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植物组织培养课件第1章绪论

植物组织培养课件第1章绪论

中南林业科技大学经济林育种与栽培重点实验室
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中南林业科技大学经济林育种与栽培重点实验室
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1.2 植物组织培养的特点
▪ 无菌条件 ▪ 成分完全确定的人工培养基 ▪ 起始材料处于离体状态 ▪ 克隆 ▪ 组培苗叶片表面一般无角质层或蜡质层，
气孔始终张开 ▪ 环境温度、光照强度和时间可以人为设定
中南林业科技大学经济林育种与栽培重点实验室
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自我简介
张党权，男，1976年生，教授，博士，硕导 ▪ 名贵林木植物组织培养； ▪ 植物转基因研究； ▪ 林产品加工利用。
联系方式： Tel：13574887728 E-mail：zhangdangquan@
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▪ 根据培养基的物理状态划分
按培养基中是否加入凝固剂可将植物 组织细胞培养分为固体培养和液体培养两 种不同的培养。根据所用培养液的量的不 同，有可将液体培养分为液体悬浮培养和 液体浅层培养；还可根据液体培养时培养 瓶的放置情况，分为液体静置培养、液体 旋转培养和液体振荡培养等。
理论课成绩与实验课成绩分开理论课成绩与实验课成绩分开二教学安排及成绩分配二教学安排及成绩分配中南林业科技大学经济林育种与栽培重点实验室中南林业科技大学经济林育种与栽培重点实验室44第一章第一章绪论绪论第二章第二章植物组织培养的基本原理植物组织培养的基本原理第三章第三章实验室及基本操作实验室及基本操作第四章第四章植物胚胎培养及离体授粉植物胚胎培养及离体授粉第五章第五章植物器官和组织培养植物器官和组织培养第六章第六章植物单倍体的诱导及单倍体育种植物单倍体的诱导及单倍体育种第七章第七章植物单细胞培养植物单细胞培养第八章第八章原生质体培养与体细胞杂交原生质体培养与体细胞杂交第九章第九章组织培养与植物转基因组织培养与植物转基因三课程设置三课程设置中南林业科技大学经济林育种与栽培重点实验室中南林业科技大学经济林育种与栽培重点实验室55王蒂植物组织培养王蒂植物组织培养20062006中国农业出中国农业出朱至清植物细胞工程朱至清植物细胞工程20032003化学工业化学工业出版社出版社曹家树等园艺植物育种学曹家树等园艺植物育种学20022002中国农业大学出版社国农业大学出版社http

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

植物组织培养课件1_PPT幻灯片

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1.2 植物组织培养的概念及类型：
植物组织培养： 是指在无菌条件下利用人工培养基对离体
的植物器官、组织、细胞、原生质体等进 行的培养。
植物组织培养的类型
按培养材料分为（Gamborg等)：
愈伤组织培养 器 官培养
悬浮细胞培养
最为常见的组织培养
胚、胚乳、珠心、子房、根、茎、叶、 花和幼果的部分组织的培养 游离单细胞培养
1.4 植物组织培养发展简史
1、萌芽阶段：(从20世纪初到30源自代中）➢1838-1839年，德国科学家Schleide 和Schwann 发表了细胞学说，奠定了组织培养的理论基础。
Haberlandt： 1902年，提出了
植物细胞全能性学说
观点：
高等植物的组织和器官可 以分割成单个细胞
贡献： 提出细胞全能性
➢创立了White培养基。
➢1943年White发表了《植物组织 培养手册》的专著，使植物组织 培养开始成为一门新兴的学科。
叶诱导愈伤组织
1.3 植物组织培养的基本理论
1.2.1 植物细胞的全能性
一个生活的植物细胞，只要有完整的膜系统 和细胞核，它就会带有一套发育成一个完整植 株的遗传基础，并具备发育成完整植物体的潜 在能力。
细胞全能性的实现条件和差异
全能性实现的条件：
离体状态 有一定营养物质、激素和其他外界条件
1960年G.Morel采用兰花的茎尖培养，
实现了去病毒和快速繁殖两个目的。这是
G.Morel
经过茎尖—原球茎—小植株的方式而再生 的。
Morel提出的这种离体无性繁殖方法，其繁殖系数极高，很
快被兰花生产者所采用，迅速建立起兰花工业。植物离体微繁技
术及脱毒技术得到了迅速发展，实现了产业化。

