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1、工厂化育苗第一页，讲稿共五十四页哦Review:1.facilities and development of gemination canbinatekey point:pre-rangement and control of micro-climate 2.plug&substrate/standard plantlet indexclassification/selection/第二页，讲稿共五十四页哦Something important about seed storation:1.Humidity/temperature/moisture content1%moisture con
2、tent shelf life expact 5(10)temperature shelf life 5-21(40-70)8%2.100 rule(80 rule)3.container silver paper/iron can第三页，讲稿共五十四页哦Todays topics1.water&irrigation2.substrate&selection of substrate第四页，讲稿共五十四页哦1.source2.environment3.influnce from humanbeing第五页，讲稿共五十四页哦NO3-Fe3+Cl-Col-F-第六页，讲稿共五十四页哦1.PH(po
3、ndus hydrogenii)value2.basicity 3.salinity4.SAR(sodium absorption rate)evaluation index第七页，讲稿共五十四页哦PH=7 basicity amount of acid used by titration salinity concentration of saline ions SAR concentration of H+10-7stipulation&formula 第八页，讲稿共五十四页哦1.PH value:5.5-6.02.basicity value:80mg/L3.EC value:1.0mm
4、hos(mS/cm)4.SAR 2.0第二十页，讲稿共五十四页哦Vermiculite第二十一页，讲稿共五十四页哦Perlite第二十二页，讲稿共五十四页哦Expansion ceramic第二十三页，讲稿共五十四页哦第二十四页，讲稿共五十四页哦Tissue Culture2013-3-27 (周5)二章 第二十五页，讲稿共五十四页哦History1.Schleiden&Schwann18382.Haberlandt 19023.Hanning 19044.1960s5.2013-3-22 (周5)第二十六页，讲稿共五十四页哦植物组织培养：?2013-3-22 (周5)第二十七页，讲稿共五十四
5、页哦植物细胞的全能性（植物细胞的全能性（totipotent)：植物细胞具有该植物体全部遗传的可能性，在一定条件下具有发育成完整植物体的潜在能力。2013-3-22 (周5)第二十八页，讲稿共五十四页哦2013-3-22 (周5)第二十九页，讲稿共五十四页哦植物组织培养的分类外植体：由活体植物体上提取下来的，接种在培养基上的无菌细胞、组织、器官等。广义的组织培养依外植体不同，可分为：器官培养、茎尖分生组织培养、愈伤组织培养、细胞培养、原生质体培养愈伤组织：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。第三十页，讲稿共五十四页哦植物细胞全能性的表达 脱分化（dedifferentia
6、tion)：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（redifferentiation):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。第三十一页，讲稿共五十四页哦植物组织培养的理论基础植物细胞的全能性原理原理：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。差异：差异：（1）受精卵的全能性最高（2）受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的低。潜在全能性的原因潜在全能性的原因：基因表达的选择性 科学研究表明，处
7、于离体状态的植物活细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养。第三十二页，讲稿共五十四页哦植物组织培养特点培养条件可以人为控制生长周期短，繁殖率高 管理方便，利于工厂化生产和自动化控制 第三十三页，讲稿共五十四页哦在进行植物组织培养工作之前，首先应对工作中需要哪些最基本的设备条件有个全面的了解，以便因地制宜地利用现有房屋，或新建、改建实验室。实验室的大小取决于工作的目的和规模。以工厂化生产为目的，实验室规模太小，则会限制生产，影响效率。在设计组织培养实验室时，应按组织培养程序来没计，避免某些环节倒排，引起
