植物组织培养的展望
植物组织培养的展望
摘要：植物组合培养是从20世纪30年代初期发展起来的一项生物技术，现已渗透到各个研究领域。植物组织培养技术是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、胚胎、原生质体等，在人工配制的培养基上给予适宜的培养条件，进行繁殖的方法。为了加快组培苗的生长速度，提高其质量，改善其本质，并降低生产成本，国内外的学者将环境控制技术和组培技术有极大的结合起来做了大量研究，改善组培苗的生长环境。本文对植物组织培养过程中所面临的问题和所采用的新技术进行了综述，并提出了植物组织培养技术发展的新方向。
关键词：意义问题应用现状发展方向工业化生产
1.植物组织培养的意义
目前，生物技术正在世界突飞猛进地发展，尤其在医学、农业、食品工业、能源工业、环境保护各个领域显示出极大的生产潜力。组织培养是最基础的生物技术，它的全面应用正在使农业的生产走向集约化、工厂化。植物组织培养也就是所谓的植物克隆。简单地说就是提取植物的根、茎、叶、芽或一个细胞，通过生物高科技手段，在很短的时间内诱导分化出与母体完全相同的植物。
2.目前植物组织培养所存在问题及其对策
2.1褐变问题
褐变是植物组培育苗中常见的现象，以木本植物较为严重。褐变是指外植体在诱导脱分化或再分化过程中，自身组织从表面养基释放褐色物质，以至培养基逐渐变成褐色，外植体也随之进变褐而死亡的现象。褐化包括酶促褐化和非酶促褐化。酶促褐变是主要因素，一般认为培养材料变褐是由于伤口处分泌的多酚氧化酶(PPO)被氧化成醌类物质，呈红褐色，并抑制许多酶的活性，影响培养物的正常生长．严重时导致其死亡。从理论上讲，酶促褐变可以通过以下三种方法加以抑制：一是除去引起氧化的物质-氧；二是捕捉或减少聚合反应的中间产物：三是抑制有关的酶。抑制外植体褐变的措施如下：选择适当的外填体，培养材料进行预处理。选择适当的培养基和培养条件，加入抗氧化剂和其他抑制剂．适当缩短转瓶周期。适当改变培养基的硬度等。
2.2、污染问题
污染是植物组培过程中的技术难题之一。培养物受到污染在组织培养中经常遇到，并且难以控制。若不能把污染率降低到可接受的范围，将会造成重大的经济损失。因此，分析污染的产生和来源，控制污染的发生，成了植物组织培养中的重要工作。外植体材料、培养基、接种工具、接种室消毒不严格或无菌操作不规范等因素均会导致污染的发生。针对植物组织培养中污染产生的原因。应从以下两个方面着手来控制污染。一是控制外植体自身带菌，外植体的表面带菌可以经过一系列的杀菌处理来减少。而外植体的内部带菌可以通过对外植体的预培养来加以控制；一是降低环境污染和操作污染．这类污染可通过规范操作程序加以控制。
2.3、玻璃化问题
玻璃化是指在培养过程中材料呈半透明状，组织结构发育畸形的现象。又称“过度水化”。玻璃化的苗由于组织畸形，分化能力降低，不易成活。因此，不宜用作继代和移栽的材料。培养过程中，光照、温度、湿度和pH值等的影响；另外培养材料的植物种类、外植体类型也影响着玻璃苗的发生；除此外，培养基的成分变化对玻璃化现象也起了重要作用。由于培养基中Ca、N、Mn、Fe、B、Zn等含量的不同，导致玻璃化现象发生率也不同。有研究表明糖与玻璃化现象的发生率有着负相关关系。玻璃化防治对策：选不易玻璃化的植物品种及部位作外植体材料；利用固体培养基，增加琼脂浓度，选择适当的碳源，提高培养基中蔗糖含量；采用通气性好
《》试卷，共10 页，第1页《》试卷，共10页，第2页
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的封口材料，降低培养容器内部环境的相对湿度，减少有害气体的积累；选择适宜的外源激素的种类和浓度，并注意生长素与细胞分裂素的配合，尽量兼顾繁殖系数；控制温度，避免过高的培养温度，进行变温处理，同时，提高光照强度，适当延长光照时间。 3.植物组织培养新技术的应用现状 3.1 开放组培技术
