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园艺植物组织培养-第3章PPT课件
官. ➢ 在建立一项新的培养系统时，首先必须找到一合适
的培养基，培养才有可能成功.
一、培养基的成分
培养基的成分主要可以分水、无机盐、有机物、天然复合 物、培养体的支持材料等五大类。
1．水 配制培养基母液时要用蒸馏水，以保持母液及培
养基成分的精确性，防止贮藏过程发霉变质。 2、无机元素(inorganic nutrition )
大量元素，指浓度大于0.5mmol／L的元素， 有N，P，K，Ca，Mg，S等。其作用是：
(1)N:蛋白质、酶、叶绿素、维生素、核酸、磷脂、生物
碱等的组成成分。
氮（N）：细胞中核酸的组成部分，也是生物体许多酶的成分，氮被 植物吸收后转化为氨基酸再转化为蛋白质，然后被植物利用。
氮还是叶绿素、维生素和植物激素的组成成分。 氮主要以铵态氮、销态氮两种形式被使用，实际中常常将两者混合使
琼脂的用量一般在4～10g/L之间。 在离体培养中，增加琼脂的用量可以克服“玻璃化现象”的
发生。
琼脂的凝固能力除与原料、厂家和加工方式有关外，还与高 压灭菌的温度、时间、pH值等因素有关，长时间的高温会使 凝固能力下降，过酸及高温会使琼脂发生水解，失去凝固能 力。存放时间过久，也会逐渐失去凝固力，在使用中应注意。
6、抗氧化物(antioxide)
植物组织在切割时会溢泌一些酚类物质，接触空气中的氧
气后，自动氧化或由酶类催化氧化为相应的醌类，产生可 见的茶色、褐色以致黑色，这就是酚污染。
这些物质渗出细胞外就造成自身中毒，使培养的材料生长 停顿，失去分化能力，最终变褐死亡。
在木本，尤其是热带木本及少数草本植物中较为严重。 抗酚类氧化常用的药剂有半胱氨酸及Vc，可用50-200 mg/L
培养基中最常用的氨基酸是甘氨酸，其他的如精 氨酸、谷氨酸、谷酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、 丙氨酸等也常用。
的培养基，培养才有可能成功.
一、培养基的成分
培养基的成分主要可以分水、无机盐、有机物、天然复合 物、培养体的支持材料等五大类。
1．水 配制培养基母液时要用蒸馏水，以保持母液及培
养基成分的精确性，防止贮藏过程发霉变质。 2、无机元素(inorganic nutrition )
大量元素，指浓度大于0.5mmol／L的元素， 有N，P，K，Ca，Mg，S等。其作用是：
(1)N:蛋白质、酶、叶绿素、维生素、核酸、磷脂、生物
碱等的组成成分。
氮（N）：细胞中核酸的组成部分，也是生物体许多酶的成分，氮被 植物吸收后转化为氨基酸再转化为蛋白质，然后被植物利用。
氮还是叶绿素、维生素和植物激素的组成成分。 氮主要以铵态氮、销态氮两种形式被使用，实际中常常将两者混合使
琼脂的用量一般在4～10g/L之间。 在离体培养中，增加琼脂的用量可以克服“玻璃化现象”的
发生。
琼脂的凝固能力除与原料、厂家和加工方式有关外，还与高 压灭菌的温度、时间、pH值等因素有关，长时间的高温会使 凝固能力下降，过酸及高温会使琼脂发生水解，失去凝固能 力。存放时间过久，也会逐渐失去凝固力，在使用中应注意。
6、抗氧化物(antioxide)
植物组织在切割时会溢泌一些酚类物质，接触空气中的氧
气后，自动氧化或由酶类催化氧化为相应的醌类，产生可 见的茶色、褐色以致黑色，这就是酚污染。
这些物质渗出细胞外就造成自身中毒，使培养的材料生长 停顿，失去分化能力，最终变褐死亡。
在木本，尤其是热带木本及少数草本植物中较为严重。 抗酚类氧化常用的药剂有半胱氨酸及Vc，可用50-200 mg/L
培养基中最常用的氨基酸是甘氨酸，其他的如精 氨酸、谷氨酸、谷酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、 丙氨酸等也常用。
