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1、 第五章、细胞培养第五章、细胞培养 绪绪 论论 第七章、第七章、组培苗工厂化生产的经营与管理组培苗工厂化生产的经营与管理 第一章、实验室设备和基本操作技术第一章、实验室设备和基本操作技术 第二章、植物组织器官培养第二章、植物组织器官培养 第三章、茎尖分生组织第三章、茎尖分生组织 第四章、单倍体细胞培养第四章、单倍体细胞培养 第六章、种质保存第六章、种质保存 参参 考考 书书 植物细胞组织培养，植物细胞组织培养，刘庆昌、吴国良，中国农业大刘庆昌、吴国良，中国农业大 学出版社，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，植物组织培养教程，李浚明，中国农业大学出版社，第第2
2、版版 植物组织培养，植物组织培养，王清连，王清连，中国农业出版社，中国农业出版社，2004 植物组织培养实用技术，朱建华、彭士勇，中国计量植物组织培养实用技术，朱建华、彭士勇，中国计量出版社，出版社，2001 植物组织培养与工厂化育苗，崔德才、徐培文，化学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，工业出版社，2003果树无病毒苗木繁育与栽培，王国平、刘福昌，金盾果树无病毒苗木繁育与栽培，王国平、刘福昌，金盾出版社，出版社，一、植物组织培养的概念一、植物组织培养的概念二、植物组织培养的发展简史二、植物组织培养的发展简史三、植物组织培养的应用三、植物组织培养的应用绪绪 论论有性繁殖
3、有性繁殖扦扦 插插嫁嫁 接接压压 条条一一 植物组织培养概念植物组织培养概念 植物组织培养（植物组织培养（plant plant tissue culture)tissue culture)是指利是指利用植物体的器官、组织、用植物体的器官、组织、细胞、原生质体，通过细胞、原生质体，通过无菌操作接种到人工培无菌操作接种到人工培养基上养基上(medium)(medium)，在一在一定的光照和温度条件下定的光照和温度条件下进行培养，使其形成完进行培养，使其形成完整的植株。整的植株。离体培养的材料（器官、组织、细胞、原生质体）我离体培养的材料（器官、组织、细胞、原生质体）我们称为外植体们称为外植体(e
4、xplant)。组织培养类型组织培养类型 根据外植体材料的不同根据外植体材料的不同1.器官培养器官培养(organ culture)，包括包括根、茎、叶、胚、花药、根、茎、叶、胚、花药、子房等子房等 2.茎尖分生组织培养茎尖分生组织培养(shoot tip culture,shoot apex culture,apical meristem culture)组织培养类型组织培养类型 根据外植体材料的不同根据外植体材料的不同组织培养类型组织培养类型 3.愈伤组织培养愈伤组织培养(callus culture)愈伤组织愈伤组织(callus)是指植是指植物在受伤后于其伤口表面物在受伤后于其伤口表面
5、形成的一团薄壁细胞。在形成的一团薄壁细胞。在植物组织细胞培养中，则植物组织细胞培养中，则指在人工培养基上由外植指在人工培养基上由外植体形成的一团无序生长的体形成的一团无序生长的薄壁细胞。薄壁细胞。根据外植体材料的不同根据外植体材料的不同组织培养类型组织培养类型 根据外植体材料的不同根据外植体材料的不同4.细胞培养细胞培养(cell culture)5.原生质体培养原生质体培养(protoplast culture).摇摇 床床发发 酵酵 罐罐1 1 固体培养固体培养2 2 半固体培养半固体培养3 3 液体培养液体培养组织培养类型组织培养类型 根据培养基状态根据培养基状态 液体培养又包括有静液体
6、培养又包括有静止培养、振荡培养、止培养、振荡培养、旋转培养、纸桥培养旋转培养、纸桥培养1 1 平板培养平板培养2 2 微室培养微室培养3 3 悬浮培养悬浮培养4 4 单细胞培养单细胞培养 根据培养方法根据培养方法组织培养类型组织培养类型 根据培养基的作用根据培养基的作用:1 诱导培养诱导培养;2 增殖培养增殖培养;3 生根培养生根培养 根据培养目的根据培养目的:1 1 脱毒繁殖脱毒繁殖;2;2 微体快繁微体快繁;3;3 试管育种试管育种;试管嫁接试管嫁接 根据培养条件根据培养条件:1 1 光培养光培养;2;2 暗培养暗培养 根据培养过程根据培养过程:1 1 初代培养初代培养;2;2 继代培养继
7、代培养组织培养类型组织培养类型概概 念念 脱分化：在细胞组织培养中，一个成熟细胞或分脱分化：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（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，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这一过程叫做再分化(redifferentiation)或分或分化化(differentiation)和再生和再生(regenerati
8、on)。外植体的最初培养称为初代培养。外植体的最初培养称为初代培养。继代培养：将初代培养获得的培养体移植于新鲜的培养继代培养：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基中，这种反复多次移植的培养称为继代 培养。培养。植物组织培养的应用原理植物组织培养的应用原理 植物细胞具有全能性（植物细胞具有全能性（totipotency)。所谓全能性是指一个完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。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。对于植物细胞来说对于植物细胞来说,不仅受精卵不仅受精卵,体细胞也具有全能性体细胞也具有全能