植物开放式组织培养， 简称开放组培。 是在使用抗菌剂的条件下， 使植物组织培养脱离严的操作环境,不需高压灭菌和超净工作台，利用塑料杯代替组培瓶，在自然开放的有菌环境进行植物的组织培养，从根本上简化组培环节，降低组培成本开放组培主要是改造培养基，决传统组培过程中培养基的污染， 而改造培养基的关键是要找到一种或几种能够添加到培养基的广谱性抗菌剂。崔刚等采用中医理论，遵循中药药性配伍的君、臣、佐、使原则，从种植物中提取具有杀菌、抗菌活性物质，成功研制出了具有广谱性杀菌能力的抗菌剂,并对其有效浓度和使用方法作了大量探索性试验，取得了理想的效果。何松林在培养基中添加杀菌剂( Naclo) 并在有菌条件下进行文心兰试管苗的接种，研究表明在添加了适宜浓度 Naclo 的培养基中，文心兰试管苗在培养过程中未有污染现象的发生，且多数试管苗可正常生长。已有研究报道通过开放组培方法成功建立了葡萄外植体的开放性培养。
3.2 无糖组培技术( 光独立培养法)
由于传统的组培技术中使用的是含糖培养基，杂菌很容易侵入培养容器中繁殖，造成培养基的污染。为了防止杂菌侵入，通常将培养容器密闭，这样则造成培养植物生长缓慢，并且容易出现形态和生理异常，同时增加了费用。为了解决这些问题，20 世纪 80 年代末，日本千叶大学古在丰树教授发明了一种全新的植物组培技术-无糖组培技术，其特点在于将大田温
室环境控制的原理引入到常规组织培养应用中， 用CO2气体代替培养基中
的糖作为组培苗生长的碳源，采用人工环境控制的手段， 提供适宜不同种类组培苗生长的光、温、水、气、营养等条件，促进植株的光合作用，从而促进植物的生长发育， 达到快速繁殖优种苗的目的。无糖组培技术解决了培养容器中气体环境( CO2和乙烯) 差、易污染等问题；与常规组织培养相比， 无糖组培主要引进了以下新技术：去除培养基中的糖，导入大型培养容器； 调节培养容器内的 CO2浓度；调节培养容器内的相对湿度； 提高光照度。无糖培养法具有很多优势，如可大量生产遗传一致、生理一致、发育正常、无病毒的组培苗，可缩短驯化时间，降低成本等。无糖培养法对环境要求较高，若无糖组培环境不能被控制并达到一定的精度，将会严重影响组培苗质量和经济效益。经无糖培养法培养出来的植株具有以下优点：生长速度快， 生长发育均匀；减少了因高温、弱光等引起的生理及形态的异常； 简化或省略了驯化过程； 减少了因污染引起的植物损失；光合成和生根得以促进， 可减少生根植物生长调节剂的使用。吉林工学院李晓玲等对“苹博一号”梨组培苗进行了无糖组培试验， 结果发现“苹博一号”梨组培苗能在无糖培养基上存活并生长。昆明环境科学研究所对非洲菊等多种植物进行了无糖培养技术的研究， 开发了大型的培养容器和 CO2强制性供气系统应用于生产，并取得了一定的效果。
3.3 新型光源的应用 3.3.1 LED 光源的应用
应用新型光源‘如发光二极管( LED) ’作为植物生长的光源，国内外已经有一些学者开始了这方面的研究。最新研究发现， 光质比例和光照强度可调的 LED 光源比通常使用的植物组织培养用的荧光灯能更有效地促进试管苗的光合作用。LED 被应用与植物组织培养中其主要优点有：体积
小，可以提高培养室单位面积的产量；寿命长，可以减少灯管的维修和更换，因此可以节省劳力和财力；几乎不发热，可以减少培养室因制冷所消耗的能源耗电少，可使植物组织培养技术的商业化应用更加有效。LED 光源因具有以上诸多优点，将成为组培光源的发展方向。
3.3.2 CCFL 光源
