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1、专题三专题三：植物的组织培养植物的组织培养技术 指植物的离体部分（包括任何器官、组指植物的离体部分（包括任何器官、组织、细胞或织、细胞或原生质体原生质体），在人工控制的），在人工控制的培培养基及环境条件养基及环境条件（温度及光照）下，得以（温度及光照）下，得以生长和生长和分化分化成完整植株的一种无菌培养技成完整植株的一种无菌培养技术。术。植物组织培养植物组织培养思考思考：植物组织培养的原理是什么？植物组织培养的原理是什么？植物细胞具有植物细胞具有全能性全能性概念：概念：细胞的全能性是指已分化的细胞细胞的全能性是指已分化的细胞具有发育成完整个体的潜能。具有发育成完整个体的潜能。原因：原因：是生物
2、体的每一个细胞都含有该是生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质物种所特有的全套遗传物质全能性：全能性：例例1、下列有关细胞全能性的含义，正确的是：、下列有关细胞全能性的含义，正确的是：A、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能 B、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能部功能 C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能的潜能 D、生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程生长、衰老、
3、死亡的全过程 正确答案：正确答案：C 例例2、在生物体内，细胞没有表现出全能性，、在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为：而是分化为不同的组织、器官，是因为：正确答案：正确答案：A、细胞丧失了全能性、细胞丧失了全能性 B、基因的表达有选择性、基因的表达有选择性 C、不同的细胞内基因不完全相同、不同的细胞内基因不完全相同 B D、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化了变化 菊花的组织培养菊花的组织培养1.1.什么叫分化？其实质是什么什么叫分化？其实质是什么?2.2.什么叫脱（去）分化、再分化？什么叫脱（去）分化、再分化
4、？3.3.愈伤组织的细胞有什么特点？愈伤组织的细胞有什么特点？4.4.如何控制细胞的脱分化与去分化？如何控制细胞的脱分化与去分化？阅读阅读32页解决下列问题：页解决下列问题：一、一、植物组织培养的基本过程植物组织培养的基本过程基因的选择性表达基因的选择性表达 离体的植物组离体的植物组织或织或细胞细胞（外植体外植体）愈伤组织愈伤组织脱分化脱分化外植体外植体:用于离体培养的植物用于离体培养的植物器官或组织片段器官或组织片段一、植物组织培养的基本过程一、植物组织培养的基本过程 (1).脱分化（去分化）脱分化（去分化）：已经分化的已经分化的植物器官、植物器官、组织或细胞组织或细胞产生愈伤组织产生愈伤组
5、织的过程。的过程。(2).愈伤组织：愈伤组织：疏松而无规则疏松而无规则的，的，高度液泡化高度液泡化的的呈呈无定形状态无定形状态的的,未分化的薄壁细胞未分化的薄壁细胞离体的植物组织离体的植物组织或或细胞（细胞（外植体）外植体）愈伤组织愈伤组织胚状体胚状体（根，芽）（根，芽）脱分化脱分化再分化再分化一、植物组织培养的基本过程一、植物组织培养的基本过程(3).(3).再分化：再分化：愈伤组织愈伤组织继续培养，继续培养，重新分重新分化成根和芽化成根和芽等器官的过程。等器官的过程。(4).胚状体：胚状体：具有胚根和胚芽的结构具有胚根和胚芽的结构 胚状体包胚状体包裹着裹着人工胚乳人工胚乳和和人工种皮人工种
6、皮可以制成可以制成人工人工种子种子。离体的植物组织或离体的植物组织或细胞（外植体）细胞（外植体）愈伤组织愈伤组织胚状体胚状体（根，芽）（根，芽）植物体植物体脱分化脱分化再分化再分化一、植物组织培养的基本过程一、植物组织培养的基本过程二二、影响植物组织培养的因素：影响植物组织培养的因素：1、外植体的选取、外植体的选取 不同植物的组织培养难度不同不同植物的组织培养难度不同 同一种植物的不同组织培养难度不同同一种植物的不同组织培养难度不同2、培养基的配制、培养基的配制(MS培养基培养基)大量元素大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S 微量元素微量元素：B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、