9、性.植物细胞表达全能性大小是受精卵植物细胞表达全能性大小是受精卵生殖细胞生殖细胞体细胞体细胞已分化的动物体细胞的全能性是受限制的已分化的动物体细胞的全能性是受限制的,但细胞核仍具有全但细胞核仍具有全能性能性.全能性只不过是一种潜能性全能性只不过是一种潜能性.植物组织培养的应用原理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：一细胞再分化出完整植株有两种途径：一种叫做种叫做不定器官形成不定器官形成(adventitious(adventitious organ formation)organ formation)或叫做或叫
10、做器官形成器官形成(organogenesis)(organogenesis)，即在愈伤组织的不同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，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另一种叫做体细胞胚胎发生(somatic(somatic embryogenesis)embryogenesis)，即在愈伤组织的表面即在愈伤组织的表面形成类似于合子胚的结构，我们称其为形成类似于合子胚的结构，我们称其为为为体细胞胚体细胞胚，不定胚不定胚(adventitious(adventitious embryo)embryo)或或胚状体胚状体(embryo(embryo)，体细
11、胞胚体细胞胚胎所经历的发育阶段与合子胚相似，一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、鱼雷形胚和子般经历球形胚、心型胚、鱼雷形胚和子叶胚叶胚4 4个发育阶段。个发育阶段。植物组织培养的应用原理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植物组织培养的过程可以表示如下 外植体外植体脱脱分化分化愈伤愈伤组织组织不定器官或不定器官或体细胞胚体细胞胚完整植株完整植株再再分分化化二、发展简史二、发展简史 探索阶段探索阶段 奠基阶段奠基阶段 迅速发展阶段迅速发展阶段探探 索索 阶阶 段段 1902年年Haberlandt年提出年提出植物细胞全能性的观点植物细胞全能性的观点20世纪初
12、至世纪初至20世纪世纪30年代中年代中 胚胚培养：培养：1904年年Hanning，1925Laibach 1922年美国的年美国的Robbins和德国的和德国的Kotte 1925 Laibach将亚麻种间杂交的幼胚离体培养成功将亚麻种间杂交的幼胚离体培养成功 奠奠 基基 阶阶 段段20世纪世纪30年代中至年代中至50年代末年代末 20世纪世纪30年代有两个重要的发现年代有两个重要的发现一是一是认识了认识了B族维生素对植物生长的重要意义：族维生素对植物生长的重要意义：美国的美国的White，法国的法国的Gauthere 二是发现了生长素是一种天然的生长调节物质二是发现了生长素是一种天然的生长
13、调节物质 奠奠 基基 阶阶 段段 20世纪世纪40年代和年代和50年代初年代初代表人物代表人物Skoog 另一另一主要发展：主要发展：Overbreek 奠奠 基基 阶阶 段段 20世纪世纪50年代开始以后年代开始以后1952年年Morel和和Martin 1953-1954年年Muir 1955年年Miller 1957年年skoog和和Miller 1958年年Steward 迅速发展阶段迅速发展阶段 20世纪世纪60年代至现在年代至现在 原生质培养获得重大突破：原生质培养获得重大突破：1960年年Cocking 1962年年Murashige和和Skoog发表了发表了MSMS培养基培养基
14、 花药培养取得显著成绩花药培养取得显著成绩 微繁技术的广泛应用微繁技术的广泛应用 植物遗传转化植物遗传转化 三、植物组织培养的应用三、植物组织培养的应用v在植物脱毒和快速繁殖上的应用在植物脱毒和快速繁殖上的应用 v 在植物育种上的应用在植物育种上的应用:胚培养、单倍体培养、胚培养、单倍体培养、体细胞杂交、体细胞无性系变异、遗传转化体细胞杂交、体细胞无性系变异、遗传转化v 在植物种质资源保存和交换上的应用在植物种质资源保存和交换上的应用 v 植物基础理论方面的研究植物基础理论方面的研究 v 在次生代谢物生产上的应用在次生代谢物生产上的应用复复 习习 题题一、概念一、概念1 1 植物组织培养；植物
15、组织培养；2 2 愈伤组织愈伤组织 ；3 3 植物细胞的全能性；植物细胞的全能性；4 4 脱分化；脱分化；5 5 再分化；再分化；6 6 体细胞胚；体细胞胚；7 7 初代培养；初代培养；8 8 继代培养；继代培养；9 9 外植体外植体二、填空二、填空1.1.1 1根据外植体材料的不同，将植物组织培养分为（）、（）、根据外植体材料的不同，将植物组织培养分为（）、（）、（）、（）、（）（）、（）、（）,其中器官培养又包括有其中器官培养又包括有()()、（）、（）、（）、（）、（）、（）。、（）、（）。2.2.2 2根据培养基状态，植物组织培养可分为（）、（）和（）。根据培养基状态，植物组织培养可分
16、为（）、（）和（）。其中液体培养又分为（）、（）、（）和（）。其中液体培养又分为（）、（）、（）和（）。3.3.3 3植物组织培养可分为三个阶段（）、（）、（）。植物组织培养可分为三个阶段（）、（）、（）。4.4.4 4（）和（）提出了有关植物激素控制器官形成的观念（）和（）提出了有关植物激素控制器官形成的观念5 5植物组织培养，根据培养基的作用可分为（）、（）、（）植物组织培养，根据培养基的作用可分为（）、（）、（）根据培养目的可分为（）、（）、（）和（）。根据培养目的可分为（）、（）、（）和（）。根据培养条件可分为（）和（）根据培养条件可分为（）和（）根据培养过程根据培养过程:（）和（）（）和（）复复 习习 题题三、写出下列名词三、写出下列名词相对应的英文相对应的英文1外植体（）外植体（）2植物组织培养（）植物组织培养（）3愈伤组织（）愈伤组织（）4再生（）再生（）5体细胞胚（）体细胞胚（）6培养基（）培养基（）四、思考题四、思考题1 1 植物组织培养的应用原植物组织培养的应用原理理2 2举例谈谈植物组织培养举例谈谈植物组织培养在农业上的应用在农业上的应用3 3有关植物激素控制器有关植物激素控制器官形成的基本内容官形成的基本内容