植物离体培养育种

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1、植物离体培养育种§1植物离体培养发展简史、意义和生物学原理组织培养的概念组织培养（Tissueculture）是指用无菌方法使植物体的离体器官、组织和细胞在人为提供的条件下生长和发育的所有培养技术的总称，也称之为离体培养（Invitroculture）。利用植物体的器官、组织或细胞，通过无菌操作接种于人工配制的培养基上，在一定的光照和温度条件下进行培养，使之生长发育的技术称为组织培养按培养材料分为（Gamborg等)：组织培养的类型愈伤组织培养细胞培养器官培养原生质体培养最为常见的组织培养悬浮细胞培养单细胞培养胚、胚乳、珠心、子房、

2、根、茎、叶、花和幼果的部分组织的培养类别－依外植体的不同划分胚胎培养（embryoculture）未成熟或成熟了的胚器官培养（organculture）根尖、茎尖、子叶、叶片、叶原基、花原基、或花果的未熟部分组织培养或愈伤组织培养（狭义，tissueculture）维管束形成层、贮藏薄壁组织及愈伤组织等细胞培养单个游离细胞（分离出的体细胞/花粉细胞/卵细胞）原生质体培养除去细胞壁的原生质体植物组织培养是二十世纪发展起来的新技术，近三十年来由于组织培养基础理论研究的深入，发展极为迅速，发表的文献浩如烟海，几乎以植物为研究对象的各个分支

3、学科都在广泛进行组织培养。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

4、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。发展简史植物组织培养在技术上的发展研究材料范围逐步扩大培养方法逐步完善培养基不断改进实验手段逐步完备胚、胚轴、子叶、幼苗、茎尖

5、、根、叶等；动物细胞+植物细胞/微生物原生质体固体培养发展到液体振荡或旋转培养悬浮培养、液滴培养、双层培养、包埋培养White培养基、MS培养基、MT培养基等植物组织培养在农业上的应用倍性育种：花药培养、胚乳培养突变体筛选：愈伤组织培养创造新种质：细胞融合克服胚败育：胚培养植物性药物和生物制品的生产组织培养的意义胚胎培养主要克服远缘杂交中胚不能在种子中正常发育而早期败育的问题。胚珠和子房培养进行试管内受精和杂种胚的分化成长，以克服不育性和不亲和性等障碍。细胞及组织培养进行优良单系的快速繁殖，自交不亲和系、雄性不育系的无性繁殖，突变体

6、的诱导与分离及种质的保存和运输等方面。花药及花粉培养单倍体育种，加速获得纯二倍体。原生质体培养进行体细胞杂交、核移植和核置换等工作。愈伤组织培养是最为常见的组织培养方式？愈伤组织（Callus）：原指植物在受伤后，于伤口表面形成的一团薄壁细胞。在组织培养中，指在人工培养基上由外植体长出来的一团无序生长的薄壁细胞。原因：大部分组织培养经历callus再生途径长出植株；callus可以用于悬浮培养和原生质体培养。按培养方法：固体培养、液体培养、看护培养、微室培养、包埋培养等按培养过程：初代培养、继代培养组织培养的类型外植体（Explan

7、ts）由活植物体上切取下来的可以用于组织培养的组织或器官初代培养（Primaryculture）继代培养（Subculture）指外植体的最初培养将初代培养得到的培养体移植于新鲜培养基中，这种反复多次移植的培养，称为继代培养生物学原理植物的再生作用：植物的根、茎、叶等器官、组织和细胞都具有再生成完整植株的能力。其是无性繁殖的基础，它是受内源激素调控的。人工控制和调整培养基成分，可使其发育成完整的植株。细胞的分化和形态发生：指细胞在分裂过程中发生结构和功能方面的改变，从而在植物个体发育过程中形成各类组织和器官，完成整个生活周期。植物细

8、胞的全能性（totipotent）：是指植物每个细胞都具有该植物体的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。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，从理论上讲，生物体的每一个活细胞