植物组织培养绪论

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1、植物细胞与组织培养主讲教师：李素芳蔡冲办公室：格致北楼604联系电话：86875627(600)13606601297E-mail：lsf@cjlu.edu.cn生物工程、生物技术专业选修课以实验技术为主的课程一般概念1发展简史2应用领域3第一章　绪　论植物细胞组织培养离体（invitro）条件下利用人工培养基（medium）对植物器官、组织、细胞、原生质体等进行培养，使其长成完整植株。植物细胞组织培养的一般概念根据植物材料的不同器官培养（organculture）（胚、花药、子房、根、茎、叶等）茎尖分生组织培养（shoottipculture

2、）愈伤组织培养（callusculture）细胞培养（cellculture）原生质体培养（protoplastculture）外植体活体（invivo）植物体上提取下来的，接种在培养基上的无菌细胞、组织、器官等多细胞组成常包括不同的类型植物细胞组织培养的一般概念植物细胞组织培养的一般概念愈伤组织植物在受伤后于其伤口表面形成的一团薄壁细胞在人工培养基上由外植体（explant）形成的一团无序生长的薄壁细胞植物细胞组织培养的一般概念细胞全能性指一个完整的植物细胞拥有形成一个完整植株所必须的全部遗传信息植物细胞组织培养的理论基础潜在全能性的原因：基

3、因表达的选择性受精卵、体细胞（如根、茎、叶、子房、花药等）差异：（1）受精卵的全能性最高（2）受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的低科学研究表明，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，就是植物组织培养植物细胞全能性的表达脱分化（dedifferentiation)再分化（redifferentiation)植物细胞组织培养的一般概念脱分化在细胞组织培养中，一个成熟细胞或分化细胞（组织）转变成为分生状态的过程，即形成愈伤组织的过程。植物细胞

4、组织培养的一般概念再分化或分化植物成熟细胞经历了脱分化之后，即形成愈伤组织之后，由愈伤组织再形成完整植株的过程。离体的植物器官、组织、细胞脱分化愈伤组织再分化根芽植物体植物细胞组织培养步骤植物细胞组织培养条件：含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的pH、适时光照等由脱分化细胞再分化出完整植株的两种途径器官形成（organogenesis）愈伤组织的不同部位分别形成不定根和不定芽。体细胞胚胎发生（somaticembryogenesis）在愈伤组织的表面或内部形成类似于合子胚的结构，即胚状体（embryoid）。体细胞胚胎发

5、育过程体细胞胚胎的发育过程与合子胚相似，一般经历球形胚、心形胚、鱼雷形胚和子叶胚四个阶段。一般情况下，愈伤组织中的不定芽是多细胞起源的，易出现嵌合体现象其器官分化的顺序通常是先芽后根，而如果先分化根，则再出现芽的概率较小，通常被认为是失败的结果。一般情况下，体细胞胚是单细胞起源的，由体细胞胚发育成的植株各部分在遗传上应当是一致的，不存在嵌合体现象。只有极少数情况下，由体细胞胚胎发生途径再生的植株也存在嵌合体现象。植物细胞组织培养的全过程外植体（细胞）愈伤组织脱分化不定器官体细胞胚完整植株再分化植物细胞组织培养的特点培养条件可以人为控制细胞组织培

6、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。生长周期短，繁殖率高植物细胞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，植株也比较小，往往20-30d为一个周期。植物细胞组织培养的特点虽然植物细胞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或脱病毒种苗。植物细胞组织培养的特点管理方便

7、，利于工厂化生产和自动化控制植物细胞组织培养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、激素等条件，既利于高度集约化和高密度工厂化生产，也利于自动化控制生产。是未来农业工厂化育苗的发展方向与盆栽、田间栽培等相比省去了中耕除草、浇水施肥、防治病虫害等一系列繁杂劳动，可以大大节省人力、物力及田间种植所需要的土地。植物细胞组织培养的发展简史探索阶段（1902-1929）奠基阶段（1933-1958）迅速发展阶段（1960-）探索阶段（1902-1929）Haberlandt（1902）植物细胞全能性设想培养小野芝麻、凤眼兰的栅栏组织细

8、胞、虎年万年青属植物的表皮细胞等。观察到了细胞的生长、细胞壁的加厚，但没看到细胞分裂。Hanning（1904）利用无机盐和蔗糖溶液培养胡罗卜和辣根的