，降低菌体污染的可能性。

园艺植物生物技术复习题（课程代码392383）一、单项选择题（本大题共60小题）1.可作为植物外植体的表面消毒剂是（）A.水B. 聚乙二醇C. 氯化汞D. 氯化钠参考答案：C2.大多数植物组织培养最适温度一般为（）A.37±1℃B. 25±1℃C. 16±1℃D. 4±1℃参考答案：B3.在适宜的培养条件下，还可以使愈伤组织长期传代生存下去，这种培养成为（）A.继代培养B. 再分化培养C. 胚状体培养D. 驯化参考答案：A4.大多数植物组织培养培养基最适pH是（）A. 5.0-5.4B. 5.8-6.2C. 1.0-3.0D. 7.0-8.0参考答案：B5.外植体褐变的原因是（）A.外植体中的多酚氧化酶被激活，使细胞的代谢发生变化。

B.外植体中的磷酸化酶被激活，使细胞的代谢发生变化。

C.外植体中的三磷酸腺苷酶被激活，使细胞的代谢发生变化。

D.外植体中的磷酸化酶被激活，使细胞的代谢发生变化参考答案：A6.植物组织培养初代接种易污染的最可能原因是（）A.材料过敏B. 材料过老C. 接种材料过大D. 每瓶接种数量太少参考答案：C7.在下列选项中，不需要采用植物组织培养技术的是（）A.利用基因工程培育抗虫番茄。