7、Co 有机物有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等 植物激素植物激素：生长素、细胞分裂素、赤霉素等：生长素、细胞分裂素、赤霉素等未开花植物的茎上未开花植物的茎上部新萌生的侧枝部新萌生的侧枝3 3、不同植物激素使用顺序、不同植物激素使用顺序使用顺序使用顺序 实验结果实验结果 先生长素，先生长素，后细胞分裂素后细胞分裂素 先细胞分裂素，先细胞分裂素，后生长素后生长素 同时使用同时使用 有利于细胞分裂但不分化有利于细胞分裂但不分化细胞既分裂也分化细胞既分裂也分化分化频率提高分化频率提高4 4、不同植物激素使用量、不同植物激素使用量生长素生长素/细胞分裂素比值细
8、胞分裂素比值结果结果 比值高时比值高时 比值低时比值低时 比值适中比值适中 促根分化、抑芽形成促根分化、抑芽形成促芽分化、抑根形成促芽分化、抑根形成促进愈伤组织生长促进愈伤组织生长思考：以下培养基出现的现象反应了什么问题？思考：以下培养基出现的现象反应了什么问题？生长素生长素生长素生长素/细胞分裂素细胞分裂素细胞分裂素细胞分裂素高高高高 利于根和愈伤组织的形成利于根和愈伤组织的形成利于根和愈伤组织的形成利于根和愈伤组织的形成适中适中适中适中 利于根芽的分化利于根芽的分化利于根芽的分化利于根芽的分化5、pH、温度、温度、光照光照 pH=5.8 温度控制在温度控制在1822 每日光照每日光照12h
9、6、消毒、消毒在培养的整个过程中，都需要是一个无菌环境在培养的整个过程中，都需要是一个无菌环境1 1、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）2 2、外植体的消毒（酒精、氯化汞）、外植体的消毒（酒精、氯化汞）3 3、接种的无菌操作（酒精、酒精灯、接种的无菌操作（酒精、酒精灯灼烧）灼烧）4 4、无菌箱中的培养；、无菌箱中的培养；5 5、移栽到消过毒的环境中生存一段、移栽到消过毒的环境中生存一段时间。时间。在整个操作过程中，是如何来实现无菌环境的？在整个操作过程中，是如何来实现无菌环境的？植物组织培养过程植物组织培养过程:离离离离体体体体组组组组织织织织或或或或细细细细胞胞胞胞植
10、植植植物物物物体体体体脱分化脱分化脱分化脱分化细胞分细胞分细胞分细胞分裂素裂素裂素裂素生长素生长素生长素生长素愈愈愈愈伤伤伤伤组组组组织织织织芽芽芽芽根根根根细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂素素素素 生长素生长素生长素生长素细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂素素素素 生长素生长素生长素生长素再分化再分化再分化再分化植物细胞培养植物细胞培养植物细胞培养植物细胞培养不需要光不需要光不需要光不需要光需要光需要光需要光需要光讨论：你能说出各种营养物质的作用吗？同专题2中微生物培养基的配方相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？答：微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，同时能够维
11、持细胞的渗透压；甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。微生物培养基以有机营养为主。与微生物的培养不同，MS培养基则需提供大量无机营养，无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。生长素类：生长素类：2 2，4 4二氯苯氧乙酸（二氯苯氧乙酸（2 2，4 4D D）、）、吲哚乙酸（吲哚乙酸（IAAIAA）、萘乙酸（）、萘乙酸（NAANAA）、）、吲哚丁酸（吲哚丁酸（IBAIBA）细胞分裂素类：细胞分裂素类：激动素（激动素（KTKT）、）、6 6苄基嘌呤苄基嘌呤（6 6BABA）、玉米素（）、玉米素（ZTZT）赤霉素类：赤霉素类：
12、赤霉酸（赤霉酸（GA3GA3）（一）制备（一）制备MSMS固体培养基固体培养基MSMSMSMS培养基包括培养基包括培养基包括培养基包括20202020多种营养成分，实验室一般使用多种营养成分，实验室一般使用多种营养成分，实验室一般使用多种营养成分，实验室一般使用4 4 4 4保存配制好的培养基保存配制好的培养基保存配制好的培养基保存配制好的培养基母液母液母液母液来制备来制备来制备来制备1 1、配制各种母液、配制各种母液无机物中大量元素浓缩无机物中大量元素浓缩无机物中大量元素浓缩无机物中大量元素浓缩10101010倍，微量元素浓缩倍，微量元素浓缩倍，微量元素浓缩倍，微量元素浓缩100100100
13、100倍，常温保存倍，常温保存倍，常温保存倍，常温保存激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按1mg/ml1mg/ml1mg/ml1mg/ml的质量浓度单独配制成母液的质量浓度单独配制成母液的质量浓度单独配制成母液的质量浓度单独配制成母液用母液配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩用母液配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩用母液配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩用母液配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩倍数，计算用量倍数，计算用量倍数，计算用量倍数，计算用量实