植物组织培养技术.pptx

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③插入时应注意方向，不要倒插。茎段、茎尖 基部插入培养基利于吸收水分和养分
思考：你打算做几组重复？你打算设置对照实 验吗？
答：每种材料或配方至少要做一组以上的重复。 设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养 基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养， 用以说明培养基制作合格，没有被杂菌污染。
（四）培养
愈伤组织:细胞排列疏松而无规则,是高度液泡 化的、成无定形状态的薄壁细胞。
人参的愈伤组织
菠萝的愈伤组织
1、影响植物组织培养的因素 （1）植物材料的选择
烟草和胡萝卜的组织培养较为容易
枸杞愈伤组织的芽诱导比较难 同一植物材料的年龄、保存时间的长短会 影响实验结果
菊花的组织培养一般选择未开花植株的茎 上部新萌生的侧枝
使用顺序
先使用生长素，后使用 细胞分裂素
先使用细胞分裂素后使 用生长素
同时使用
实验结果 有利于细胞分裂，但不 利分化 细胞既分裂也分化
分化频率高
③生长素和细胞分裂素同时使用，用量的比例 对植物细胞发育方向的影响 生长素 > 细胞分裂素： 有利于根的分化 生长素 < 细胞分裂素： 有利于芽的分化，抑
2、配置培养基
① 配制培养液
② 调PH ③培养基的分装 分装到锥形瓶中，每瓶分装50ml或100ml 由于菊花的茎段的组织培养比较容易，因此 不必添加植物激素
3、灭菌 分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸 汽灭菌
（二）外植体消毒
1、选材：菊花茎段，取生长旺盛的嫩枝 2、消毒
①流水冲洗
菊花茎段用流水冲洗后可少许洗衣粉，用软刷 轻轻刷洗，刷洗后在流水下冲洗20min左右
必要条件： 一定的营养物质、激素和其他 外界条件
原理: 细胞的全能性

园艺植物组织培养-第3章PPT课件

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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。

(完整版)园艺植物组织培养-绪论1

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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：

植物组织培养绪论42页PPT


21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
植物组织培养绪论
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！Βιβλιοθήκη

园艺植物组织培养绪论1


(3)组织或愈伤组织培养(tissue callus culture)
为狭义的组织培养，是对植物体的各部分组织进行培 养，如茎尖分生组织、形成层、木质部、韧皮部、表皮 组织、胚乳组织和薄壁组织等等；或对由植物器官培养 产生的愈伤组织进行培养，二者均通过再分化诱导形成 植株。
(4)细胞培养(cell culture)：
直接器官发生
间接器官发生
体细胞胚胎发生
贯叶金丝桃不定芽直接再生过程
非洲紫罗兰叶片培养
优化培养基
无蔗糖
1%蔗糖
5%蔗糖
无BAP
BAP 0.1mg/l
BAP 5.0mg/l
无NAA
台湾百合离体培养
器官发生途径（原球茎的形成）：
大花蕙兰原球茎增殖与植株再生
大蒜愈伤组织培养
日本牵牛花的离体培养
（2）体细胞胚胎发生（Somatic embryogenesis）：
体胚发生途径是指二倍体或单倍体的体细胞在特定条 件下．未经性细胞融合而通过与合子胚发生类似的途径发 育出新个体的形态发生过程。经体胚发生形成类似合子胚 的结构称为胚状体（embryoid）或体细胞胚(somatic embryo).
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
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，极利于高 度集约化和高密度工厂化生产，也利于自动化控制生产。 它是现代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。

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• 1、 Rapid propagation in-vitro • 2、Virus-free plantlet cultivation • 3、Cultivation of new varieties and new
• 1958: The discovery of somatic embryo.
Similar to zygotic embryo
3、The establishment of plant tissue culture
• 1960，G. Morel. He obtained the PLBs by shoot tip culture, cultured Cymbidium hubridum virus-free plants and achieved a rapid propagation method, which developed into the orchid industry.
• G. Haberlandt，1902，Germany • Put forward： Totipotency
• Experiment material ：Wild sesame野芝麻
• Experiment material ： dayflower鸭跖草
• Experiment material ： Eichhornia凤眼兰
medium, regenerated cells or whole plants. • Also known as plant culture in vitro.
2、Characteristics of plant tissue culture
• （1）Sterile
• （2）Artificial culture medium