B.利用细胞工程技术培育“番茄-马铃薯”杂种植株。

C.利用花药离体培养得到单倍体植株。

D.利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，得到染色体数目加倍的植株。

8.植物组织培养形成的愈伤组织进行培养，又可以分化成根、芽等器官，这一过程称为（）A. 脱分化B. 去分化C. 再分化D. 脱分化或去分化参考答案：C9.下来哪种在MS培养基中不起促进生长作用（）A. 氨基酸B. 肌醇C. 维生素D. 琼脂参考答案：D10.下列哪种不是无性繁殖的器官（）A.种子B. 枝条C. 块茎D. 块根参考答案：A11.下列有关细胞全能性的含义，正确的是（）A.每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能B.生物体内每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能C.生物体内任何一个细胞可以完成该个体的全部功能D.生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程参考答案：B12.下列不属于活性炭在组织培养中的作用是（）A.吸附有毒物质B.减少褐变，防止玻璃化C.创造黑暗环境，增加培养基的通透性，利于根的生长D.增加培养基中的养分参考答案：D13.第一次提出植物细胞具有全能性的理论概念的科学家是（）A.MorelB. HanberlandC. SchleidenD. White参考答案：B14.下来不属于大量元素的盐是（）A.NH4NO3B. KNO3C. ZnSO4D. MgSO4参考答案：C15.下列培养基中（）无机盐的浓度最低A.M S培养基B. B5培养基C. White培养基D. N6培养基16.同一植株下列（）部位病毒的含量最低A.叶片细胞B. 茎尖生长点细胞C. 根部细胞D. 茎节细胞参考答案：B17.适合花粉培养的最适时期是（）A.单核早期B. 单核靠边期C. 二核期D. 三核期参考答案：B18.能打破种子休眠，促进种子、块茎、鳞茎等提前萌发的激素是（）A.GA3B. IAAC. NAAD. ZT参考答案：A19.赤霉素需要用（）法灭菌A.灼烧灭菌B. 干热灭菌C. 过滤灭菌D. 高压湿热灭菌参考答案：B20.适合外植体材料表面消毒的方法是（）A.高压蒸汽灭菌B. 适宜浓度的消毒剂浸泡C. 紫外线消毒D. 熏蒸灭菌参考答案：B21.经高温灭菌后，培养基的pH会（）A.降低B. 升高C. 不变D. 不能确定参考答案：A22.下列不属于生长素类的植物激素是（）A.6-BAB. IAAC. NAAD. IBA参考答案：A23.植物组织培养本质上属于是（）A.有性繁殖B. 无性繁殖C. 配子繁殖D. 孢子繁殖参考答案：B24.植物组织培养初代培养建立后，培养材料的各种养分都是靠（）得到A.自养B. 异养C. 寄生D. 腐生参考答案：B25.植物组织培养是指将（）A. 离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织B.愈伤组织培育成植株C.离体的植物器官、组织或细胞哦诶样成完整植物体D.愈伤组织形成高度液泡化组织参考答案：C26.植物细胞全能性的必要条件是（）A.给予适宜的营养和外界条件B.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件C.导入其他植物细胞的基因D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内参考答案：B27. 植物组织培养过程中的脱分化是指（）A. 植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞B. 未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程C. 植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程D. 取植物的枝芽培育成一株新植物的过程参考答案：C28. 植物组织培养中，由愈伤组织产生的芽叫（）A. 不定根B. 不定芽C. 丛生芽D. 以上都是参考答案：B29. 用于组织培养中的植物器官或组织，称为（）A. 组织切片B. 原生质体C. 外植体D. 愈伤组织参考答案：C30. 植物组织培养的培养基的灭菌时间为（）A. 10min---12minB. 15min----20minC. 25min----30minD. 30min以上参考答案：C31. 植物组织培养的培养基的灭菌温度（）A. 111℃B. 121℃C. 131℃D. 141℃参考答案：B32. 一般情况下植物根段培养中根的直接增殖培养条件是（）A. 光培养，25-27℃B. 暗培养25-27℃C. 光培养15-17℃D. 暗培养15-17℃参考答案：B33. 病毒随植物种子和无性繁殖材料传播而扩大分布属于（）A. 介体传播B. 非介体传播C. 外力传播D. 自然传播参考答案：A34. 1/2MS培养基中指的是（）A. 所有药品、物质的用量都减少一半B. 维生素类减少一半C. 矿物质元素物质用量减少一半D. 矿物质、维生素类减少一半，蔗糖、琼脂量不减少，生长调节剂根据需要添加参考答案：C35. 一般情况下植物组织培养基所添加的糖类重量为（）A. 10g/L~15g/LB. 20g/L~30g/LC. 35g/L~45g/LD. 60g/L~70g/L参考答案：B36. 植物组织培养基中不添加的糖类物质是（）A. 淀粉B. 葡萄糖C. 果糖D. 蔗糖参考答案：A37. 外植体的修剪和清洗在（）中进行A. 在田间和实验室B. 田间和超净工作台C. 田间D. 超净工作台参考答案：A38. 外植体的表面灭菌在（）中进行A. 准备室B. 人工培养箱C. 田间D. 超净工作台参考答案：D39. 叶片做外植体进行固体培养时，一般情况下（）与培养基接触。

植物组织培养的三大难题及解决方法摘要：植物组织培养是以细胞全能性为理论基础建立的一种离体培养技术，阐述了植物组织培养快繁中褐变、玻璃化、污染和移栽成活率低等问题出现的原因，提出预防和控制措施。

关键词：植物组织培养；污染；玻璃化；褐化中图分类号：q813.1+2 文献标识码：a 文章编号：1674-0432（2012）-11-0142-2植物组织培养是利用植物体的一部分进行无性繁殖，而产生大量同源母本基因幼苗的生物技术。