14、验操作过程2 2、配制培养基、配制培养基分装到锥形瓶中，每瓶分装分装到锥形瓶中，每瓶分装50ml50ml或或100ml100ml 配制培养液配制培养液 调调PHPH培养基的分装培养基的分装 由于菊花的茎段的组织培养比较容易，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因此不必添加植物激素3 3、灭菌、灭菌分装好的培养基连同其他器械一起进行高分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌压蒸汽灭菌1 1 1 1、选材：、选材：、选材：、选材：菊花茎段，取生长旺盛的嫩枝菊花茎段，取生长旺盛的嫩枝菊花茎段，取生长旺盛的嫩枝菊花茎段，取生长旺盛的嫩枝（二）外植体消毒（二）外植体消毒2 2 2
15、 2、消毒、消毒、消毒、消毒流水冲洗流水冲洗流水冲洗流水冲洗菊花茎段用流水冲洗后可少许洗衣粉，用软刷轻菊花茎段用流水冲洗后可少许洗衣粉，用软刷轻菊花茎段用流水冲洗后可少许洗衣粉，用软刷轻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轻刷洗，刷洗后在流水下冲洗轻刷洗，刷洗后在流水下冲洗轻刷洗，刷洗后在流水下冲洗20min20min20min20min左右左右左右左右 酒精处理酒精处理酒精处理酒精处理用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入体积用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入体积用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入体积用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入体积分数为分数
16、为分数为分数为70707070的酒精中摇动的酒精中摇动的酒精中摇动的酒精中摇动2 2 2 23 3 3 3次，持续次，持续次，持续次，持续6 6 6 67s7s7s7s，立即将外植体取出，在无菌水中清洗立即将外植体取出，在无菌水中清洗立即将外植体取出，在无菌水中清洗立即将外植体取出，在无菌水中清洗 消毒液处理消毒液处理消毒液处理消毒液处理取出后用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放取出后用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放取出后用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放取出后用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入质量分数为入质量分数为入质量分数为入质量分数为0.10.10.10.1的氯化汞溶液中的氯化
17、汞溶液中的氯化汞溶液中的氯化汞溶液中1 1 1 12min2min2min2min，取出后在无菌水中至少清洗取出后在无菌水中至少清洗取出后在无菌水中至少清洗取出后在无菌水中至少清洗3 3 3 3次，漂净次，漂净次，漂净次，漂净消毒液消毒液消毒液消毒液三、接种三、接种接种前，用体积分数接种前，用体积分数70%70%的酒精的酒精将工作台擦拭，将工作台擦拭，然后点燃酒精灯。所有的接种操作必须在然后点燃酒精灯。所有的接种操作必须在酒精灯酒精灯旁旁进行，并且每次使用器械后，都要用火焰进行，并且每次使用器械后，都要用火焰灼烧灼烧灭菌。将外植体插入培养基中应注意方向，灭菌。将外植体插入培养基中应注意方向，不
18、要不要倒插倒插，每瓶接种，每瓶接种6-86-8块外植体。块外植体。正常苗正常苗污染苗污染苗1、外植体带菌、外植体带菌2、培养基及接种、培养基及接种器具灭菌不彻底器具灭菌不彻底3、接种操作时带入、接种操作时带入4、环境不清洁、环境不清洁污染途径污染途径四、培养四、培养接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养。培养期接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养。培养期间定期消毒，温度控制在间定期消毒，温度控制在18-2218-22，并且，并且每天每天用用日光灯光照日光灯光照12h12h五、移栽五、移栽移栽生根的菊花试管苗之前，应先打开培养瓶的移栽生根的菊花试管苗之前，应先打开培养瓶的封口膜，让试管苗在培养间生长几
