植物组织与器官培养

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1、第3章植物组织与器官培养3.1植物组织培养植物组织培养是指将植物组织（如花药组织、胚乳、皮层等）给予适当的培养条件下，诱导其长成新的完整植株的一种实验技术。植物组织培养再生的植物——“试管植物”。3.1.1发展历史1902年德国植物学家哈贝尔兰德(Haberlandt)提出了器官和组织可以不断分割直至单个细胞的观点。并首次分离植物并进行培养，但未获成功。被誉为“植物组织培养之父”。1943年，美国怀特（White）正式提出植物细胞具有全能性，认为每个植物细胞具有该植物的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。1934年，荷兰植物学家温

2、特发现了生长素，即吲哚乙酸。1948年，斯科克解决了如何从离体组织和器官中诱导植物再生的问题，并确定了腺嘌呤/生长素的比例是控制芽和根形成的一个重要条件。1958年，施图尔德从胡罗卜根韧皮部愈伤组织获得单细胞，并诱导形成胚状体再生了植株。这是世界上首次通过实验证实了植物细胞具有全能性。20世纪60年代以来，植物组织培养开始走向大规模的应用阶段。组织培养技术被誉为农业发展史上的第四次绿色革命。进行植物组织培养，只需要少量的材料就能获得大量的植株，不仅可以节约大量的种子、肥料，还节约了大量的耕地，因此可以在工厂中进行育苗。3.1.2植

3、物组织培养再生植株的途径1、器官发生途径2、体细胞胚发生途径3.1.2.1器官发生途径植物的离体器官发生是指培养条件下的组织或细胞团（愈伤组织）分化形成不定根（adventitiousroots）、不定芽（adventitiousshoots）等器官的过程。植物细胞脱分化是已有特定结构和功能的植物组织的细胞，在一定的条件下被诱导改变原有的发育途径，逐步失去原有的分化状态，转变为具有分生能力的胚性细胞的过程。愈伤组织：脱分化后的细胞经过细胞分裂产生无组织结构、无明显极性的松散的细胞团。即由外植体组织增生的细胞产生的一团不定型的疏散排

4、列的薄壁细胞。愈伤组织细胞是分化的，但还没形成组织上的结构，因此愈伤组织培养过程中没有明显的组织或器官上的分化。愈伤组织可以用继代培养的方式长期保存，也可以通过悬浮培养而迅速增殖用作无性系；也可以用作原生质体培养时原生质体的来源。外植体：植物体上切取下来进行培养的部分组织或器官。即植物组织培养中用来进行离体无菌培养的离体材料，可以是器官、组织、细胞和原生质体等。继代培养：是指愈伤组织在培养基上生长一段时间后，营养物枯竭，水分散失，并已经积累了一些代谢产物，此时需要将这些组织转移到新的培养基上，这种转移称为继代培养或传代培养。离体培

5、养条件下，经过愈伤组织再分化器官一般要经过四个生长阶段。（一）启动期：诱导外植体细胞脱分化和分裂。（二）外植体经过诱导形成愈伤组织。（三）拟分生组织的形成。当把愈伤组织转移到有利于有序生长的条件下以后，首先在若干部位成丛出现类似形成层的细胞群，通常称之为“生长中心”，也称为拟分生组织，它们是愈伤组织中形成器官的部位。（四）器官原基及器官形成。通过器官发生形成再生植株大体上有三种方式：第一种方式是先芽后根:第二种方式为先根后芽:第三种方式是同时生根发芽:在愈伤组织的不同部位形成芽和根，再通过维管组织的联系形成完整植株。在有些情况下，

6、外植体不经过典型的愈伤组织即可形成器官原基。这一途径有两种情况：一是外植体中已存在器官原基，进一步培养即形成相应的组织器官进而再生植株，如茎尖、根尖分生组织培养；另一种情况是外植体某些部位的细胞，在重新分裂后直接形成分生细胞团，然后由分生细胞团形成器官原基。这种不经过愈伤组织直接发生器官的途径在以品种繁殖为目的的离体培养中具有重要的实践意义。研究表明，在叶肉细胞再生植株过程中，最初分裂细胞的第一次分裂轴向是十分重要的。在不经过愈伤组织的器官分化中，这次平周分裂既是叶肉细胞的脱分化，同时也是该细胞转变发育方式极性的确定。现在，有人把

7、最先启动分裂的这些细胞称之为感受态细胞。植物组织培养的基本步骤（一）培养材料的采集（二）培养材料的消毒（三）制备外植体（四）接种和培养（五）根的诱导（六）练苗（一）培养材料的采集1、受精卵2、发育中的分生组织：根尖、嫩茎、幼叶、花3、雌雄配子、单倍体细胞其中茎尖最常用。（二）培养材料的消毒1、自来水冲洗蒸馏水冲洗无菌纱布或吸水纸吸干水分消毒刀片切成小块。2、70%酒精浸泡消毒30-60s。3、漂白粉饱和液或0.01%升汞水中消毒10min。4、无菌水冲洗3-4次。（三）制备外植体在无菌环境下，将已消毒的材料用无菌刀、剪、镊等，剥去

8、芽的鳞片、嫩枝的外皮或种皮胚乳（叶片不需剥皮）。然后切成0.2-0.5cm厚的小片。操作中严禁用手接触材料。（四）接种和培养1、接种：无菌环境下，将切好的外植体立即接种在培养基上，每瓶接种4-10个。2、封口：接种后，瓶、管用无菌棉或盖封口，培养皿