植物的组织培养到如今以和农业、园艺、林业、医药等多个方面有了密不可分的关系，为其提供了理论基础和研究方法。

利用自然条件在获得珍稀植物和经济价值较高的植物时，由于受地域及季节的限制，很难达到高效、快速的目的。

通过组织培养这一技术手段则能满足这一要求。

组织培养在挽救珍稀植物、创造新物种等方面做出了重要的贡献[1]。

但是在植物的组培技术上面临的三个难题却经常困扰大家。

它们分别是污染，植物玻璃化和植物褐化。

1 污染污染是在组培过程中所面临的首要难题，该问题经常遇到并且难以解决。

不能把污染率降低到可行的范围内植物组培就很难进行下去，这是该问题所要面对的第一个难题。

在进行植物的组织培养时，通常存在两种污染方式：一种是外植体消毒不彻底以及无菌操作过程中引起的污染；另一种是引起内源菌污染的主要原因的真菌和细菌[2]。

大多数的研究结果表明引起污染的主要原因为外植体的生长状况、环境条件和操作过程[3]。

外植体污染是最难解决的污染之一。

污染来源主要为外植体处理不当或培养基的灭菌不彻底，或对接种工具的消毒不够，或操作人员的操作不慎，或环境不洁等所致。

选取外植体的原则是污染少易启动[4-5]。

选择有最大分化潜能的外植体是确保组织培养成功的关键[6]。

常规试验一般选用0.1%hgcl2溶液浸泡，再用无菌水对外植体进行反复冲洗，灭菌效果最好且污染率低。

胡重怡等在烟草无菌苗培养前种子消毒技术的研究中使用先用70%c2h5oh溶液进行消毒，再用30%h2o2的浸泡，再用无菌水反复冲洗外植体，所得烟草种子污染率底[7]，h2o2分解后生成有杀菌作用的氧气而成为无毒害的化合物[8-9]对外植体的损害小。

浅谈植物组织培养及其应用目前，生物技术正在世界突飞猛进地发展,而且在医学、农业、食品工业、能源工业、环境保护各个领域显示出极大的生产潜力。

作为生物技术有力手段的组织培养，也日益受到重视，组织培养在农林作物的脱毒快繁、突变诱发、细胞工程和基因工程等方面都可以发挥作用.当前人类正面临淡水资源短缺的困难，同时土地沙荒化、盐渍化也对人类造成威胁.我国是属于淡水资源缺乏的国家,除积极进行节用水,在农业上选育耐旱作物品种以及提高农作物的抗旱性之外，应用细胞工程技术快速繁殖固沙植物,筛选抗旱和抗盐的细胞突变体，以至利用基因工程方法将抗旱基因引入到禾谷类作物中，最终将会对干旱、半干旱及滩涂地区的开发利用产生极大影响.可喜的是,目前科学家们已做出积极努力，在渗透调节基因工程方面取得了有意义的进展。

总之，生物技术的应用将对我国农林生产带来革命性的变化,本节所讲的组织培养的基本原理及其应用,希望能引起读者广泛的兴趣，以便为不久的将来应用生物技术在解决我国旱区的实际问题上，能有所启迪。

一、植物组织培养中的细胞分化与器官建（一）植物细胞的全能性植物细胞的全能性即是每个植物的本细胞或性细胞都具有该植物的全套遗传基因,因此在一定培养条件下每个细胞都可发育成一个与母体一样的植株。

这个概念虽然在本世纪初已经提出,但在当时的技术条件下,在实践上并没做到,经过几十年来组织培养技术的不断改进，目前细胞的全能性不但在理论上完全被证实，而且为组织培养在实践上的应用奠定了基础。

植物细胞要表现出全能性，须经过几个步骤：成熟细胞→分生细胞→胚状体→完整植株。

成熟细胞→愈伤组织→出根出芽→完整植株。

脱分化也就是已经分化定型的细胞，经过诱导成为重新恢复了分裂能力（也就是成为分生状态）细胞的过程。

不但植物体细胞可以表现全能性，花粉在培养条件下也可能进行脱分化，通过愈伤组织或胚状体发育成单倍体植株.植物细胞为什么表现出全能性呢？就要从动物与植物细胞的区别说起。