19、日，然后用清封口膜，让试管苗在培养间生长几日，然后用清水清洗根部的培养基，将幼苗移植到消过毒的蛭水清洗根部的培养基，将幼苗移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间，等幼苗长石或者珍珠岩等环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中壮后再移栽到土壤中固体基质型，含水量高、固体基质型，含水量高、蓄水性强、透性好，适合栽培蓄水性强、透性好，适合栽培珍珠岩珍珠岩 ,珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，有弧形或圆形裂隙，如珍冷却而成的玻璃质岩石，有弧形或圆形裂隙，如珍珠的结构，所以被命名为珍珠岩珠的结构，所以被命名为珍珠岩 。蛭石蛭
20、石是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。六、栽培六、栽培每天要观察记录幼苗的生长情况，适每天要观察记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花时浇水、施肥，直至开花课题延伸课题延伸一般来说容易进行无性繁殖的植物，一般来说容易进行无性繁殖的植物，也容易进行组织培养。也容易进行组织培养。例例1、植物组织培养形成的愈伤组织进行培养，植物组织培养形成的愈伤组织进行培养，又可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为：又可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为：正确答案：正确
21、答案：CA、脱分化、脱分化 B、去分化、去分化 C、再分化、再分化 D、脱分化或去分化、脱分化或去分化例例2、下列不能作为植物组织培养的材料是：、下列不能作为植物组织培养的材料是：正确答案：正确答案：DA、秋海棠的叶、秋海棠的叶 B、马铃薯的块茎、马铃薯的块茎C、成熟的花粉、成熟的花粉 D、木质部中的导管细胞、木质部中的导管细胞本课题内容小结菊花组织培养基础知识基础知识实验操作实验操作植物体的植物体的组织培养组织培养影响组织培影响组织培养的因素养的因素细胞分化细胞分化细胞全能性细胞全能性组织培养过程组织培养过程营养营养激素激素环境条件环境条件MS固体培养基制备固体培养基制备外植体消毒外植体消毒
22、接种接种培养培养移栽移栽栽培栽培作业：作业：P36P361 1、在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。灭菌，并且要求无菌操作。2 2、在选取菊花茎段是，为什么要选取生长旺盛的嫩枝？、在选取菊花茎段是，为什么要选取生长旺盛的嫩枝？外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一。外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一。生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，对培养植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性
23、差，对培养条件的要求较高。用于植物组织培养的培养基同样适合于条件的要求较高。用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长。而培养某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长。而培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃，因此物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃，因此要进行严格的无菌操作。要进行严格的无菌操作。21.下图是植物组织培养的简略表示。据此回答：练习练习1 1、下图是植物组织培养的简略表示。据此回答：、下图是植物组织培养的简略表示。据此回答：（1 1）表示表示_，它能被培养成为，它能被培养成为的原因是的原因是_。（2 2）表示表示_，它与，它
24、与相比分化程度相比分化程度_，全，全能性能性_._.（3 3）若想制成人工种子，应选用）若想制成人工种子，应选用_。（4 4）若）若是花药，则是花药，则是是_，继续对其使用，继续对其使用_处理可获得处理可获得_正常植株，该过程称为正常植株，该过程称为_。（5 5）若）若是胡萝卜根尖细胞，则培养成是胡萝卜根尖细胞，则培养成的叶片的颜色为的叶片的颜色为_，这说明，这说明_。（6 6）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物紫草素，培紫草素，培养将进行到养将进行到_。脱分化再分化答案：（答案：（1 1）离体的植物组织或器官）离体的植物组织或器官 植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性 （2 2）愈伤组织愈伤组织 低低 高高 （3 3）（4 4）单倍体植株）单倍体植株 秋水仙素秋水仙素 纯合纯合体体 单倍体育种单倍体育种 （5 5）绿色）绿色 含有表达叶绿体的基因含有表达叶绿体的基因 （6 6）谢谢 谢谢 !