为了给植物组培苗提供更适宜的光照条件,，日本的田中道男等自行设计和开发出了阴极荧光灯( CCFL) 作为植物组培苗的光源。CCFL 具有如下特点：直径小，只有 1.6～3.0mm;寿命长，可达50000 h；热量低，接近植物自身温度；可控红蓝光比例；耗电量低。CCFL 光源还有直管形和U 形等不同类型，可以满足不同植物的生长需求，田中道男运用此光源为文心兰试管苗提供光照条件，结果表明其地上部干、鲜重和试管苗的高度都有显著提高。随着进一步改进，CCFL 照明系统将成为植物组织培养中的主要光源。
3.3.3 SILHOS 光源
日本的田中道男等自行设计和开发的另一种新型光源- SILHOS 是一种间接照明系统,其侧部发出均匀一致的光线，光线进入反射空间经反射薄膜反射后均匀分布。具有如下特点：只需要1只荧光灯就能提供均匀的照明，它通过一个独特的反射曲镜使光线均匀分布；避免在照明过程中产生热量，冷空气从一侧输送管进入后带走灯管所产生的热量，然后从另一侧管道将热量输送出去，可调整和控制由照明设备引起的环境温度变化；SILHOS 光源通过直立输送管道可以减少培养架不同培养层之间的温度差异。田中道男等利用SILHOS作为生菜组培光源，获得了高质量的组培苗。
4.植物组织培养的发展方向及工业化的展望
4.1保护生态环境挽救濒危植物
我国幅员辽阔，植物种类众多，约有3.1 万种高等植物，约占世界总数的10%，其中濒灭绝的稀少物种有4000—5000种，占总种数的15%一20%。近几十年来，约有20种植物继灭绝。物种面临退化和灭绝的威胁，这对于我们人类来讲是不可估量的损失,最有效的挽救方法之一就是收集珍稀濒危植物的种质和基因资源，并用组织培养的方法速进行繁殖和人工栽培。在保护濒危植物的同时，也能带动一方的经济发展。
4. 2加速名优花卉、苗木品种的推广应用
我国观赏植物资源十分丰富，享有“世界园林之母”的美誉，原产我国的观赏植物达113 523属、1一2 万种。善于发现、利用现有资源培育出世人瞩目的新品种是很有希望的。结合组培快繁技术，我国花卉、苗木业的前景非常可观。
4. 3生产“人工种子”
所谓“人工种子”，是指以胚状体为材料，经过人工薄膜包装的种子，在适宜条件下能萌发成幼苗。据美国遗传公司报道，美国科学家已成功地把芹菜、首蓓、花椰菜的胚状体包装成工种子，并得到较高的萌发率。这些人工种子已生产并投放市场。我国科学工作者成功地研成水稻人工种子。可见，组织培养将在遗传育种、作物改良和改革作物栽培中获得更大的成效。
4. 4种质资源贮藏和植物引种
在液氮(一19 6℃)条件下，加入冷冻保护剂，可使组织培养物的代谢水平降低，有利于细胞、胚状体、试管苗、愈伤组织等的长期保存。据报导，冷冻保存的胡萝卜胚状体，在保存la后仍有再生成植株的能力，有些国家已利用此方法建立了种质库，但我国在这方面仍是空白，急需发展。将植物材料以组培形式保存在培养容器内运输，开展国际间或地区间的种质交换，既能节省时间、空间、降低运输成本，又能减少因从田间采集种
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子或从无性繁殖材料上携带的有害生物。 4. 5有用化合物的工业化生产
组织培养也可以应用于有用化合物的工业化生产。有用化合物包括药物橡胶、香精油、色素等。这些化合物许多都是高等植物的次生代谢物，有些还不能大规模地人工合成，而靠植物生产其来源有限。因此，利用组织培养植物的某些器官或愈伤组织，并筛选出高产、高合成能力、生 长快的细胞株系，以进行工业化生产，将是一条行之有效的途径。总之，尽管我国在植物组织培养方面还存在一些问题，但随着科技的进步、社会的发展，问题不难解决。