植物组织培养的理论基础：植物细胞全能性细胞全能性：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。

外植体：由活体植物体上切取下来的，用于组织培养的各种接种材料。

包括器官、组织、细胞或原生质体等。

愈伤组织：植物外植体脱分化后形成的无组织结构，无明显极性的无定型薄壁细胞，具有再度分化的能力。

脱分化：离体培养条件下细胞，组织，器官经过细胞分裂或不分裂逐渐失去结构和功能而恢复分生状态，形成无组织结构的细胞团和愈伤组织或成为未分化细胞特性的细胞过程。

再分化：离体培养的细胞和组织由脱分化状态重新进行分化，形成另一种或几种类型细胞，组织，器官和完整植株的过程。

植物细胞全能性实现的条件：1.离体条件：任一分化细胞从植物体其余部分的抑制性影响下解脱出来，消除抑制作用就可以使细胞恢复分化。

2.切割损伤刺激：是细胞分化的重要条件之一，它会使细胞呼吸速度增大，酶活性增加，代谢含量变化。

3.营养物质及激素的刺激：离体细胞需要适当营养和外源激素刺激，以打破抑制力恢复细胞分裂，外源激素对脱分化和再分化起重要作用4.光照和温度等条件：温度，空气，无菌条件，合适的PH，适时光照等培养条件。

红花，乌饭树需要再黑暗条件下诱导愈伤组织。

植物离体培养中植株再生的途径：器官发生途径体胚发生途径体细胞胚：由体细胞产生的的类似于合子胚结构胚状体：在离体培养过程中产生的具有明显的根端和芽端，一种形似胚且功能与胚相同。

植物体细胞胚胎发生的途径有：1.器官外植体直接发生途径2.悬浮培养细胞发生途径3.愈伤组织发生途径 : 幼胚、和子叶4.单细胞发生途径：花药培养中的小孢子发育成5.原生质体发生途径影响植物离体形态发生的因素：1.植物种类和基因型2.材料的生理状态3.培养条件培养基：是人工配制的，适合微生物生长繁殖或产生代谢产物的营养基质。

灭菌：指用化学方法和物理方法杀死物体表面和空隙内的一切微生物或生物体，即把所以生命的物质全部杀死。

《园艺植物生物技术》实验教案实验一现代生物技术实验室与实验仪器一、实验目的实验室和实验仪器是开展现代生物技术研究的基础平台，对实验室布局和仪器配置的掌握程度是学生知识结构完整性的重要体现。

通过现场参观和老师讲解加深同学们对现代分子生物学实验室的规划与布局及常用仪器设备的主要功能的认识，掌握高速冷冻离心机、PCR仪、电泳仪、凝胶成像系统等关键仪器的使用方法。

二、实验场所选择及实验内容园艺学院植物分子生物技术实验室与开展现代生物技术研究直接相关的实验室分工与布局和主要相关仪器：如与组织培养有关的超净工作台、高压灭菌锅、接种至、培养室等；与分子生物学有关的高速冷冻离心机、PCR仪、电泳仪、凝胶成像系统等。

三、实验方法与步骤1、相关背景知识回顾：对课堂讲述的各种生物技术如分子标记、细胞和组织培养等操作过程进行回顾，重要指出每个环节要用到的必备仪器的作用、性能指标、操作注意事项及仪器选购中应注意的问题等。

2、每班分为两小组简要介绍现代生物技术实验室的布局及功能分区情况；针对每个分区的重要仪器进行讲述，结束时对所有参观内容进行简要总结，并回答同学们的提问。

四、实验注意事项实验有很多易损仪器或有毒试剂，参观时要求同学们认真记录，不要随意动手，以保证仪器和人身安全。

五、思考题1、根据参观内容，描述本次参观有了解到的主要仪器的名称、用途及使用中的注意事项。

2、一个现代化生物技术实验室应具备的基本功能的必备仪器有哪些？实验二植物组织培养一、实验目的植物组织培养是现代生物技术研究的重要技术手段，在原生质体融合、病毒脱除、离体快繁及遗传转化等领域发挥着不可替代的作用。

胡萝卜以其培养体系成熟、再生容易而被视为组织培养的理想外植体材料，本实验通过胡萝卜的组织培养使同学们掌握基本培养基的配制、灭菌及培养的基本技能。

二、实验原理基于1902年德国科学家哈勃兰特（Haberlandt）提出植物细胞的全能性理论，即指已分化的细胞仍然具有分化发育成新个体的潜能。