细胞培养技术 教学课件 ppt 作者 兰容 周珍辉 主编 章静波 主审 理论部分6植物组织培养概论.pptVIP

植物组织培养概论 一、植物组织培养的基本概念 1、定义：是指在无菌条件下，将将离体的植物器官、组织、细胞、胚胎、原生质体等培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱发产生愈伤组织（或潜伏芽）或长成新的完整植株的过程。 2、外植体：由活体植物体上提取下来的，接种在培养基上的无菌细胞、组织、器官等。 3、愈伤组织：在人工培养基上，由外植体的表面形成的一团不定形的排列疏松的薄壁细胞。（源出于自然生长的植物受损时，在愈合伤口处长出的一团瘤状突起，瘤状突起内的细胞主要为分化程度不高的薄壁细胞，一般情况下植物组织都能诱发产生愈伤组织） 二、发展简史 1838-1839年，德国科学家Schleide 和Schwann发表了细胞学说，奠定了组织培养的理论基础。　　1902年，德国植物学家Haberlandt 根据细胞学说，提出单个细胞的植物细胞全能性（totipotency）理论。　　1904年，Hanning 最先成功地培养了萝卜和辣根菜的胚。　　1922年，Knudson 采用胚培养法获得大量兰花幼苗。 　　1934年，White 用番茄根尖建立起第一个活跃生长的无性繁殖系，从而使非胚器官的培养首先获得成功。　　1958年，英国科学家Steward 等用胡萝卜根的愈伤组织细胞进行悬浮培养，成功诱导出胚状体并分化为完整的小植株，不但使细胞全能性理论得到证实，而且为组织培养的技术程序奠定了基础。 　　1962年，Murashinge 和Skoog 在烟草培养中筛选出至今仍被广泛使用的MS培养基。　　1964-1966年，印度科学家Guha 和Maheswari 在曼陀罗花药培养中首次由花粉诱导得到了单倍体植株。　　1972年，Carlson 通过两个种的烟草原生质体融合培养，获得了第一个体细胞杂交的杂种植株。…… 三、植物组织培养的分类 1、依外植体不同，可分为： 器官培养：以植物的根、茎、叶、花、果实、种子等器官为外植体。 组织培养：以植物的组织或组织切块为外植体，如茎尖（根尖）分生组织培养、愈伤组织培养。 胚胎培养：以成熟或未成熟的胚未外植体。由于植物的胚包含在胚珠和子房里，因而进行胚胎培养时，常常是取胚珠和子房放在培养基上。 细胞培养：以游离细胞或细胞团为外植体。 原生质体培养：以原生质体（植物细胞脱去细胞壁）为外植体。 2、根据培养基的物理状态不同，可分为： 固体培养：采用固体培养基，常用琼脂作凝固剂，其最适浓度为0.6％～1.0％（重量/体积）。 液体培养：液体培养是在培养基中不加入凝固剂。液体培养又分静止和振荡两种。 3、根据培养过程不同，可分为： 初代培养 继代培养 四、植物组织培养的理论依据——植物细胞的全能性 1、植物细胞的全能性 植物细胞全能性：是指植物体上任何一个具有完整细胞核（完整染色体组）的细胞，都具有分化成一个完整植株的潜在能力。原理：生物体的每一个细胞都携带有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。 全能性差异：（1） 已分化细胞（在体内只表现一定的形态、行使一定的功能）如体细胞全能性低（2）而分化程度较低的细胞全能性较高，如受精卵（未分化）的全能性最高 科学研究表明，处于离体状态的植物活细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养。 2、植物细胞全能性的实现过程 一个已分化的植物细胞要形成一个完整植株，要经过脱分化和再分化的过程。 脱分化：是指已经分化的器官、组织或细胞进行离体培养时，重新恢复分裂的能力，经过多次分裂后，失去了原有的分化状态而形成愈伤组织的过程。 再分化: 是指经过脱分化诱导形成的愈伤组织在适宜的培养条件下直接分化出器官（根和芽）或胚状体，通过进一步培养形成完整植株的过程。 五、植物组织培养的一般过程 六、植物组织培养特点 1、培养条件可以人为控制 组织培养采用的植物材料完全是在人为提供的培养基质和小气候环境条件下进行生长，摆脱了大自然中四季、昼夜的变化以及灾害性气候的不利影响，且条件均一，对植物生长极为有利，便于稳定地进行周年培养生产。 2、生长周期短，繁殖率高 植物组织培养是由于人为控制培养条件，根据不同植物不同部位的不同要求而提供不同的培养条件，因此生长较快。另外，植株也比较小，往往20—30d为一个周期。所以，虽然植物组织培养需要一定设备及能源消耗，但由于植物材料能按几何级数繁殖生产，故总体来说成本低廉，且能及时提供规格一致的优质种苗。 3、管理方便，利于工厂化生产和自动化控制 植物组织培养是在一定的场所和环境下，人为提供一定的温度、光照、湿度、营养