植物组织培养技术必将在我国开 发西部、建设森林城市、绿化 山川、防 风 固沙、退耕还林、以及 调整农村产业结构中发挥巨大作用，同时也会给企业带来巨大商机、高额 的利润和广 阔的市场。因此,组培车间应象种子供应站一样遍布全国各地，服务于当地生产满足于当地生产，使我国各地区的特色新产品尽快大面积发展起来，形成产业规模。开拓国际大市场。
4.6 解决影响植株组培苗发展的障碍因素， 全力推进组培苗的产业化。 4.6.1降低生产成本
目前组培成本偏高， 可从各个技术环节入手， 尽量降低成本。首先， 降低培养基成本。目前采用的硬质玻璃蒸馏器制备的蒸馏水，在无有毒物质的前提下，完全可用泉水、井水、河水、自来水取代；营养物质一般采用化学药品， 价格昂贵，但有可能用土豆汁、番茄汁或普通药水来取代；可用普通白糖来代替蔗糖。其次，降低培养成本。培养可在玻璃温室进行，充分利用自然光照，温度也可调控，这样可节约能源，大大降低成本。 4.6. 2提高繁殖系数
有些植物快繁不能推广的一个重要原因是繁殖系数偏低， 间接地提高
了生产成本。要下大力气摸索提高组培苗繁殖系数的最佳培养基配方，以
简化愈伤组织诱导、芽分化、生根等繁琐的技术程序。要善于发拙能产生不定芽或通过筛选合适培养基可产生不定芽的植物种类品种。 4.6. 3保持种性优良
植物组培苗快繁主要包括胚状体诱导、不定芽诱导、愈伤组织诱导、促生腋芽法等。其中以促生腋芽法生产的组培苗遗传性最为稳定， 能保持亲本植物优良种性，而且繁殖速度快，应大力推广。 4.6. 4推行薄层细胞培养
薄层细胞培养是一种正在推广的采用茎表皮层细胞作为外植体的组织培养技术。其优点有：取材便利；表面消毒方便；激素种类和用量少；可直接从外植体分离出芽、根，不经合伤口阶段。陈永宁等开展大花天竺葵薄层细胞培养快繁成功，仅用70 d 就完成了从接种到移栽的全过程。该方法值得在组培苗的产业化开发上加以推广应用。但不是所有的植物都可以通过该方法进行快繁，许多植物只能再生植株。 4.6. 5 引入先进技术
要有计划、有步骤地引进植物组培苗生产配套设施， 建立健全培养室组培快繁与温室栽培相配套的组培苗生产体系。有条件的生物技术公司可购买配有计算机自动监控系统的温室大棚， 做到组培苗组培温度管理自动化、灌溉自动化、施肥自动化，确保培育出高质量的商品化组培苗。 4.6. 6开拓销售
要善于了解市场行情，疏通销售渠道，建立产、供、销一体化的植物组培苗营销网络。鼓励花农以“公司+ 基地+ 农户”、“农户+ 公司”等多种形式建立不同的经济实体，确保鲜、活、嫩的组培苗产品畅销国内外市场。
4.7 加强植物组培方式与培养水平的研究，探索新的培养途径
目前，植物组培方式以固体培养基培养为主。液体培养基培养具有物质交换快，生长速度快，产生的代谢物质不会在组织周围积累等优点，值得大力研究与推广。近几年来，随着花卉植物此生代谢物质工厂化生产技术的研究，花卉植物的液体培养迅速进入应用阶段。现在利用液体发酵进行培养的花卉有蔷薇，金鱼草，长春草，松草等。从培养水平上看，一般是器官，组织水平的培养研究，如茎尖，叶，花，根等的培养。植物薄层细胞培养以及原生质体培养将会是个新的培养方向。
总之，植物组织培养技术仍处于发展阶段，尚有许多机理有待探索，其潜力也没有得到充分发挥。相信在不久的将来，该项技术在我国将会有更大的发展，并在农业，食品业，制药业，加工业等领域发挥举足轻重的作用。
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植物组织培养