8、日后工作混乱。植物组织培养是在严格无菌的条件下进行的。要做到无菌的条件，需要一定的设备、器材和用具，同时还需要人工控制温度、光照、湿度等培养条件。第三十四页，讲稿共五十四页哦1 实验室设计原则：保证无菌操作，达到工作方便，防止污染。2 实验室组成：化学实验室、洗涤菌室、无菌操作室（接种室）、培养室、细胞学实验室。第三十五页，讲稿共五十四页哦 化学实验室（准备室）：完成所使用的各种药品的贮备、称量、溶解、配制、培养基分装等。主要设备：药品柜、防尘橱（放置培养容器）、冰箱、天平、蒸馏水器、酸度计及常用的培养基配制用玻璃仪器.洗涤、灭菌室：完成各种器具的洗涤、干燥、保存、培养基的灭菌等。主要设备：水
9、池、操作台、高压灭菌锅、干燥灭菌器（如烘箱）等。第三十六页，讲稿共五十四页哦无菌操作室（接种室）无菌操作室（接种室）：主要用于植物材料的消毒、接种、培养物的转移、试管苗的继代、原生质体的制备以及一切需要进行无菌操作的技术程序。主要设备：紫外光源、超净工作台、消毒器、酒精灯、接种器械（接种镊子、剪刀、解剖刀、接种针）等。第三十七页，讲稿共五十四页哦培养室培养室：培养室是将接种的材料进行培养生长的场所。培养室的大小可根据需要培养架的大小、数目、及其他附属设备而定。其设计以充分利用空间和节省能源为原则。高度比培养架略高为宜，周围墙壁要求有绝热防火的性能。主要设备：培养架（控温控光控湿）、摇床、培养箱
10、、紫外光源等。第三十八页，讲稿共五十四页哦细胞学实验室：用于对培养物的观察分析与培养物的计数等。主要设备：双筒实体显微镜、显微镜、倒置显微镜等。其他小型仪器设备：分注器、血球计数器、移液枪、过滤灭菌器、电炉等加热器具、磁力搅拌器、低速台式离心机等。第三十九页，讲稿共五十四页哦培养基(culture medium)培养基：是植物组织培养的重要基质。在离体培养条件下，不同种植物的组织对营养有不同的要求，甚至同一种植物不同部位的组织对营养的要求也不相同，只有满足了它们各自的特殊要求，它们才能很好地生长。因此，没有一种培养基能够适合一切类型的植物组织或器官，在建立一项新的培养系统时，首先必须找到一合适
11、的培养基，培养才有可能成功。第四十页，讲稿共五十四页哦常用的培养基(1)MS培养基(2)B5培养基(3)White培养基 （4）N6培养基 (5)KM8P培养基第四十一页，讲稿共五十四页哦培养基的成分 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。第四十二页，讲稿共五十四页哦水是植物原生质体的组成成分，也是一切代谢过程的介质和溶媒。它是生命活动过程中不可缺少的物质。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。大规模生产时可用自来水。但在少量研究上尽量用蒸馏水，以防成分的变化引起不良效果。第四十三页，讲稿共五十四页哦无机元素
12、(inorganic element)大量元素大量元素，指浓度大于0.5mmolL的元素等。其作用是：(1)N 是蛋白质、酶、叶绿素、维生素、核酸、磷脂、生物碱等的组成成分，是生命不可缺少的物质。在制备培养基时以NO3N和NH4N两种形式供应。大多数培养基既含有N03N又含NH4N。NH4N对植物生长较为有利。供应的物质有KNO3、NH4NO3等。有时，也添加氨基酸来补充氮素。(2)P 是磷脂的主要成分。而磷脂又是原生质、细胞核的重要组成部分。磷也是ATP、ADP等的组成成分。在植物组织培养过程中，向培养基内添加磷，不仅增加养分、提供能量，而且也促进对N的吸收，增加蛋白质在植物体中的积累。常用
13、的物质有KH2P04或NaH2P04等。(3)K 对碳水化合物合成、转移、以及氮素代谢等有密切关系。K增加时，蛋白质合成增加，维管束、纤维组织发达，对胚的分化有促进作用。但浓度不易过大，一般为13mgL为好。制备培养基时，常以KCI、KN03等盐类提供。(4)Mg、S和Ca、Mg 是叶绿素的组成成分，又是激酶的活化剂；S是含S氨基酸和蛋白质的组成成分。它们常以MgSO47H20提供。用量为13mgl较为适宜；Ca是构成细胞壁的一种成分，Ca对细胞分裂、保护质膜不受破坏有显著作用，常以CaCl22H2O提供。第四十四页，讲稿共五十四页哦微量元素 指小于0.5mmolL的元素，Fe，B，Mn，Cu
14、，Mo，Co等。铁是一些氧化酶、细胞色素氧化酶、过氧化氢酶等的组成成分。同时，它又是叶绿素形成的必要条件。培养基中的铁对胚的形成、芽的分化和幼苗转绿有促进作用。在制做培养基时不用Fe2SO4，和FeCl3(因其在pH值52以上，易形成Fe(OH)3的不溶性沉淀)，而用FeSO47H20和Na2EDTA结合成合物使用。B，Mn，Zn，Cu，Mo，Co等，也是植物组织培养中不可缺少的元素，缺少这些物质会导致生长、发育异常现象。第四十五页，讲稿共五十四页哦有机化合物(organic compound)培养基中若只含有大量元素与微量元素，常称为基本培养基（basic medium)。为不同的培养目的往
