植物组织培养
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植物的组织培养方法植物组织培养是一种无性繁殖技术,通过培养植物的各种器官组织,包括种子、茎、叶和根的细胞和组织,使其在适当的条件下进行生长和分化,从而产生新的植株。
这项技术已被广泛应用于农业、园艺、林业和植物学研究中。
以下是植物组织培养的一般步骤和方法:1. 材料准备:首先,选择适合的植物作为材料,常用的包括水果、蔬菜和花卉植物。
收集新鲜的种子、茎、叶或根,并进行消毒处理,以防止细菌、真菌和其他病原体的污染。
2. 植物组织的分离:将植物材料切成小块或将细胞分离开来。
对于植物的种子,可以直接将种子表面进行消毒处理后,在培养基上进行培养;对于茎、叶和根等组织,则需要进行切割处理。
3. 培养基的准备:制备适当的培养基是进行植物组织培养的重要步骤。
培养基通常由无机盐和有机添加剂组成,以提供植物生长所需的营养物质。
根据组织的不同类型,可以使用不同种类和浓度的培养基。
4. 培养基的调整:将分离的组织放入培养基上,可以将培养基涂覆在组织表面上,或者将组织植入培养基中。
然后,在无细菌的条件下,将组织培养在适当的温度、湿度和光照条件下。
5. 激素的添加:植物生长激素是控制植物生长和分化的关键因素。
在组织培养中,可以根据实验的需要添加适量的激素来促进细胞分裂和分化。
常用的激素有生长素、细胞分裂素和愈伤组织生成素等。
6. 愈伤组织的诱导:愈伤组织是植物组织培养中产生的一种可分化细胞。
通过搅拌、震荡或辐射等途径,诱导组织分化成愈伤组织,然后将其继续培养。
7. 植株的再生:通过培养基中激素的平衡调节,可以使愈伤组织再生为整个植株。
在培养基中,植株的幼苗养分丰富,需要的培养基成分和激素浓度可能与之前的不同。
8. 培养环境的控制:为了使植物组织正常生长和分化,需要控制培养环境的参数。
例如,可以调节培养基的pH值、光照强度、温度和湿度等因素。
9. 组织转化:经过培养,植物组织中可以引入外源基因,使其具有某种特定的性状,这被称为转基因。
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。
植物组织培养的方法植物组织培养(Plant tissue culture)是指利用无菌条件下培养植物细胞或组织,以实现繁殖、繁育新品种、生物合成化合物、环境污染处理等目的的技术。
其不仅可以大幅度提高植物材料的品质和数量,还可以在无限制地产生同一种植物。
方法一:赤潮法(Embryogenesis)这一方法是利用赤潮细胞发生器官(如胚性板)的细胞分化,诱导植物组织的胚胎发生,进而实现植物再生。
该方法适用于很多种植物,如玉米、大麦、水稻等。
步骤为:1. 准备培养基:含有赤潮素、氨基酸、维生素、植物激素和适当的糖类和盐类的基础培养基。
2. 处理材料:将植物的姿态板或种子材料在高温(35-40C)下进行消毒,使其无菌。
3. 材料分离:将消毒材料放入无菌条件下进行材料分离。
4. 培养细胞:将细胞或组织放入含有培养基的无菌培养皿中,保持恒定的温度、湿度和光照条件,促进发生素感应化。
5. 发生胚胎体:促进胚胎形成,通过培养发生胚胎胶囊或胚胎体。
6. 块茎冷藏:利用低温存储胚胎体或胚胎胶囊。
方法二:组织培养(Organogenesis)组织培养方法是通过培养植物的基本组织如叶片、茎尖、芽分根进而再生整个植株。
步骤为:1. 材料处理:对种子或植株进行表层消毒处理。
2. 制备组织片:将消毒好的植株切成组织片段,如茎尖、叶片等。
3. 培养基准备:准备无菌的培养基,其中含有植物的必需胰凡陈列如糖类、氨基酸、维生素、生长因子和植物激素等。
4. 组织分化:将组织片段放入含有培养基的培养皿中,使其分化成根、茎、叶等。
5. 干涸与移栽:将培养的加上适量水后,移栽到含有生长素适量的培养基中,促进植物以正常生长的形式营养。
方法三:悬浮细胞培养(Suspension Culture)在此方法中,使用悬浮培养细胞进行植物细胞或组织的生物合成和生物转化。
步骤为:1. 培养基准备:通常使用植物基础培养基加入氨基酸、维生素和植物激素等。
2. 细胞处理:将细胞分散在含有培养基的匀浆器中,使其悬浮在培养基中。