专题三植物的组织培养技术 一、菊花的组织培养 1．植物组织培养的原理和程序 (1)原理：植物细胞的全能性 (2)程序： (愈伤组织：细胞排列疏松无规则，是一种高度液泡化的薄壁细胞) 2．植物组织培养的影响因素 (1)选材：不同植物组织或同一植物组织的不同部分，培养的难易程度差别很大，菊花的组织培养，一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。 (2)培养基：植物组织培养需要适宜的培养基（含大量元素、微量元素和有机物），常用的是MS培养基，在配制好的培养基中，常常需要添加细胞分裂素和生长素两种植物激素。 (3)其他条件： pH、温度和光照等条件对于植物组织的培养也很重要。 3．实验操作 (1)配制好的培养基要进行高压蒸汽灭菌。 (2)外植体要先用70%酒精消毒6～7 s，取出后用无菌水清洗，再用 0.1%的氯化汞消毒，最后再用无菌水清洗。 (3)接种时要始终在酒精灯火焰旁进行，对于接种工具要用火焰灼烧灭菌。 (4)在18～22℃的无菌箱中培养，得到试管苗后进行移栽。 二、月季的花药培养 1、理论基础：花粉具有全能性。 2．被子植物花粉的发育过程 花粉母细胞(小孢子母细胞)→（四个小孢子）四分体时期→单核期（单核居中期、单核靠边期）→ 双核期（营养核和生殖核）→精子。 3．产生花粉植株 (1)产生花粉植株的两种途径： 胚状体与（合子/受精卵）发育形成的胚有类似的结构，即具有胚芽、胚轴和胚根。 (2)上述两种途径并无绝对界限，主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。 4、影响花药培养的因素 主要因素是材料的选择和培养基的组成。一般月季的花药培养选在五月初到五月中旬，即月季的初花期。 5．培养过程及成功的关键 (1)材料的选取：挑选完全未开放的花蕾，选择花药时，一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。确定花粉发育时期的最常用的方法是醋酸洋红法。但是，某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用焙花青-铬矾法，这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色(2)接种：灭菌后的花蕾，在无菌条件下除去萼片和花瓣，并立即将花药接种到培养基上。剥离花药时尽量不要损伤花药。 (3)培养：温度控制在 25 ℃左右，幼小植株形成后才需要光照。如果花药开裂释放出胚状体，就要在花药开裂后尽快将幼小植株分开。
植物组织培养技术
植物组织培养技术 植物组织培养是指将植物体的一部分接种在合成培养基上，使其按照预定目标生 长发育成新植株。近年来，花卉组织培养及快繁脱毒技术越来越多地应用于花卉种苗 繁殖生产中。 一、组织培养在花卉产业中的应用 1.快速、大量繁殖优良品种组织培养技术已成为种苗生产的主要技术之一。经组织 培养，可增加繁殖系数，加快繁殖速度，可生产出种性纯、品质好、产花量高的生产 性用苗。在花卉育种过程中，不断的杂交、选种极大地扩展了花卉的花形与颜色，使 得花卉在各方面都越来越接近人们的需求。但在同时，也造成了花卉基因类型的高度 异质化———子代不易有均一表现。而组培苗是在母株器官、组织或细胞的基础上发展起来的，可以保持母株的全部特性（花形、花色、株形、开花习性、抗逆性等）， 因而可以根据需要来选择集多种优良性状于一体的植株加以分生，从而得到大量与母 株一模一样的植株。 2.培育脱毒苗木采用组织培养技术，利用植株的分生组织不易感染病毒的原理，可 以对花卉植株的分生组织进行组织培养来繁殖苗木，防止亲代植株的病害传递给子代，从而达到脱毒的目的。 病毒病对长期应用营养繁殖（分株、扦插等）的观赏植物及其生产的危害相当严重。由于观赏植物多采用营养繁殖，如嫁接、分株、压条等方法繁殖时，病毒（及类 病毒）则通过营养体及刀具、土壤传递给后代，大大加速了病毒病的传播与积累，导 致病毒病的危害越来越严重。