第十一章 植物离体无性繁殖

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1、第十一章植物离体无性繁殖1植物离体无性繁殖的概念和特点植物有两种基本生殖方式：有性生殖和无性生殖。有性生殖是经过雌、雄性细胞融合而发育成合子胚或种子，并用种子繁殖后代的，如小麦、水稻、玉米等的繁殖。无性生殖是不经过雌、雄性细胞融合而直接用营养体细胞繁殖后代，如甘蔗、甘薯、土豆等的繁殖。由于很多的植物是高度杂合的，如大多数果树和观赏植物、甘蔗、甘薯、马铃薯等，因此它们的种子后代不可能与原种完全相同。只有由无性繁殖产生的植株，在遗传上才能与其亲本植物完全相同，从而可使品种的特性代代相传。一个品种通过无性繁殖可产生在遗传上等同的多个拷贝，其中由一个个体通过无性繁殖产生的一个群体称为一个无性系(克隆

2、)。在自然界中，无性繁殖的途径有二种：一是无融合生殖，即不经过减数分裂和受精而形成种子；二是营养繁殖，即由母株的营养体部分再生出新的植株。无融合生殖是指被子植物未经受精的卵或胚珠内某些细胞直接发育成胚的现象。它不经过雌、雄性细胞融合而直接由营养体细胞或卵细胞发育成无性胚或无性种子。包括：（1）孤雌生殖。卵细胞不经受精直接发育成胚的现象。孤雌生殖有两种类型：一种是由经过减数分裂的胚囊中的单倍体卵细胞发育成胚，这样的胚长成的植物体为单倍体，不能产生后代。这种类型在自然界罕见。另一种是由未经减数分裂的胚囊中的二倍体卵细胞发育成胚。如蒲公英。（2）无配子生殖。31由胚囊内卵细胞以外的非生殖性细胞，如

3、助细胞、反足细胞或极核等直接发育成胚的现象。见于韭、含羞草、鸢尾等植物。（3）无孢子生殖。由珠心或珠被细胞直接发育成胚的现象。见于柑桔属、高粱属等植物。由于无融合生殖只发生在少数几个物种，因此，人们一直采用营养繁殖的方法对入选品种进行无性繁殖。有些栽培植物，例如香蕉、葡萄、无花果、矮牵牛和菊花等的某些品种，很少产生或不产生有生活力的种子，所以营养繁殖是惟一的繁殖方法。作为植物营养繁殖的一个新手段，植物组织培养技术现正日益普及。利用植物组织培养技术，在无菌条件下对外植体进行离体培养，使其短期内获得遗传性一致的大量再生植株的方法称为植物离体无性繁殖(propagationinvitro)。植物离

4、体无性繁殖又称植物快繁或微繁(micropropagation)，它是植物组织培养技术在农业生产中应用最广泛、产生经济效益最大的研究领域，涉及的植物种类繁多，技术日益成熟并程序化，繁殖速度突破了植物自然繁殖的界限，成就了工厂化育苗的梦想。植物快繁与传统营养繁殖(vegetativepropagation)相比，其特点表现在：①繁殖效率高。由于不受季节和灾害性气候的影响，材料可周年繁殖。生长速度快，材料能以几何级数增殖。②培养条件可控性强。培养材料完全是在人为提供的培养基质和小气候环境条件下生长，便于对各种环境条件进行调控。③占用空间小。一间30m2的培养室可同时存放1万多个培养瓶，培育数十万

5、株苗木。④31管理方便，利于自动化控制。培养材料在人为环境中生长，省去了田问栽培的一些繁杂劳动，并可利用仪器进行自动化控制，便于工厂化生产。⑤便于种质保存和交换。通过抑制生长或超低温贮存的方法，使培养材料长期保存，并保持其生活力，既节约了人力、物力和土地，还防止了有害病虫的传播，更便于种质资源的交换和转移。2植物快繁的器官形成方式植物种类、外植体类型及培养基组成等都影响着接种材料的生长、分化和再生，使外植体的器官形成方式表现出一定的差异。根据器官形成方式的不同，将植物器官的再生分为五种类型，即短枝发生型、丛生芽发生型、不定芽发生型、胚状体发生型和原球茎发生型。2.1短枝发生型短枝发生型是指外

6、植体携带的带叶茎段，在适宜的培养环境中萌发，形成完整植株，再将其剪成带叶茎段，继代再成苗的繁殖方法。该方法与田间枝条的扦插繁殖方法类似，故又称为微型扦插。能一次成苗，遗传性状稳定，培养过程简单，移栽成活率高。许多花卉、葡萄、马铃薯等试管苗的繁殖常用此方法。2.2丛生芽发生型丛生芽发生型是指使外植体携带的顶芽或腋芽在适宜培养环境中可以不断发生腋芽而呈丛生状芽，将单个芽转人生根培养基中，诱导生根成苗的繁殖方法。携带侧芽和(或)茎尖的外植体在含有外源细胞分裂素的培养基中，可促使顶芽或侧芽萌动，形成微型的多枝多芽的小灌木丛状结构31。将丛生苗分割成带芽茎段，继代培养，重复芽苗增殖培养，可获得大量无根

7、小苗。无根小苗转移到生根培养基后，经培养得到完整小植株。2.3不定芽发生型凡是在叶腋或茎尘以外任何其它地方所形成的芽统称为不定芽。严格地说，由愈伤组织分化形成的茎芽也应当视为不定芽。不定芽发生型(adventitousbudformation)是指外植体在适宜培养基和培养条件下，经过脱分化形成愈伤组织，然后经过再分化诱导愈伤组织产生不定芽，或外植体不形成愈伤组织而直接从其表面形成不定芽，将芽苗转移到生根培养中