(完整版)园艺植物组织培养-绪论1
固体培养 液体培养
体胚液体培养
不同类型液体培养装置 液体培养体系
菠萝种苗液体培养系统
丹参毛状根培养
植物组织培养过程示意图
上面的示意图中还有什么地方不够完善的？ 没有进行灭菌处理，试管也没有做密封等。
植物组织培养的基本过程
离体的植物 脱分化 器官、组织、 细胞
愈 再分化 根
伤
组
织
芽
植 物 体
是对由愈伤组织等进行培养所得到的能保持较 好分散性的离体单细胞或花粉单细胞或很小的细胞 团的培养。
(5)原生质体培养(proplastculture)：
是用酶及物理方法除去细胞壁的原生质体的培养。
二、分类（按培养基类型）
根据培养基类型
固体培养 液体培养
二、分类（按培养方式 ）
看护培养 微室培养 细胞悬浮培养 双层滤纸植板培养 原生质体培养
②生长周期短，繁殖率高
植物组织培养是由于人为控制培养条件，根 据不同植物不同部位的不同要求而提供不同的培养 条件，因此生长较快。另外，植株也比较小，往往 20-30d为一个周期。所以，虽然植物组织培养需要 一定设备及能源消耗，但由于植物材料能按几何级 数繁殖生产，故总体来说成本低廉，且能及时提供 规格一致的优质种苗或脱病毒种苗。
看护培养
Hale Waihona Puke 微室培养微室培养示意图
石蜡 悬滴
盖玻片
凹穴载玻片
细 胞 悬 浮 培 养
原生质体培 养
三、特点
组织培养是本世纪发展起来的一门新技术，由于科学技术 的进步，尤其是外源激素的应用，使组织培养不仅从理论 上为相关学科提出了可靠的实验证据，而且一跃成为一种 大规模、批量工厂化生产种苗的新方法，并在生产上越来 越得到广泛的应用。植物组织培养之所以发展如此之快， 应用的范围如此之广泛，是由于具备以下几个特点：
园艺植物组织培养
外植体（explant）—凡是用于离体培养的植物器官、组织、 细胞、胚胎或原生质体统称为外植体。 8
无菌
是指使培养器皿、器械、培养基和培养材料等处于无微生 物（真菌、细菌和病毒等）的状态，以保证培养材料在培养器皿 中正常生长和发育。
9
人工控制的环境
是指对光照、温度、湿度、气体等条件的人工控制，满足
园艺植物生物技术
参考书目
《园艺植物生物技术》，邓秀新、 胡春根主编 《植物生物技术》（第二版） 张献龙主编 《植物组织培养》巩振辉 申书兴著 《园艺植物组织培养 》吕晋慧 孔冬梅著 《植物组织培养实验指导》 王蒂 著
2
一、植物组织培养的应用
加拿大一位渥太华大学的生物专家， 安德鲁佩林（Andrew Pelling），利 用苹果作为细胞培养基，诱导人耳
20
感 谢 敬请批评指正
括根、 茎、叶、花、果实、种子等。
（3）胚胎培养：包括幼胚、成熟胚、胚乳、胚珠、子房培养等。 （4）组织培养：包括形成层组织、分生组织、表皮组织、薄壁组织以及 愈伤组织等的培养。其中，愈伤组织培养是一种最常见的 培养形式。
13
二、植物组织培养的种类 （四类）
1.根据外植体材料的不同分为6种类型组织培养
6
第一节 植物组织培养的基本概念
一、植物组织培养的概念 二、植物组织培养的种类三、植物组织培养的理论基础
7
一、植物组织培养的概念
植物组织培养（plant tissue culture） 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、胚胎、 原生质体等进行培养，使其生长、分化并再生成完整 植株的技术。
3
一、植物组织培养的应用
通过组织培养不仅可以快速繁殖优良苗木，而且可以进行无病毒植株的培 育，种质资源的保存等等。组织培养与园艺生产，农业生产及基因工程息息相 关，应用广泛，是生命科学的重要研究内容。已渗透到植物生理学、 病理学、 药学、 遗传学以及生物化学等生命科学的各个领域，成为许多基础理论深入研 究的必要手段和方法。
植物组织培养ppt课件
36
