植物组织培养理论基础.docVIP

11.1 植物组织培养的理论基础（重点在概念） 植物细胞工程的概念(Definition of plant cell engineering)：植物细胞工程是植物生物技术的一个重要组成部分，是在离体培养条件下，在细胞水平上对植物材料进行遗传操作的技术，即对植物体的任何一个部分（器官、组织、细胞、原生质体）进行离体诱导使其称为完整植株的技术。 细胞全能性的一般概念：每个细胞都含有个体的全部遗传信息，都有分化成一个完整生物个体的固有能力称之为细胞的全能性。 植物细胞全能性表现根据细胞类型不同从强到弱: 营养生长中心 形成层 薄壁细胞 厚壁细胞(木质化细胞) 特化细胞(筛管、导管细胞)； 根据细胞所处的组织不同从强到弱为： 顶端分生组织 居间分生组织 侧生分生组织 薄壁组织(基本组织) 厚角组织 输导组织 厚壁组织。 所谓细胞分化，是指导致细胞形成不同结构，引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。 分化细胞在一定条件下，可以转变为胚性状态，重新获得分裂能力，称为脱分化。 外植体：植物组织培养中用来进行无菌培养的离体材料，可以是器官、组织、细胞和原生质体等。 脱分化后的细胞，经过细胞分裂，产生无组织结构、无明显极性的、松散的细胞团称为愈伤组织。 愈伤组织的种类:胚性愈伤组织 （Embryonenic callus）和非胚性愈伤组织： 细胞的再分化（redifferentiation)是脱分化后的分生细胞（愈伤组织）在一定条件下，重新分化为各种类型的细胞，并进一步发育成完整植株。 由愈伤组织再分化形成再生植株，可经过器官发生和胚状体发生两条途径。 通过器官发生形成再生植株大体上有三种方式： 第一种方式是先芽后根； 第二种方式为先根后芽； 第三种方式是在愈伤组织的不同部位形成芽和根，再通过维管组织的联系形成完整植株。 一般认为，芽和茎原基通常起源于培养组织中比较表层的细胞，即外起源，而根原基则发生在组织较深处，是内起源。 影响器官分化的因素 1.外植体- 位置、状态及组织类型 2.生长调节剂 3.光照 4.温度 培养细胞变异的类型1、自发产生的变异，2、诱发产生的变异， 影响离体培养细胞遗传变异的因子 1、供体植株 倍性水平、基因型、外植体细胞的分化程度2、培养基及培养方式 培养基的成分、物理状态及培养类型原生质体培养的体细胞变异大于细胞培养的变异，而细胞培养的变异又大于组织器官培养的变异3、继代培养的次数一般来讲，继代时间越长、继代次数越多，细胞变异的几率就越大。 优良变异的筛选方法 （1）直接筛选法 (2)间接筛选法 体细胞无性系变异的利用 1．创造育种中间材料或直接筛选新品种 2．遗传研究 3．发育生物学研究 4．生化代谢途径研究 变异的抑制 1、利用比较稳定的品种材料。 2、利用茎尖、幼胚等再生能力较强的组织进行培养。 3、 避开使用高浓度激素。 4、不经过愈伤组织，而直接从脱分化细胞再生。 5、尽量促使植株早再生，使培养时间缩短。 11.2植物组织培养（重点在无菌操作） 简述植物离体培养中无菌操作过程。 1、实验器具和材料的准备2、用75%的酒精擦拭超净工作台，然后室内及超净工作台用紫外灯杀菌20min-30min。 3、关紫外灯、打开风机，过5-10min进入缓冲间，以75%洗手和手臂，更换无菌服、帽子和口罩。进入接种室。 4、用70－75％的酒精拭擦台面并消毒双手。试验用具也应该用酒精消毒。点燃酒精灯，将金属器械在其火焰上灼烧，冷却待用。 5、取流水冲洗（至少30min）过的外植体，用一定的消毒剂浸泡消毒，用无菌水冲洗3~4次，放入无菌培养皿中，置于酒精灯火焰下方，用无菌的接种器械进行分离、切割或其他处理。 6、打开培养瓶，瓶口在灯焰处旋转灼烧，用镊子将培养材料置于培养基上，灼烧镊子放回，灼烧瓶口，盖上瓶塞。7、收拾台面。 分裂素/生长素的比例是控制芽和根形成的一个重要条件 比例高时——产生芽,比例低时——产生根 11.2.4 种质保存 超低温保存技术1、保存材料的选择 2、（冷冻前材料）预处理 （3、添加冷冻防护剂 ）4、冷冻处理（快速冷冻、慢速冷冻、预冷冻、干燥冷冻） 5、材料保存6、保存材料解冻（快速解冻、慢速解冻）7、保存材料复苏培养（再处理） 11.2.5 细胞培养（重点在细胞培养方法、细胞同步化方法、植物细胞培养的特性及悬浮细胞系的建立） 植物细胞培养（plant cell culture）是指在离体条件下对植物单个细胞或小的细胞团进行培养使其增殖的技术 由完整的植物器官分离单细胞，叶片是分离单细胞的最好材料。机械法、酶解法（用果胶酶） 由培养组织分离单细胞：(1) 诱导产生愈伤组织；(2) 愈伤组织反复继代，使组织不断增殖，提高愈