据统计，观赏植物的病毒已多达100多种，并且逐年有 新增病毒的报道。观赏植物因病毒病大大影响其观赏价值，表现在康乃馨、菊花、百合、风信子等的鳞茎、球茎与宿根类花卉及兰科植物等严重退化，花少且小，花朵畸形、变色，大大影响观赏价值，严重者甚至导致某些品种的灭绝，严重制约观赏植物 生产的发展，这也是我国切花品种跨不出国门的原因之一。组培快繁技术已应用到蝴蝶兰的栽培中非洲菊也可以通过组培快繁技术进行繁殖 植物组织培养脱毒的原理主要是利用茎尖分生组织不带毒或少带毒。感病植株体内的病毒分布不均匀，其数量随植株部位和年龄而异，越靠近茎尖顶端的区域，病毒 的浓度也越低。分生区域无维管束，病毒只能通过胞间连丝传递，赶不上细胞不断分 裂和活跃的生长速度，因此生长点含有病毒的数量极少，几乎检测不出病毒。因此， 茎尖培养时，切取茎尖的大小对脱毒效果有很大影响，茎尖越小效果越佳，但太小时 不易成活，过大则不能保证完全除去病毒。不同种类的植物和不同种类的病毒在茎尖
浅谈植物组织培养及其应用
浅谈植物组织培养及其应用 [摘要] 本文系统介绍了植物组织培养的基本概念以及植物组织培养在植物快速繁殖、脱毒、新品种的培育、和有用化合物的工业化生产、种质资源保存及其与其他学科的联系等方面的应用现状。 [关键词] 植物组织培养应用 1902年，哈布兰特(G.Haberlandt)提出细胞全能性理论，即是每个植物的本细胞或性细胞都具有该植物的全套遗传基因，因此在一定培养条件下每个细胞都可发育成一个与母体一样的植株[1]。近40年来，在无数科学家的努力下以及进行离体培养以来，植物组织培养在农林作物的脱毒快繁、突变诱发、细胞工程和基因工程等方面都发挥着重要作用，并已渗透到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学等各个研究领域，成为生物学科中的重要研究技术和手段之一，经过80多年的历程，才使这项技术趋于完善，趋于成熟。且广泛应用于农业、林业、工业、医药业等多种行业，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当代生物科学中最有生命力的一门学科。 1.植物组织培养的基本概念 植物组织培养是指在无菌条件下，将离体的植物器官(如根尖、茎尖、叶、花、未成熟的果实、种子等)、组织(如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)、细胞(如体细胞、生殖细胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生质体(如脱壁后仍具有生活力的原生质体)，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，使其生长、分化并成长为完整植株或有经济价值的其他产品器官的过程。由于培养物是在离体条件下的试管内进行，而且培养的是脱离植物母体的培养物，亦可称为离体培养或试管培养。根据外植体来源和培养对象的不同，又分为植株培养、胚胎培养、器官培养、组织培养、原生质体培养等[2]。 2.植物组织培养的应用 2.1快速繁殖种苗 依靠自然条件在较短时间内繁殖稀有植物和经济价值较高的植物，受到地理环境和季节的限制，很难达到快速、高效的目的；特别对于在短时期内需要达到一定数量，才能创造应有价值的植物，时间就是效益，只有通过组织培养的方法才能满足这一要求。用组织培养法繁殖植物，这是组织培养应用于生产的主要的和成效最大的实例。首先是在兰花上的成功应用。自Morel在1960年得到兰花组织培养苗后，很快应用于生产，形成了组织培养法繁殖兰花工业。 由于组织培养法繁殖植物的明显特点是快速，每年可以数以百完倍速度繁殖，因此对一些繁殖系数低，不能用种子繁殖的名特优植物品种的繁殖，尤为意义重大。
