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* 专题3 植物组织培养技术 一、基础知识 课题1： 菊花的组织培养 1、植物的组织培养 （1）细胞的分化 ①概念： 在个体发育中，相同细胞的后代在形态、结构、生理功能上发生稳定性差异的过程 ②过程： 如：受精卵增殖、生长、分化形成组织、器官、系统 ③特点： （2）稳定性：细胞分化是稳定的，一般是不可逆转的 （3）全能性：已分化的细胞，仍具有发育的潜能 （1）持久性：是一种持久性的变化，它发生在生物体的整个生命过程中,在胚胎期达到最大限度 ⑤原因： 基因在特定的时间和空间条件下的选择性表达的结果 ④结果： 形成不同的细胞和组织 （2）细胞的全能性 ①定义： 生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性 ②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 高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，全能性受到限制。但它的细胞核仍然保持着全能性，这是因为细胞核内含有该物种遗传性所需要的遗传物质 已分化的植物细胞，仍具有全能性 ③实例 受精卵生殖细胞体细胞 ④全能性的比较: 在生物的所有细胞中，受精卵的全能性是最高的，进行有性生殖的生物体的任何一个细胞，都是由受精卵分裂、分化而成。生殖细胞，尤其是卵细胞，虽然分化程度很高，但是仍然又较高的潜在全能性，在某些条件下卵细胞可以进行孤雌生殖 （3）植物组织培养 细胞离体 ①必要条件： 一定的营养物质、激素和其他外界条件 ②原理: 细胞的全能性 外植体：从活植物体上切下进行培养的那部分细胞、组织或器官 ③相关概念: 脱分化：指已经分化的植物器官、组织或细胞,当受到创伤或进行离体(也受到创伤)培养时,已停止分裂的细胞,又重新恢复分裂,细胞改变原有的分化状态,失去原有结构和功能,成为具有未分化特性的细胞。 再分化：已经脱分化的细胞在一定条件下,又可经过愈伤组织或胚状体,再分化出根和芽,形成完整植株,这一过程叫作再分化。 愈伤组织:细胞排列疏松而无规则,是高度液泡化的、成无定性状态的薄壁细胞 人参的愈伤组织 菠萝的愈伤组织 ④过程: 离体组织或细胞 植物体 脱分化 细胞分裂素≈生长素 愈伤组织 芽 根 细胞分裂素生长素 细胞分裂素生长素 再分化 植物细胞培养 不需要光 需要光 人工种子 2、影响植物组织培养的因素 （1）植物材料的选择 烟草和胡萝卜的组织培养较为容易 枸杞愈伤组织的芽诱导比较难 同一植物材料的年龄、保存时间的长短会影响实验结果 菊花的组织培养一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝 （2）不同的离体组织和细胞对营养、环境等条件的要求相对特殊，需配置不同的培养基 MS培养基主要成分包括： A、大量元素: N、P、K、Ca、Mg、S等 ①常用的植物激素：生长素、细胞分裂素和赤霉素 生长素类： 2，4－二氯苯氧乙酸（2，4－D）、吲哚乙酸（IAA）、萘乙酸（NAA）、吲哚丁酸（IBA） 细胞分裂素类： 激动素（KT）、6－苄基嘌呤（ 6－BA）、玉米素（ZT） 赤霉素类： 赤霉酸（GA3） （3）植物激素的影响 ②生长素和细胞分裂素作用 植物中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势 分化频率高 同时使用 细胞即分裂也分化 先使用细胞分裂素后使用生长素 有利于细胞分裂，但不利分化 先使用生长素，后使用细胞分裂素 实验结果 使用顺序 生长素 细胞分裂素： 有利于根的分化 生长素 细胞分裂素： 有利于芽的分化，抑制根的分化 生长素 细胞分裂素： ＝ 促进愈伤组织生长 ③生长素和细胞分裂素同时使用，用量的比例对植物细胞发育方向的影响 （4）pH、温度、光照 pH控制在5.8左右，温度控制在18－22。C,每日用日光灯照射12h 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。 二、实验操作 （一）制备MS固体培养基 MS培养基包括20多种营养成分，实验室一般使用4。C保存配制好的培养基母液来制备 1、配置各种母液 为了避免每次配制培养基都要称量几十种成分，减少工作量，可以将各种成分按比例配置成浓缩液，即培养基母液，一般将常用药品配成比所需浓度高10－100倍的母液。使用时，根据浓缩比例计算用量，加水稀释 ①无机物中大量元素浓缩10倍，微量元素浓缩100倍，常温保存 ②激素类、维生素类以及