15、往要加入一些有机物以利于快速生长。常加入的有机成分主要有以下几类：第四十六页，讲稿共五十四页哦碳水化合物 最常用的碳源是蔗糖，葡萄糖和果糖也是较好的碳源，可支持许多组织很好的生长。麦芽糖、半乳糖、甘露糖和乳糖在组织培养中也有应用。蔗糖使用浓度在2%3%，常用3%，即配制一升培养基称取30g蔗糖，有时可用2.5%，但在胚培养时采用4%-15%的高浓度，因蔗糖对胚状体的发育起重要作用。不同糖类对生长的影响不同。从各种糖对水稻根培养的影响来看，以葡萄糖效果最好，果糖和蔗糖相当，麦芽糖差一些。不同植物不同组织的糖类需要量也不同，实验时要根据配方规定按量称取，不能任意取量。高压灭菌时，一部分糖会发生分解
16、，制定配方时要给予考虑。在大规模生产时，可用食用的绵白糖代替。第四十七页，讲稿共五十四页哦维生素(vitamin)这类化合物在植物细胞里主要是以各种辅酶的形式参与多种代谢活动，对生长、分化等有很好的促进作用。虽然大多数的植物细胞在培养中都能合成所必需的维生素，但在数量上，还明显不足，通常需加入一至数种维生素，以便获得最良好的生长。主要有VBl(盐酸硫胺素)、VB6(盐酸吡哆醇)、Vpp(烟酸)、Vc（抗坏血酸）、有时还使用生物素、叶酸、VB12等。一般用量为0110mgL。有时用量较高。VB1对愈伤组织的产生和生活力有重要作用，VB6能促进根的生长，Vpp与植物代谢和胚的发育有一定关系。Vc有
17、防止组织变褐的作用。第四十八页，讲稿共五十四页哦肌醇 (myoinosltol)又叫环己六醇，在糖类的相互转化中起重要作用。通常可由磷酸葡萄糖转化而成，还可进一步生成果胶物质，用于构建细胞壁。肌醇与6分子磷酸残基相结合形成植酸，植酸与钙、镁等阳离子结合成植酸钙镁，植酸可进一步形成磷脂，参与细胞膜的构建。使用浓度一般为lOOmgL，适当使用肌醇，能促进愈伤组织的生长以及胚状体和芽的形成。对组织和细胞的繁殖、分化有促进作用，对细胞壁的形成也有作用。第四十九页，讲稿共五十四页哦氨基酸(almino acide)是很好的有机氮源，可直接被细胞吸收利用。培养基中最常用的氨基酸是甘氨酸，其他的如精氨酸、谷
18、氨酸，谷酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、丙氨酸等也常用。有时应用水解乳蛋白或水解酪蛋白，它们是牛乳用酶法等加工的水解产物，是含有约20种氨基酸的混合物，用量在10-1000mgL之间。由于它们营养丰富，极易引起污染。如在培养中无特别需要，以不用为宜。第五十页，讲稿共五十四页哦天然复合物其成分比较复杂，大多含氨基酸、激素、酶等一些复杂化合物。它对细胞和组织的增殖与分化有明显的促进作用，但对器官的分化作用不明显。它的成分大多不清楚，所以一般应尽量避免使用。第五十一页，讲稿共五十四页哦 1)椰乳 是椰子的液体胚乳。它是使用最多、效果最大的一种天然复合物。一般使用浓度在10%20%，与其果实成熟度及产地关系
19、也很大。它在愈伤组织和细胞培养中有促进作用。在马铃薯茎尖分生组织和草莓微茎尖培养中起明显的促进作用，但茎尖组织的大小若超过1nun时，椰乳就不发生作用。2)香蕉 用量为150-200mlL。用黄熟的小香蕉，加入培养基后变为紫色。对pH值的缓冲作用大。主要在兰花的组织培养中应用，对发育有促进作用。3)马铃薯(potato)去掉皮和芽后，加水煮30min，再经过过滤，取其滤液使用。用量为150200gL。对pH值缓冲作用也大。添加后可得到健壮的植株。4)水解酪蛋白 为蛋白质的水解物，主要成分为氨基酸，使用浓度为100200mgL。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
20、.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，有时有效。第五十二页，讲稿共五十四页哦植物生长调节物(hormone)植物激素是植物新陈代谢中产生的天然化合物，它能以极微小的量影响到植物的细胞分化、分裂、发育，影响到植物的形态建成、开花、结实、成熟、脱落、衰老和休眠以及萌发等许许多多的生理生化活动，在培养基的各成分中，植物生长调节物是培养基的关键物质，对植物组织培养起着决定性作用。第五十三页，讲稿共五十四页哦生长素类(auxin)在组织培养中，生长素主要被用于诱导愈伤组织形成
21、，诱导根的分化和促进细胞分裂、伸长生长。在促进生长方面，根对生长素最敏感。在极低的浓度下，(10-510-8rngL)就可促进生长，其次是茎和芽。天然的生长素热稳定性差，高温高压或受光条件易被破坏。在植物体内也易受到体内酶的分解。组织培养中常用人工合成的生长素类物质。IAA(indo acetic acid吲哚乙酸)是天然存在的生长素，亦可人工合成，其活力较低，是生长素中活力最弱的激素，对器官形成的副作用小、，高温高压易被破坏，也易被细胞中的1AA分解酶降解，受光也易分解。NAA(naphthalene acetic acid萘乙酸)在组织培养中的起动能力要比IAA高出3-4倍，且由于可大批量人工合成，耐高温高压，不易被分解破坏，所以应用较普遍。NAA和IBA广泛用于生根，并与细胞分裂素互作促进芽的增殖和生长。IBA(indolebutyri acid吲哚丁酸)是促进发根能力较强的生长调节物质。2，4D(2，4二氯苯氧乙酸)起动能力比IAA高10倍，特别在促进愈伤组织的形成上活力最高，但它强烈抑制芽的形成，影响器官的发育。适宜的用量范围较狭窄，过量常有毒效应。第五十四页，讲稿共五十四页哦