国内外植物组织培养技术的差距
国内外植物组织培养技术的差距 姓名：*** 学号：********* 指导教师：*** 专业班级：生物工程2009级1班 完成日期：2012-06-05
摘要 植物组织培养技术是农业生物技术中最早实现产业化并取得显著经济效益和社会效益的领域，在理论研究和生产实践中具有广泛的应用价值。通过对国内外植物组培的发展概况以及技术差距的分析，指出了我国植物组织培养技术的发展现状、目前存在的主要问题和应采取的措施，并对植物组织培养技术的发展作了展望。 关键词：组织培养概况差距展望 Abstract The plant tissue culture technology is agricultural biotechnology as the first realized industrialization and get a remarkable economic and social benefits of the field, in the theoretical research and production practice has wide application value. Through the domestic and international plant tissue and the development situation of the technology gap analysis, and pointed out the plant tissue culture technology's development present situation, the existing problems and the measures should be taken, and the development of plant tissue culture technology are discussed. Key words：Tissue culture situation gap looking
植物组织培养实验室 组培室 规划设计
植物组织培养实验室组培室规划设计 一、实验室要求理想的组织培养实验室应该建立在安静、清洁、远离污染 源的地方，最好在常年主风向的上风方向，尽量减少污染。规模化生产的组织 培养实验室最好建在交通方便的地方，便于培养产品的运送。实验室的建设均 需考虑两个方面的问题：一是所从事的实验的性质，即是生产性的还是研究性的，是基本层次的还是较高层次的；二是实验室的规模，规模主要取决于经费 和实验性质。无论实验室的性质和规模如何，实验室设置的基本原则是：科学、高效、经济和实用。一个组织培养实验室必须满足3个基本的需要：实验准备(培养基制备、器皿洗涤、培养基和培养器皿灭菌)、无菌操作和控制培养。此外，还可根据从事的实验要求来考虑辅助实验室及其各种附加设施，使实验室 更加完善。在进行植物组织培养工作之前，首先应对工作中需要哪些最基本的 设备条件有个全面的了解，以便因地制宜地利用现有房屋，或新建、改建实验室。实验室的大小取决于工作的目的和规模。以工厂化生产为目的，实验室规 模太小，则会限制生产，影响效率。在设计组织培养实验室时，应按组织培养 程序来没计，避免某些环节倒排，引起日后工作混乱。植物组织培养是在严格 无菌的条件下进行的。要做到无菌的条件，需要一定的设备、器材和用具，同 时还需要人工控制温度、光照、湿度等培养条件。二、实验室组成(一)基本实 验室基本实验室包括准备室、洗涤灭菌室、无菌操作室、培养室、缓冲间，是 组织培养实验所必须具备的基本条件。如进行工厂化生产，年产4万-20万， 需3-4间实验用房，总面积60平方米。