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第三章第三节再生植株
第三节 再生植株途径 再生植株途径 常规快速繁殖基本环节 脱毒苗组织培养 育种培养 细胞融合 第一部分 常规快速繁殖基本环节 外植体处理-----愈伤组织(脱分化)----丛生芽、胚 状体、原球茎(再分化)----增值壮苗---根----移栽 接种材料修整方法 二、愈伤组织形成---脱分化 植物细胞只要具有一个完整的膜系统和一个有生命力的核,即使是已经高度成熟和分化,也还保持着回复到分生状态的能力。 一个细胞向分生状态回复过程所能进行的程度,取决于它在原来所处的自然部位上已经达到的细胞和生理状态。 1、愈伤组织特点 植物细胞脱分化而不断增殖形成的愈伤组织,主要由薄壁细胞构成的非器官化组织或不定组织 愈伤组织的颜色、质地不同 愈伤组织具有结构的不均一性和生理和遗传上的不稳定性 2、愈伤组织形成的条件 离体 培养条件(尤其是激素的种类和浓度,常用的生长素是2,4-D,IAA和NAA,常用的细胞分裂素是KT和6-BA) 外植体类型(木本植物中的幼态或成年态) 外植体原来在植株上所处的位置(它反映了内源激素的水平) 3、愈伤组织形成的过程 诱导期 诱导期是外植体细胞进行分裂准备的时期。在这一时期外植体细胞大小没有多大变化,但细胞内合成代谢活跃,RNA含量迅速增加,细胞核体积明显增大。 分裂期 细胞分裂的速度大大超过了细胞伸展的速率,细胞体积迅速变小,逐渐回复到分生状态。外植体细胞由原来的静止状态经过诱导期的分裂准备之后进入分裂高峰期,回复为分生状态,这整个过程即为脱分化。脱分化细胞不断进行分裂,从而形成了愈伤组织。 形成期 形成期是外植体细胞经过诱导期和分裂期后形成了无序结构的愈伤组织的时期。进入形成期后,细胞的平均大小相对稳定,不再减少,细胞分裂由原来局限在组织外缘的平周分裂转为组织内部较深层局部细胞的分裂。 分化期----愈伤组织增殖或形态发生: 一方面:愈伤组织增殖---增殖型愈伤组织 另一方面:形态发生期 4、愈伤组织增殖 将诱导形成的愈伤组织转接到新鲜的培养基上时,愈伤组织就会进一步增殖生长,生长一段时间以后,又必须重新将愈伤组织切割成一定大小的愈伤组织块,转接到新鲜的培养基上继续增殖。 转接必须及时,因为愈伤组织的生长基本符合s形生长曲线。 器官发生型有3种基本方式(顺序): 先分化芽再分化根:待芽伸长后在其幼茎基部长根,形成完整的小植株,这种方式在木本植物组织培养中较为普遍,因此芽和根的诱导要分两步完成 先分化根再分化芽:先分化根再在根上产生不定芽而形成完整植株。一般来说,培养物若先形成根,则会抑制芽的形成 愈伤组织的不同部位分别形成芽和根:然后二者的维管组织互相连接,成为具有统一的轴状结构的小植株 体细胞胚(somatic embryo)或胚状体(embryoid):指的是在植物组织培养中起源于一个非合子细胞、经过胚胎发生和胚胎发育过程形成的具有双极性的胚状结构。 定义表明: 它不同于合子胚,因为它不是两性细胞融合的产物; 它不同于孤雌胚或孤雄胚,因为它不是无融合生殖的产物; 它不同于组织培养中通过器官发生途径形成的茎芽和根,因为它的形成经历与合子胚相似的发育过程,而且成熟的胚状体是一个双极性结构。 体细胞胚的应用……人工种子 人工种子: 将细胞培养所产生的 体细胞胚或具有发育成完整植株的分生组织(相当于胚)包裹在一层含有营养物质的胶囊(相当于胚乳)里,再在胶囊外包上一层 具有保护功能的外膜(相当于种皮),形成在适宜条件下能够发育成完整植株的人造颗粒,在外形上象石榴。 结构:体细胞胚、人工胚乳、人工种皮 优点:·其一,可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖,如三倍体、非整倍体、基因工程植物;其二,固定杂种优势; 其三,节省制种用地,且不受季节限制,可以实现工厂化生产,同时还避免了种子携带病原菌的危险; ·其四,与利用试管苗相比,可以避免移栽困难,且可以实现机械化操作,同时还便于储藏和运输。 其五,用人工种子播种可以节约粮食。 例如,一个 12 L的发酵罐在 20 d内生产的胡萝卜胚状体,可以制成1000万粒人工种子,供几千公顷农田的种植需要,与天然种子相比,大大节约了粮食。 人工种子利用中的问题 初代培养中易出现的问题及对策 污染 操作污染分为细菌污染和真菌污染 外植体自身带菌导致的污染 由于表面灭菌不彻底或外植体内部带菌所致 褐变 褐变的概念及影响因素 褐变的防止方法 细菌污染 细菌污染 表现:在培养过程中,在培养基表面或材料表面出现黏液状物体、菌落或浑浊的水迹状,有时甚至出现泡沫发酵状。 原因:主要是由于工作人员使用未经充分消毒的工具、或由于呼吸排除的细菌、或操作人员用手接触材料或器皿的边缘,使微生物落入培养基中,有时也会因
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