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,是一种独特的方法,用于在实验室中生长并繁殖植物细胞、组织和器官。
它的主要用途是示范新品种的特性或获取数量较大的植物物质。
另外,也可以用于培育各种培养基、保存和移植组织,繁殖植物变异突变体。
植物细胞培养是植物组织培养的基础,它涉及到将不可分裂的细胞分离出来,并在营养培养基中与其它特性相容的细胞共同生长,由此利用细胞的生命力生产丰富的植物物质,从而实现一种经济有效的生产方法。
为了实现上述目的,植物细胞培养需要适当的营养培养基,一般包含多种维生素、氨基酸和其它营养物质。
分裂细胞培养技术可以以植物体内的分裂方式来创建大量完全一致的细胞系。
这一技术要求在极端适宜的条件下进行分裂条件,比如一定的温度、照射、湿度、氧气浓度和营养等等。
然后,通过一定时间的培养,可以在营养培养基上形成较大的植物体。
此外,分裂细胞培养还可用于将无性系统和类似的复杂器官易位到培养基中,并使其进行繁殖。
组织培养技术是将组织或器官分离、移植或培植于生物系统以外的新支架上,并根据其生理功能进行繁殖,以获得类似物种特性的方法。
从植物体内分离的组织通常包括茎、叶、花等外部植物组织,以及胚芽、毛茛等内部植物组织。
它们可以在营养培养基上进行培养,以增加实验室所需的组织器官,并将其移植到植物体内进行增殖。
在某些特殊的情况下,移植的组织甚至可以和未移植的组织形成新的植物结构。
植物繁殖和变异突变体培养是另一个与植物组织培养相关的技术。
它主要用于选择器官变异突变体、利用活性物质实现突变突变体的繁殖,以及实现植物传统育种的方法。
与植物细胞培养和组织培养技术不同,植物繁殖和变异突变体培养是一种将特定表型和基因变异特征结合在一起通过人工方式繁殖的技术。
它主要用于筛选变异突变体以及改良具有工厂性质的植物,例如烟草、工业植物等。
《植物组织培养》实验报告
学院:生命科学学院
班级:2014级生科一班
姓名:郭涛
学号:2014506063
植物组织培养
摘要:植物组织培养是根据植物细胞全能性理论发展起来的一项无性繁殖新技术,又称为离体培养。
广义的组织培养是指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞、原生质体等,在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。
狭义是指组培指用植物各部分组织,如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株,也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养,愈伤组织再经过再分化形成再生植物。
关键词:植物组织培养、细胞全能性、初代培养、继代培养
前言
新兴的植物组织培养技术其优点也较多,例如组织培养占用空间小,不受地区、季节限制,培养周期短,可短时间内大量繁殖某种植物,投资少,经济效益高等等。
植物组织培养还可用于拯救濒危植物,用组培中的愈伤组织制取特殊的生化制品,解决有些植物产种子少或无的难题等很多的领域。
掌握组织培养的基本技术是很有必要的。
1.实验原理
1.1植物组织培养
植物组织培养是把植物的器官,组织以至单个细胞,应用无菌操作使其在人工条件下,能够继续生长,甚至分化发育成一完整植株的过程。
植物的组织在培养条件下,原来已经分化停止生长的细胞,又能重新分裂,形成没有组织结构的细胞团,即愈伤组织。
这一过程称为“脱分化作用”,已经“脱分化”的愈伤组织,在一定条件下,又能重新分化形成输导系统以及根和芽等组织和器官,这一过程称“再分化作用”。
1.2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,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。
1.3组织的分化与器官建成
外植体诱导出愈伤组织后,经过继代培养,可以在愈伤组织内部形成一类分生组织即具有分生能力的小细胞团,然后,再分化成不同的器官原基。
有些情况下,外植体不经愈伤组织而直接诱导出芽、根。
