园艺植物组织培养技术.doc

植物组织培养 农学函授专用 计划学时：2学时 属累计学时：1-2学时 教学目的：让学生了解组织培养的概念、类型及发展简史。 教学重点：组织培养、外植体、细胞学说、细胞全能性的概念，组培的条件，组织培养的类型 教学难点：组织培养、外植体、细胞学说、细胞全能性的概念 教学方法：理论讲解 教学过程： [ A ] 组织教学 [ B ] 讲授新课 第一章 绪 论 第一节 植物组织培养的基本概念 植物组织培养是本世纪初开始，以植物生理学为基础发展起来的一项技术。本书所指植物组织培养具有广泛的含义。即应用无菌操作方法，培养植物的一个离体器官、组织或细胞。经各国科学家80多年的辛勤探索，现在可以说几乎所有的植物，其器官、组织或细胞都能离体培养成功。大多数还能从细胞的一部分，甚至没有细胞壁的裸露的原生质体中，再生出无数的小植株。这项技术已非常成熟，并取得了巨大的经济效益，在生物学理论探讨和生产实践上已经取得了卓越的成就。 植物组织培养是生物技术的一个工作平台，近几年来由于转基因技术取得巨大成功，边境证基因植物的组织培养上了一个新的台阶。 植物组织培养的概念 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、细胞及原生质体进行培养，使其再生细胞或完整植株的技术。 进行组培的条件： 1、无菌：指培养基、接种工具、外植体、接种环境等处于无真菌、细菌、病毒等微生物的环境。措施：利用超净工作台接种（原理是空气过滤）、用高压蒸汽灭菌处理培养基和接种器械、用消毒灭菌剂浸泡外植体、用消毒液喷雾和紫外线照射接种室和培养室等。 2、人工控制的环境：指对光照、温度、湿度、气体等条件进行人工控制。 3、培养基；由水、无机盐类、有机营养成分、激素、天然物质、PH、琼脂等构成。需经过高压灭菌才能使用。 4、外植体：用于离体培养的植物材料，包括植物器官、组织、细胞及原生质体等。 二、植物组织培养的类型 根据外植体的不同，分为： 组织培养：常用分生组织、形成层组织、薄壁组织、韧皮部组织等。 器官培养：常用根、茎、叶、花、果实、种子等。 胚胎培养：常用幼胚、成熟胚、胚乳、胚珠、子房等。 细胞培养；用单个或较小有细胞团培养，常用性细胞、叶肉细胞、根尖细胞等。 5、原生质体培养：就是用特殊方法脱去植物细胞壁，对裸露的有生活力的原生质团进行离体培养。植物原生质体培养和细胞融合是植物细胞工程的核心技术。它克服了植物远缘杂交的不亲和性，是品种改良和创造育种亲本资源的途径。 第二节 植物组织培养的发展简史 用插条的方式繁殖蔷薇花，以及切开马铃薯的块茎进行种植的方法，早在人们把它作为学问研究之前就实际用于花卉及部分栽培作物的营养繁殖了。而在十九世纪开始，细胞学说的开创与发展，对植物激素的研究和深入，微生物培养法等各个领域的知识的汇集才导致了今日植物组织培养的发展。植物组织培养是本世纪初开始，以植物生理学为基础发展起来的一项技术，经历了探索和开创、奠基、蓬勃发展三个时期。 一.探索和开创时期 （1）细胞学说的提出：1838～1839年Schwann和Schleiden创立了细胞学说，他们认为植物和动物都是由细胞构成的，细胞是有生命的有机体，细胞进行分裂而增多，并组建成生物体。 （2）细胞全能性建立：在此理论的推动下，1898年德国植物学家G．Haberlandt设计用实验方法来检验细胞学说，于1902年发表了植物细胞培养的第一篇论文，认为可以培养植物的体细胞成为人工胚。他提出植物细胞具有全能性（totipotent）的设想，即每个细胞都具有原植物的全部遗传性，都与受精卵细胞一样，具有发育成一个完整植株的潜能。为了证明这个理论，他进行了人工培养小野芝麻、凤眼兰的叶肉组织、万年表属植物的表皮细胞等实验，虽然由于当时技术水平有限，培养没有成功，但细胞全能性理论对植物组织培养发展起到了先导作用，在技术上也是个良好的开端。 1904年，E.Hanning培养了萝卜和辣根菜属的一种植物的近成熟胚，发现能使胚发育成熟。1908年，S.S imon在白杨嫩茎的培养中，观察到愈伤组织的发生和根、芽的形成。1922年，美国的Robbins和德国的Kotte分别报道获得了豌豆和玉米根尖离体培养的成功。1925年Laibach将亚麻种间杂交不能成活的胚取出培养，使杂种胚成熟，继而荫发。 二、奠基时期 20世纪30年代初到50年代末，是植物组织培养的发展时期。当时以法国的R．J．Gautheret和美国的P．R．White为首的科学家形成了两个植物组织培养研究中心，工作取得巨大进展。30年代最主要的发现有三点：一是植物激素——生长素的应用；二是B族维生素对植物细胞生长的重要性被认识，并被普遍采用；三是由Cautheret