三、植物组织培养的发展简史
四个阶段
探索阶段（1902-1929年） 奠基阶段（1930-1960年） 迅速发展阶段（1960-1980） 生产上广泛应用阶段(1980-今）
37
1. 探索阶段（1902-1929年）
Haberlandt：
贡献： 提出细胞全能性假说 首次进行离体细胞培养
有不同的培养反应。 （6）植物种类的差异。 一般双子叶植物比单子叶植物
及裸子植物容易。
25
4、愈伤组织（Callus）培养
①愈伤组织生长过程
在脱分化的过程中，多形成Callus, 其细胞结构无明 显极性。
• （1）诱导期：细胞准备进行分裂， 细胞大小几乎不变，
生理生化变化大，迅速合成蛋白质和核酸。
RNA
27
28
③愈伤组织的继代培养 在多数情况下，随着培养时间的延长，Callus长势
下降、褐变、分化和形态发生能力下降甚至死亡。主 要原因：染色体畸变，基因突变， 生理因素（代谢产 物），细胞或组织内激素平衡的改变，细胞对外源生 长物质的敏感性改变，培养基损耗等。
29
④愈伤组织形态发生 （1）准备：外层细胞分裂逐渐减慢并停止；内部较深
19
2 、细胞分化（Cell differentiation）
①概念
（1） 分化：是指植物体各个部分出现异质性的现象，
包括细胞分化、组织分化和器官分化。
（2）细胞分化：指同一来源的细胞逐渐产生出形态结 构、功能特征各不相同的细胞类群的过程，其结果是 在空间上细胞产生差异，在时间上同一细胞与其从前 的状态有所不同。
35
②影响细胞再分化因素： 从理论上讲，在离体培养条件下经过再分化可获 得各种
三、植物组织培养的发展简史
四个阶段
探索阶段（1902-1929年） 奠基阶段（1930-1960年） 迅速发展阶段（1960-1980） 生产上广泛应用阶段(1980-今）
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1. 探索阶段（1902-1929年）
Haberlandt：
贡献： 提出细胞全能性假说 首次进行离体细胞培养
有不同的培养反应。 （6）植物种类的差异。 一般双子叶植物比单子叶植物
及裸子植物容易。
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4、愈伤组织（Callus）培养
①愈伤组织生长过程
在脱分化的过程中，多形成Callus, 其细胞结构无明 显极性。
• （1）诱导期：细胞准备进行分裂， 细胞大小几乎不变，
生理生化变化大，迅速合成蛋白质和核酸。
RNA
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28
③愈伤组织的继代培养 在多数情况下，随着培养时间的延长，Callus长势
下降、褐变、分化和形态发生能力下降甚至死亡。主 要原因：染色体畸变，基因突变， 生理因素（代谢产 物），细胞或组织内激素平衡的改变，细胞对外源生 长物质的敏感性改变，培养基损耗等。
29
④愈伤组织形态发生 （1）准备：外层细胞分裂逐渐减慢并停止；内部较深
19
2 、细胞分化（Cell differentiation）
①概念
（1） 分化：是指植物体各个部分出现异质性的现象，
包括细胞分化、组织分化和器官分化。
（2）细胞分化：指同一来源的细胞逐渐产生出形态结 构、功能特征各不相同的细胞类群的过程，其结果是 在空间上细胞产生差异，在时间上同一细胞与其从前 的状态有所不同。
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②影响细胞再分化因素： 从理论上讲，在离体培养条件下经过再分化可获 得各种
园艺植物组织培养(完整版)
植物组织培养填空（每空1分,共10分) 名词解释（共20分）简答题（每小题8分，共40分）论述2题15分2013。
12。
