植物组织培养(5)(1).ppt

4 植物器官培养,植物器官培养是指对植物某一器官的全部或部分或器官原基进行离体培养的技术。根、茎、叶、花器、果实、种子。,4.1 根的培养,根系生理代谢研究的良好实验体系；研究器官分化、形态建成的良好体系；建立根无性系，用于制药；诱变育种。,4.1.1 离体根的培养方法,固体培养法：平放液体培养法：振荡固体液体双层培养法：根段形态学上端插入固体培养基，下端朝上浸露在液体培养基中。其他特殊方法,4.1.2 离体根所用培养基,WhiteMS、B5等大量元素减半或减2/3,4.1.3 影响离体根生长因素,基因型营养条件：氮源、碳源、微量元素、维生素B1激素：生长素pH光照和温度：一般黑暗有利于根的形成。,4.2.1 茎段培养植物茎段培养是指对植物的带有一个以上定芽或不定芽的外植体（包括块茎、球茎、鳞茎在内的幼茎切段）进行离体培养的技术。,4.2 茎段和茎尖培养,茎段培养的目的,进行植物的离体快速繁殖。研究茎细胞的分裂潜力和全能性。诱导细胞变异和突变体的获得。,茎段培养的特点和优点,特点：以芽生芽的方法进行增殖。优点：容易成功、变异小、性状均一、繁殖速度快。,茎段培养产物,单苗（芽）丛生苗（芽）单生芽和丛生芽的增殖方式适宜植物的离体快速繁殖。完整植物愈伤组织,影响因素,基因型激素配比：生长素、细胞分裂素,4.2.2 茎尖培养,茎尖培养（shoot tip culture or apical meristem culture）是指对植物顶端的原分生组织和它衍生的分生组织的培养。,材料,茎尖分生组织培养：1mm(带有12个叶原基的生长锥），可去毒。普通茎尖培养：几毫米至几十毫米的茎尖、芽尖及侧芽培养。,Shoot tip culture,茎尖培养的一般方法,材料制备：精心预处理严格灭菌小心取材：体视显微镜、解剖针,茎尖培养注意事项,取材大小：脱毒小于1mm，快繁可数毫米。茎尖微小趋向于形成愈伤组织。培养基：多为MS，避免2,4-D（促使外植体愈伤组织化）。,茎尖分生组织培养与脱毒,普通茎尖培养与繁殖技术,无菌物的建立芽的增殖中间繁殖体的增殖诱导生根移栽概念：Micropropagation,生长状态及原因,生长太慢：茎尖不见明显增大，但颜色转绿。进入休眠生长素太低温度低,生长过旺：茎尖明显增大，基部产生愈伤组织，茎尖难于伸长，色泽较淡。生长素偏高用了2,4-D光照太弱温度过高,生长正常：,茎尖逐渐转绿，基部逐渐膨大，有时形成少量愈伤组织，茎尖逐渐伸长，最终形成小枝。,影响茎尖微繁的因素,基因型外植体的大小供试植株的生理状态芽的着生部位褐变,玻璃化极性后生变化形态发生能力遗传稳定性,4.3 叶的培养,离体叶：叶原基、叶柄、叶鞘、叶片、子叶等叶组织。意义：研究叶形态建成、光合作用、叶绿体形成等；叶细胞全能性；原生质体融合；无性繁殖系；诱变育种。,影响叶组织培养的因素,基因型细胞分裂素细胞分裂素和生长素的组合供试植株的发育时间和叶龄叶脉极性损伤,离体叶组织发育途径,直接产生不定芽由愈伤组织产生不定芽胚状体其他,将镊子、解剖刀置于含有70酒精的清洁瓶内。叶片浸于该液1分钟作表面消毒。,将叶片置于10漂白粉水溶液中（1/4杯漂白粉+2 杯水+几滴洗洁精）10分钟，并不时用镊子搅动。如果叶片浮在水上，则需用镊子夹入水底。,10分钟后，将漂白粉水溶液中的叶片转移到盛有无菌水的瓶子内，一次放入一片。,将叶片转移到消毒过的盘上准备切割。,切去叶的边缘，再将剩下的叶片切成24片，并分别将它们接入紫罗兰培养基上。,经消毒的非洲紫罗兰叶片切成0.5-1英寸宽，接种与新鲜的培养基上。,3周后叶片周围及表面肿胀，并有芽生成。,芽伸长成苗。,有时叶片表面都被诱导的芽所包围。,接种56周后将接种的叶片1分2，并转入无激素的培养基中以利于苗的生长及生根。,一个即将用于移栽的生根的紫罗兰试管苗。,移栽到土壤中的小苗的前几天要用塑料袋罩上，直到小苗适应低湿度的环境。,复习思考题,植物根培养主要有哪几种方法？什么是茎段培养？有何特点及用途？何谓茎尖培养？有何类型？需注意什么？叶培养有哪些意义？,5 植物胚胎培养,植物胚胎培养是指对植物的胚、胚乳、胚珠和子房等进行离体培养，使其发育成完整植株的技术。包括：胚培养、胚乳培养、胚珠培养以及子房培养。,双子叶植物种子,单子叶植物种子,种子的构造,5.1 胚培养,成熟胚培养幼胚培养,成熟胚培养,较容易表面消毒培养基：含无机盐和糖，如White、Tukey、Randolph。