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
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植物组织培养的应用原理
▪ 细胞的分化和形态建立：由脱分化的 细胞再分化出完整植株有两种途径：一 种叫做不定器官形成(adventitious organ formation)或叫做器官形成 (organogenesis)，即在愈伤组织的不 同部位分别形成独立形成不定根和不定 芽，另一种叫做体细胞胚胎发生 (somatic embryogenesis) ，即在愈 伤组织的表面形成类似于合子胚的结构， 我们称其为为体细胞胚，不定胚 (adventitious embryo)或胚状体 (embryo )，体细胞胚胎所经历的发育 阶段与合子胚相似，一般经历球形胚、 心型胚、鱼雷形胚和子叶胚4个发育阶段。
➢ 继代培养：将初代培养获得的培养体移植于新鲜的培养 基中，这种反复多次移植的培养称为继代 培养。
植物组织培养的应用原理
▪ 植物细胞具有全能性（totipotency)。所谓全能性是指一个完 整的植物细胞具有形成一个完整植株所必需的全部遗传信息。 ※ 对于植物细胞来说,不仅受精卵,体细胞也具有全能性. 植物细胞表达全能性大小是受精卵>生殖细胞>体细胞 ※已分化的动物体细胞的全能性是受限制的,但细胞核仍具有全 能性. ※全能性只不过是一种潜能性.
奠基阶段
20世纪30年代中至50年代末 ▪ 20世纪30年代有两个重要的发现
一是认识了B族维生素对植物生长的重要意义： 美国的White ，法国的Gauthere 二是发现了生长素是一种天然的生长调节物质
奠基阶段
▪ 20世纪40年代和50年代初 代表人物Skoog 另一主要发展：Overbreek
✓ 植物组织培养， 王清连， 中国农业出版社，2004
✓ 植物组织培养实用技术，朱建华、彭士勇，中国计量 出版社，2001
✓ 植物组织培养与工厂化育苗，崔德才、徐培文，化学 工业出版社，2003
✓果树无病毒苗木繁育与栽培，王国平、刘福昌，金盾 出版社，
绪
论
一、植物组织培养的概念 二、植物组织培养的发展简史 三、植物组织培养的应用
组织培养类型
➢ 根据外植体材料的不同
3 . 愈伤组织培养(callus culture)
愈伤组织(callus)是指植 物在受伤后于其伤口表面 形成的一团薄壁细胞。在 植物组织细胞培养中，则 指在人工培养基上由外植 体形成的一团无序生长的 薄壁细胞。
组织培养类型
4 . 细胞培养(cell culture )
奠基阶段
▪ 20世纪50年代开始以后 1952年Morel和Martin 1953-1954年Muir 1955年Miller 1957年skoog和Miller 1958年Steward
迅速发展阶段
20世纪60年代至现在 ▪ 原生质培养获得重大突破：1960年Cocking ▪ 1962年Murashige和Skoog发表了MS培养基 ▪ 花药培养取得显著成绩 ▪ 微繁技术的广泛应用 ▪ 植物遗传转化
有性繁殖 嫁接
扦插 压条
一 植物组织培养概念
植物组织培养（plant tissue culture)是指利 用植物体的器官、组织、 细胞、原生质体，通过 无菌操作接种到人工培 养基上(medium)，在 一定的光照和温度条件 下进行培养，使其形成 完整的植株。
➢ 离体培养的材料（器官、组织、细胞、原生质体）我 们称为外植体(explant)。
组织培养类型
➢ 根据外植体材料根、茎、叶、胚、花药、
子房等
组织培养类型
➢ 根据外植体材料的不同
2. 茎尖分生组织培养 (shoot tip culture,shoot apex culture, apical meristem culture)
绪论 第一章、实验室设备和基本操作技术 第二章、植物组织器官培养 第三章、茎尖分生组织 第四章、单倍体细胞培养 第五章、细胞培养 第六章、种质保存 第七章、组培苗工厂化生产的经营与管理
参考书
✓ 植物细胞组织培养， 刘庆昌、吴国良，中国农业大 学出版社，2003.1
✓ 植物组织培养教程，李浚明，中国农业大学出版社， 第2版
组织培养类型
➢ 根据培养基的作用 :1 诱导培养; 2 增殖培养; 3 生根培养 ➢ 根据培养目的: 1 脱毒繁殖; 2 微体快繁; 3 试管育种;试管嫁接 ➢ 根据培养条件:1 光培养; 2 暗培养 ➢ 根据培养过程:1 初代培养;2 继代培养
概念
➢ 脱分化：在细胞组织培养中，一个成熟细胞或 分化细胞转变成为分生状态的过程，即形成愈伤组 织的过程，叫做脱分化（dedifferentiation） ➢ 植物的成熟细胞经历了脱分化之后，既形成 愈伤组织后，由愈伤组织再形成完整的植株， 这一过程叫做再分化(redifferentiation)或分化 (differentiation)和再生(regeneration)。 ➢ 外植体的最初培养称为初代培养。
植物组织培养的应用原理
植物组织培养的过程可以表示如下
脱分化 外植体
愈伤组织
再分化
完整植株
不定器官或 体细胞胚
二、发展简史
▪ 探索阶段 ▪ 奠基阶段 ▪ 迅速发展阶段
探索阶段
20世纪初至20世纪30年代中 ✓ 1902年Haberlandt年提出植物细胞全能性的观点 ✓ 胚培养：1904年Hanning ，1925Laibach ✓ 1922年美国的Robbins和德国的Kotte ✓ 1925 Laibach将亚麻种间杂交的幼胚离体培养成功
三、植物组织培养的应用
❖在植物脱毒和快速繁殖上的应用 ❖ 在植物育种上的应用: 胚培养、单倍体培养、
体细胞杂交、体细胞无性系变异、遗传转化 ❖ 在植物种质资源保存和交换上的应用 ❖ 植物基础理论方面的研究 ❖ 在次生代谢物生产上的应用
5 .原生质体培养 (protoplast culture).
➢ 根据外植体材料的不同 摇床 发酵 罐
组织培养类型
1 固体培养 2 半固体培养 3 液体培养
➢ 根据培养基状态
液体培养又包括有静止 培养、振荡培养、旋 转培养、纸桥培养
组织培养类型
➢ 根据培养方法
1 平板培养 2 微室培养 3 悬浮培养 4 单细胞培养