11名词解释1、外植体：植物组织培养中，使用的各种器官、组织和细胞统称为外植体。
2、细胞核重编程:是细胞内的基因表达由一种类型变成另一种类型.通过这一技术，可以在同一个体上将较容易获得的细胞类型转变成另一种较难获得的细胞类型。
这一技术的实现将能避免异体移植产生的免疫排斥反应.3、直接器官发生：直接从外植体的细胞形成器官原基，然后发育成器官。
4、愈伤组织：是指在培养或自然条件下，植物细胞脱分化，不断增殖所产生的主要由薄壁细胞构成的不定形的组织.5、褐化现象：指对于富含多酚化合物的植物，在接种时由于切割或剥离使组织收到伤害,该类物质会在多分氧化酶的作用下氧化褐变，是培养基变黑，并严重抑制外植体生长和分化，严重时导致培养物死亡。
6、复幼现象：在离体培养环境下，取自成龄植株的外植体由于适应环境而一步步向幼龄方向变化。
7、胚状体:在离体培养条件下,植物离体培养的细胞、组织、器官也可以产生类似胚的结构，其形成也经历一个类似胚胎发生和发育过程,这种类似胚的结构称为胚状体。
8、植物超低温种质保存:将植物的离体材料包括茎尖、分生组织胚胎花粉愈伤组织、悬浮细胞、原生质体等,经过一定的方法处理后在超低温条件下进行保存的方法。
条件培养基9、无菌：是指使培养器皿、器械、培养基和培养材料等处于无真菌、细菌、病毒等微生物的状态，以保证培养材料在培养器皿中正常生长和发育。
10、植物茎段培养：植物茎段培差是指对植物的带有一个以上定芽或不定芽的外植体进行离体培养的技术.11、脱分化：也称去分化,是指离体培养条件下生长的细胞、组织或器官经过细胞分裂或不分裂逐渐失去原来的结构和功能而恢复分生状态，形成无组织结构的细胞团或愈伤组织或成为未分化细胞特性的细胞的过程。
12、再分化：离体培养的植物细胞和组织细胞可以由脱分化状态重新进化分化,形成另一种或几种类型的细胞、组织、器官,甚至形成完整植株,这个过程称为再分化。
植物组织培养学
2021/2/4
1
18
（一）防止外植体带菌
2、室内或无菌条件下进行预培养
2021/2/4
1
19
（一）防止外植体带菌
3、外植体严格灭菌 灭菌效果试验 多次灭菌和交替灭菌
2021/2/4
1
20
看录像培养基的制备并思考制备的过程要注意些什么？
（二）保证培养基及接种器具彻底灭菌
1、分装时，注射器勿与瓶接触，培养基勿粘瓶口
织
芽
植 物 体
植物组织培养条件
含有全部营养成分的培养基、一定的温度、 空气、无菌环境、适合的PH、适时光照等。
2021/2/4
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8
2021/2/4
1
愈伤组织
9
植物细胞全能性的表达
脱分化：将来自已分化组织的已停止分裂 的细胞从植物体部分的抑制性影响下解脱 出来，恢复细胞的分裂活性。
再分化:经脱分化的组织或细胞在一定的培 养条件下可有转变为各种不同细胞类型的 能力。
生长素/细胞分裂素 适中 有利于根芽的分化 低 有利于芽的形成
生长调节物质的使用甚微，一般用mg／L表示浓度。在组 织培养中生长调节物质的使用浓度，因植物的种类、部位、 时期、内源激素等的不同而异，一般生长素浓度的使用为 0.05-5mg／L，细胞分裂素0.05—10mg／L。
2021/2/4
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32
2021/2/4
1
4
组织培养
在人工培养基上，离体培养 植物的器官、组织、细胞和原生 质体，并使其生长、增殖、分化 以及再生植株的技术。
思考：
1、植物组织培养的原理是什么？
植物细胞具有全能性，即生物体的 细胞，具有使后代细胞形成完整个 体的能力。
园艺植物组织培养ppt课件
2.直接再生途径
茎段和叶片接种到培养基上，均可以从一周 内，明显可以看到茎段和叶片开始膨大。但是 20d后不产生愈伤组织，直接分化出芽。
.