1.4培养基的组成
培养基中各成分的比例及浓度与细胞或组织的生长或分化所需要的最佳条件相近,似成功地使用该培养基进行组织培养的主要条件。
营养培养基一般由无机营养、碳源和能源、维生素、植物激素(生长调节剂)和包括有机氮、酸和复杂物质的添加剂组成。
2.材料、试剂和仪器
2.1材料:胡萝卜、李子花、李子的茎段、李子叶片
2.2试剂:70% 酒精、 0.1% 升汞、MS培养基、蒸馏水、NaOH、蔗糖、琼脂等。
2.3仪器:高压灭菌锅、超净工作台、烘箱、培养皿、镊子、记号笔、剪刀、酒精灯等。
3.实验步骤
3.1培养基母液的配制
分别配制好各种母液包括大量元素、CaCl2.2H2O、微量元素、有机物、以及生长调节物质如NAA、2,4-D、6BA。
3.2培养基的配制
将称好的琼脂加入容器内加入蒸馏水,加热溶解至完全,再加入蔗糖溶解,随后加入各种母液,混合均匀后调节PH值至5.8 ~ 6.0。
3.3高压蒸汽灭菌
具体步骤为:
进水→放进培养基→盖紧锅盖→关上放汽阀→检查安全阀→接上加热源→待压力升至0.05MPa时排锅内冷空气,关上放气阀→0.11MPa(121℃)下灭菌20~25分钟,保持稳定压力→除热源→逐渐打开放气阀→锅内空气排除完后→开放锅盖→稍冷后取出培养基。
3.4初代培养
3.4.1准备
打开超净工作台,将镊子酒精灯放如超净工作台中,用紫外灯照20min后关闭紫外灯,同时将植物组织用自来水冲20min。
走进工作台后,用酒精棉球搽拭双手,特别是指甲处,并搽拭工作台面。
点燃超净工作台的酒精灯,适当灼烧镊子,剪刀,刀片等工具。
将灭菌溶液,无菌水,等放入超净工作台。
3.4.2灭菌
在超净工作台上取经浸泡处理的豌豆,先用酒精倒入种子瓶中约2/3消毒一次(1-2s)接着用无菌水冲洗一次。
再用酒精摇晃清洗清洗 3 次,每次 5 分钟,清洗完后用无菌水冲
洗一次。
而后用 HgCI 泡5min,处理 2 次,每次 3 分钟。
后用无菌水摇晃清洗 4-5次。
3.4.3接种
将灭菌处理好的材料在超净工作台上用镊子靠近酒精灯的外焰放入向下倾斜的培养瓶中,每个瓶内装3~4块植物组织,接种过程中培养瓶口应一直保持向下倾斜,直到接种完毕盖上盖子。
接种完毕后要清理干净工作台。
3.4.4标记
接种完毕后,给培养瓶贴上标签,放入培养架上。
3.5继代培养
从初代培养物中选取愈伤组织分化较好无污染的材料,在超净工作台中将其接种至继代培养基中,并标记,置于黑暗中培养。
隔一定时间观察愈伤组织长势。
4.结果与讨论
4.1培养结果如下:
2016.4.20 初代培养一周后:
李子花、李子叶片李子茎段
胡萝卜
2016.04.27继代培养记录:2016.05.11继代培养观察:
2016.05.27继代培养观察:
4.2讨论
通过此次实验,我自己又总结了一些实践经验:
(1)实验开始前要自己认真的了解实验过程以及每一步的原理,这样,既不会再步骤中出错,而且,可以大大减少每一步中出现的差错或者意外因素对实验造成的影响。
(2)实验过程中要静下心来,细心仔细地完成每一步。
(3)此次试验中很重要的一步即是对外植体的灭菌过程,既不能灭菌时间过长对外植体早成伤害,又不能时间过短,灭菌不完全,而且可以搭配集中灭菌试剂,综合使用。
在接种的过程中也要格外注意无菌操作,这些都是实验成功地基本前提。
本次实验有成功之处,亦有不足之处。
在愈伤组织诱导培养时,因为操作上的不严谨性等多种原因导致结果不理想,但在继代培养时,我深刻体会到了实验细节的重要性,因此,继代培养初期,取得了较好的结果,但还是由于粗心大意,使外植体的长势出现了下降趋势。
通过本次实验,我深刻认识到了严谨的科学态度的重要性,理论与实践是不可分割的,在理论学习的同时,还需要认真的进行实验。
参考文献
[1]. 李浚明,朱登云.植物组织培养(第3版).中国农业大学出版社.2005,2.
[2].王连清主编.植物组织培养.北京:中国农业出版社,2002.
[3].潘瑞炽主编. 植物组织培养(第三版).广州:广东高等教育出版社,2003.
[4].曹孜义,刘国民主编. 实用植物组织培养技术教程.兰州:甘肃科学技术出版社,2001.
[5].郭勇,崔堂兵,谢秀帧编著. 植物细胞培养与应用.北京:科学出版社,2004.。