光照：12h/d；温度：2530。具有休眠习性的种子（苹果、桃等），接种后4 预处理一段时间后再转入常温培养。,幼胚培养的生长方式,正常胚胎发育，维持胚性生长。早熟萌发：迅速萌发为幼苗，不能维持胚性生长。此幼苗畸形瘦弱，易死亡，应避免。,胚胎发育过程,异养期：球形期以前，需复杂培养基。自养期：心形期开始，可用简单培养基。异养期易夭折，可采用胚乳看护培养，提高成功率，1到3040。,看护培养,看护培养（nurse culture）Muir 等1954年设计。,影响幼胚培养的因素,培养基：高K+、高Ca2+、低NH4+；高糖（812），调节渗透压，防止早熟萌发；添加氨基酸和维生素；保持添加的生长调节剂和内源激素的平衡；添加天然有机物。,环境条件：一般黑暗或弱光。胚柄：胚柄的存在对幼胚的存活是关键，可用赤霉素代替。,胚培养的应用,克服远缘杂交不亲和性：幼胚培养。打破种子休眠，缩短育种周期：如兰、银杏、油棕、鸢尾等。提高种子萌发率：长期营养繁殖的植物，如芭蕉、芋。,克服珠心胚的干扰：柑桔、芒果、仙人掌等多胚性植物的珠心组织会发生多个不定胚，影响合子胚的发育。种子生活力的快速测定。诱导胚状体及胚性愈伤组织，用于快繁（如山楂）。,5.2 胚乳培养,胚乳培养是指将胚乳组织从母体上分离出来，通过离体培养，使其发育成完整植株的技术。,胚乳,裸子植物的胚乳是单倍体（来源于雌配子）。除兰科、Podostemaceae和Trapaceae外，所有被子植物都有胚乳组织。被子植物的胚乳组织是三倍体（两个起源于雌性，一个来自雄性）。随着胚的生长，胚乳被消耗，或者在成熟种子中作为储藏组织而存在。,Triticum grain 小麦,胚乳培养,培养成熟的胚乳时，果实要进行表面消毒，胚乳和胚在无菌条件下切出来。培养未成熟的胚乳时，整个果实要进行消毒，在无菌条件下，使用立体显微镜小心将胚乳组织切离。将胚乳从胚组织中分离出来是必须的，这一步骤的失败，将导致胚乳愈伤组织和胚起源（二倍体组织）的组织的污染。,Plantlets arising from isolated endosperm tissue,影响胚乳培养的因素,培养基：MS、White、LS、MT等。有机物、生长调节剂。培养条件：温度一般25左右。胚：诱导成熟胚乳活化，可用赤霉素代替。取材时期：胚乳旺盛生长期较易诱导出愈伤组织。,三倍体后代的特征,种子败育：无子果实。营养体发达：粗壮、叶片厚大、叶色浓、花大或重瓣、果大而结实率低。染色体数有稳定型（核桃、檀香、橙、柚等）和畸变型（如苹果、枸杞、梨、玉米、大麦等）。,应用,大量生产三倍体植株。为染色体工程提供不同染色体组合的植株。研究天然产物生物合成和代谢的实验系统。,5.3 胚珠和子房培养5.3.1 胚珠培养,胚珠：种子植物的大孢子囊，是孕育雌配子的场所，是种子的前身。胚珠培养是将胚珠从母体分离出来，无菌条件下让其进一步生长发育，使其形成植株的技术。,胚珠培养的类型,受精胚珠培养未受精胚珠培养,胚珠培养的意义,防止杂种胚早期败育，但比幼胚培养容易。为试管受精提供一项基础技术。培养单倍体植株。,培养胚珠的发育,与母体胚珠发育相似胚珠脱分化为活跃的愈伤组织（胚囊、珠被）再生植株未受精胚珠单倍体,胚珠培养的影响因素,培养基：多用Nitsch。胎座和子房：有胎座和子房易培养。胚发育时期：球形胚后较易。,5.3.2 子房培养,子房：雌蕊基部膨大部分，由子房壁、胎座、胚珠组成。子房培养是指将子房从母体上分离下来，无菌离体培养，使其发育成幼苗的技术。比胚珠培养更容易。,5.4 植物离体授粉,植物离体授粉是指将未授粉的胚珠或子房从母体分离下来，进行无菌培养，并以一定的方式授以无菌花粉，使之在试管内实现受精的技术。又称离体受精或试管受精。目的：克服远源杂交的受精前障碍。,离体授粉方式,离体柱头授粉离体子房授粉离体胚珠授粉,离体授粉成功的标志是授粉后能由胚珠或子房形成有生活力的种子。成功的例子十分有限。,影响离体授粉受精的因素,柱头和花柱：存在有利于受精。胎座：存在有利于受精。取材时期：最好在雌蕊授粉后和花粉管进入子房前。培养基：Ca2+能刺激花粉萌发和花粉管生长。培养条件：一般黑暗和弱光。,复习思考题,胚胎培养有哪些类型？各有什么应用？幼胚培养需要注意哪些问题？为什么要进行胚乳培养？什么是离体授粉？,