菊花再生植株
.
.
（三）生根、移栽
当培养基中的植株出芽 后，再将其转入到生根 培养基中，诱导其生根。 或通过无根嫩茎扦插生 根。
.
1.试管生根
切取3cm左右无根嫩茎，转插到1/2MS+NAA0.1培 养基中，经两周即可生根，然后移栽驯化。移栽初 期保持高湿度条件，营养钵基质浇透水，取出生根 的试管苗，洗掉附加在根部的培养基，用竹签在基 质上打一小孔，将幼苗插入基质中。然后家设小拱 棚以保湿，随着幼苗的生长，逐渐降低空气湿度和 基质含水量，转为正常的管理阶段。
▪ 技术关键：提高不同外植体胚状体发生及 萌发率和提高胚状体同步化率。
▪ 特点：胚状体发生数量多、速度快、结构 完整，繁殖系数高；遗传性稳定。
甘蔗、胡萝卜、石刁柏等
胚状体（embryoid）：指在组织培养中， 由一个非合子细胞(体细胞)，经胚胎发生和 胚胎发育过程（经过原胚、球形胚、心形 胚、鱼雷胚和子叶胚5个时期），形成具有 双极性的胚状结构。
▪ 一、园艺植物组织培养的意义 ▪ 园艺植物组织培养是园艺学不可或缺
的一个重要组成部分，为园艺植物的 各个基础学科的研究和发展提供了强 有力的手段，在园艺学的基础理论研 究方面占有重要的地位，在园艺产业 中具有广泛的应用前景。园艺植物组 织培养技术及理论研究的发展对提高 园艺植物生产水平和技术水平，加速 园艺科学现代化的进程具有重要作用。
第三章 园艺植物组织培养
.
内 容（4学时）
▪ 第一节 概说
▪ 第二节 园艺植物组织培养的应用
▪ 第三节 园艺植物原生质体培养和体细胞杂交 ▪ 第四节 原生质体融合与园艺植物改良
茎段和叶片接种到培养基上，均可以从一周 内，明显可以看到茎段和叶片开始膨大。但是 20d后不产生愈伤组织，直接分化出芽。
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菊花再生植株
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（三）生根、移栽
当培养基中的植株出芽 后，再将其转入到生根 培养基中，诱导其生根。 或通过无根嫩茎扦插生 根。
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1.试管生根
切取3cm左右无根嫩茎，转插到1/2MS+NAA0.1培 养基中，经两周即可生根，然后移栽驯化。移栽初 期保持高湿度条件，营养钵基质浇透水，取出生根 的试管苗，洗掉附加在根部的培养基，用竹签在基 质上打一小孔，将幼苗插入基质中。然后家设小拱 棚以保湿，随着幼苗的生长，逐渐降低空气湿度和 基质含水量，转为正常的管理阶段。
▪ 技术关键：提高不同外植体胚状体发生及 萌发率和提高胚状体同步化率。
▪ 特点：胚状体发生数量多、速度快、结构 完整，繁殖系数高；遗传性稳定。
甘蔗、胡萝卜、石刁柏等
胚状体（embryoid）：指在组织培养中， 由一个非合子细胞(体细胞)，经胚胎发生和 胚胎发育过程（经过原胚、球形胚、心形 胚、鱼雷胚和子叶胚5个时期），形成具有 双极性的胚状结构。
▪ 一、园艺植物组织培养的意义 ▪ 园艺植物组织培养是园艺学不可或缺
的一个重要组成部分，为园艺植物的 各个基础学科的研究和发展提供了强 有力的手段，在园艺学的基础理论研 究方面占有重要的地位，在园艺产业 中具有广泛的应用前景。园艺植物组 织培养技术及理论研究的发展对提高 园艺植物生产水平和技术水平，加速 园艺科学现代化的进程具有重要作用。
第三章 园艺植物组织培养
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内 容（4学时）
▪ 第一节 概说
▪ 第二节 园艺植物组织培养的应用
▪ 第三节 园艺植物原生质体培养和体细胞杂交 ▪ 第四节 原生质体融合与园艺植物改良
植物组织培养园艺
