植物组织培养的基本原理.ppt

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1、1植物组织培养的基本原理讲授内容1.1细胞的全能性1.2植物细胞分化与脱分化1.3植物的形态建成1.4基因表达与位置效应及器官分化信息传递★植物细胞全能性（Cellulartotipotency）：任何具有完整细胞核的植物细胞，都拥有形成一个完整植珠所必须的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。（Haberlandt,1902）1.1植物细胞全能性1.1植物组织培养的理论基础—细胞全能性1、细胞全能性（celltotipotency)：植物体的每一个具有完整细胞核的细胞都具有该物种全部遗传的物质，在一定条件下具有发育成完整植物体的潜在能

2、力。细胞全能性（红罗卜）1.2植物细胞的分化与脱分化1.分化〔differentiation〕：细胞在分裂过程中发生结构和功能上的改变，从而在个体发育中形成各类组织和器官完成整个生活周期。高等植物细胞分化示意图幼年细胞细胞分裂多细胞团形态建成完整植株细胞分化1.2植物细胞的分化与脱分化2.脱分化〔dedifferentiation〕:已分化好的细胞在人工诱导条件下，恢复分生能力，回复到分生组织状态的过程。3.再分化〔redifferentiation〕:脱分化后具有分生能力的细胞再经过与原来相同的分化过程，重新形成各类组织和器官的过程

3、。离体的植物器官、组织、细胞脱分化愈伤组织再分化根芽再生植株植物组织培养过程（高等植物细胞脱分化和在分化示意图）1.3植物的形态建成1.3植物的形态建成细胞培养再生完整的植株茎芽分化（器官分化）体细胞胚胎发生外植体的成苗途径试管苗外植体愈伤组织根、芽芽根根芽体细胞胚试管苗体细胞胚试管苗主要内容:1.3.1愈伤组织的诱导与器官分化1.3.1.1愈伤组织诱导1.3.1.2器官分化1.3.2植物体细胞胚胎发生1.3.2.1植物体细胞胚胎发生的方式1.3.2.2植物体细胞胚胎发生的极性和生理隔离1.3.3离体器官诱导1.3.4影响植物离体形态

4、发生的因素1.3.4.1植物种类和基因型1.3.4.2培养材料的生理状态1.3.4.3培养基1.3.4.4培养条件1.3.1愈伤组织的诱导与器官分化一、基本概念脱分化：具有特定结构与功能的植物组织，在一定条件下，细胞改变原来的分化状态，失去原有的结构与功能，转变为具有分生能力的细胞的过程。愈伤组织：植物各种器官的外植体在离体的条件下，细胞经脱分化等一系列过程，转变为分生细胞，进而转变形成一种能够迅速增殖的无特定结构和功能的细胞团一般低，植物各器官、组织都有被诱发产生愈伤组织的潜在可能性。自然条件下的植物愈伤组织刺桐树1.3.1愈伤组织

5、的诱导与器官分化一）、愈伤组织的诱导诱导愈伤组织的成败关键主要不是实验材料，而是培养条件，其中激素的成分和浓度是最重要的因素。1、常用激素与浓度激素类型激素浓度生长素类（2，4-D,IAA,NAA)0.01~10mg/L细胞分裂素类（玉米素，6-BA)0.1~10mg/L2、影响愈伤组织诱导的因素：1）、激素：多数情况下，单独使用2，4-D可以成功诱导愈伤组织的发生案例1：MS培养基含有不同浓度2，4-D时斑茅幼叶形成愈伤组织的诱导率（%）不同浓度的2，4-D对愈伤组织的诱导率是不同的。一般情况下，2，4-D的浓度过低（低于10-9m

6、g/L）时，愈伤组织生长缓慢；浓度过高（高于10mg/L）时，就会抑制愈伤组织的生长。案例2.不同培养基及激素浓度对诱导扁桃花药愈伤组织的影响无论在MS还是在H或B5培养基中，不附加激素2,4-D均不能诱导扁桃花药愈伤组织的形成，扁桃花药在H+1.0mg/L2,4-D的培养基上诱导率最高为47%;在MS+1.0mg/L2,4-D培养基上诱导率为67.0%;在B5+0.5～1.0mg/L2,4-D，出愈率都在84.0%以上，其中以2,4-D为0.5mg/L时，出愈率高达100%.。说明在扁桃花药诱导过程中，最适基本培养基是B5，最佳2,

7、4-D浓度为0.5mg/L。研究表明：生长素与细胞分裂素对保持愈伤组织的快速生长是必要的，特别是二者搭配使用时更能强烈刺激愈伤组织的形成。在愈伤组织的诱导时，植物材料不同所用的植物生长调节物质不同，使用的浓度也不同。2）.培养基不同的培养基成分对植物不同器官的愈伤组织诱导存在着影响二、愈伤组织的形成愈伤组织从增殖的组织细胞中产生，激素改变细胞的新陈代谢状态，从生长静止期到代谢旺盛。从外植体脱分化形成愈伤组织大致可分为三个时期：起动期（诱导期）、分裂期和分化期。三个时期愈伤组织的代谢状况、结构以及细胞的平均大小都有明显的差别。（1）诱导

8、期（起动期、或起始期）:起动期：细胞准备分裂的时期，愈伤组织形成起点。外植体细胞在完整植株中随着细胞的分化过程而逐渐停止分裂，开始执行它们各自不同的功能。外植体细胞一般处于静止状态，称为静止细胞。在外源植物激素的作用下