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2、激素母液的配制 ⑴ 激素母液的浓度
1～10mmol/L或0.1～1mg/L ⑵ 配制方法 生长素类 细胞分裂素类 ⑶ 培养基的保存
26
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2.2.3.2 培养基的配制
水 准备 母液 混合定容 调pH 加入琼脂
糖
加热溶解
培养器皿 清洗 干燥 分装 封口
18
当前您正浏览第十八页，共五十页。
⑵ 先用细胞分裂素处理，后用生长 素处理，细胞分裂也分化。
⑶ 用生长素和细胞分裂素同时处理， 细胞脱分化后分化频率提高。但二者的 使用浓度比值可以决定器官分化方向： 生长素/细胞分裂素比值高时，有利于 根分化，抑制芽形成。反之，有利于芽 分化，抑制根形成。比值适中时，促进 愈伤组织的形成和生长。
培养室房间及门要小，而且密闭性要好，最好装移 门；
无菌操作室要小，要设缓冲间，也最好装移门，且门 要稍大一些。
7
当前您正浏览第七页，共五十页。
2.1.3 组培实验室的基本设备 2.1.3.1 器皿和器械类
⒈玻璃器皿 ⒉器械 镊子类 解剖刀 剪刀 接种针 细菌过滤器
8
当前您正浏览第八页，共五十页。
当前您正浏览第二十二页，共五十页。
2.2.2.2 基本培养基的选择 MS培养基 B5培养基 N6培养基 改良的White培养基 WPM培养基
★ 培养基是否适合所培养的植物，必须 通过试验进行筛选。
23
当前您正浏览第二十三页，共五十页。
2.2.3 培养基的配制
母液稀释法
2.2.3.1 培养基母液的配制和保存 1、基本培养基母液的配制 ⑴ 单配法 ⑵ 混配法 ① 按照避免难溶性沉淀形成的原
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2、激素母液的配制 ⑴ 激素母液的浓度
1～10mmol/L或0.1～1mg/L ⑵ 配制方法 生长素类 细胞分裂素类 ⑶ 培养基的保存
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2.2.3.2 培养基的配制
水 准备 母液 混合定容 调pH 加入琼脂
糖
加热溶解
培养器皿 清洗 干燥 分装 封口
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⑵ 先用细胞分裂素处理，后用生长 素处理，细胞分裂也分化。
⑶ 用生长素和细胞分裂素同时处理， 细胞脱分化后分化频率提高。但二者的 使用浓度比值可以决定器官分化方向： 生长素/细胞分裂素比值高时，有利于 根分化，抑制芽形成。反之，有利于芽 分化，抑制根形成。比值适中时，促进 愈伤组织的形成和生长。
培养室房间及门要小，而且密闭性要好，最好装移 门；
无菌操作室要小，要设缓冲间，也最好装移门，且门 要稍大一些。
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2.1.3 组培实验室的基本设备 2.1.3.1 器皿和器械类
⒈玻璃器皿 ⒉器械 镊子类 解剖刀 剪刀 接种针 细菌过滤器
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2.2.2.2 基本培养基的选择 MS培养基 B5培养基 N6培养基 改良的White培养基 WPM培养基
★ 培养基是否适合所培养的植物，必须 通过试验进行筛选。
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2.2.3 培养基的配制
母液稀释法
2.2.3.1 培养基母液的配制和保存 1、基本培养基母液的配制 ⑴ 单配法 ⑵ 混配法 ① 按照避免难溶性沉淀形成的原