1、准备室(化学实验室)功能：又叫化 学实验室，进行一切与实验有关的准备工作：完成所使用的各种药品的贮备、 称量、溶解、器皿洗涤、培养基配制与分装、培养基和培养器皿的灭菌、培养 材料的预处理等。要求：最好有20平方米左右。要求宽敞明亮、以便于放置多个实验台和相关设备，方便多人同时工作；同时要求通风条件好，便于气体交换；实验室地面应便于清洁，并应进行防滑处理。分类：分体式-研究性质实验室，分开的若干房间将准备室分解为药品贮藏室、培养基配制与洗涤室和灭菌 室等，功能明确，便于管理，但不适于大规模生产。通间式-规模化实验室，准备室一般设计成大的通间，使试验操作的各个环节在同一房间内按程序完成。 准备试验的过程在同一空间进行，便于程序化操作与管理，试验中减少各环节 间的衔接时间，从而提高工作效率。此外还便于培养基配制、分装和灭菌的自
(植物组织培养)
植物组织培养 1.简述植物组织培养的基本技术。（10分） 答：植物的组织培养）技术是指利用细胞全能性和植物生长调节物质对于植物细胞组织的分化和决定具有关键性作用，分离一个或数个体细胞或植物体的一部分在无菌条件下培养的技术。通常我们所说的广义的组织培养，是指通过无菌操作分离植物体的一部分(即外植体)，接种到培养基上，在人工控制的条件进行培养，使其生成完整的植株。 2.简述植物组织培养的主要障碍、发生原因及防治措施。（10分） 植物组织培养的主 要障碍 发生的原因防治措施 褐变1)材料的基因型差异 2)材料的生理状态 3)培养基成分 4)其他因子的影响（培养时间 的长短等）1.选择适当的外植体 和培养条件 2.抗氧化剂和抑制剂 的作用 3.其他防止褐变的措 施（连续转移或预 处理等） 玻璃化 1.玻璃化苗的形态学，解剖学 特征1.选择适当的外植体 2.改善培养基组成
2.玻璃花苗的生理生化特点 3.外植体 4.培养环境条件 5.培养成分 3.改善培养条件 遗传的稳定性自身的遗传特性选择合适的外植体 控制好培养条件 污染污染的来源（材料的本身，由 外界环境侵入）1)供体材料的选择 （选择健康，无病 毒的植株） 2)培养物的检验 3)合理的扩繁程序 4)严格的无菌操作 规程 3.组培苗生长环境有何特点？如何提高其移栽成活率？（10分） 组培苗生长环境特点:组培苗水分散失较快，易于萎蔫。吸水能力较弱。所以导致环境有了极大的改变：湿度降低、光照增强、温度升高、温差变大。具以上特点的组培苗，在此环境下，叶片失水较严重，根系吸水能力不足，即吸水量小于蒸腾水量，从而造成植物萎蔫，炼苗失败。另一种情况是，空气温度上升要比基质温度上升快，而根系的吸水能力在一定范围内与温度是成正比的，当气温升高时，加之湿
植物组织培养实验室(组培室)规划设计
植物组织培养实验室 (组培室规划设计 2009年 05月 31日星期日 10:18一、实验室要求 理想的组织培养实验室应该建立在安静、清洁、远离污染源的地方, 最好在常年主风向的上风方向, 尽量减少污染。规模化生产的组织培养实验室最好建在交通方便的地方, 便于培养产品的运送。 实验室的建设均需考虑两个方面的问题:一是所从事的实验的性质, 即是生产性的还是研究性的, 是基本层次的还是较高层次的; 二是实验室的规模, 规模主要取决于经费和实验性质。 无论实验室的性质和规模如何,实验室设置的基本原则是:科学、高效、经济和实用。一个组织培养实验室必须满足 3个基本的需要:实验准备 (培养基制备、器皿洗涤、培养基和培养器皿灭菌、无菌操作和控制培养。此外,还可根据从事的实验要求来考虑辅助实验室及其各种附加设施,使实验室更加完善。 在进行植物组织培养工作之前,首先应对工作中需要哪些最基本的设备条件有个全面的了解, 以便因地制宜地利用现有房屋, 或新建、改建实验室。实验室的大小取决于工作的目的和规模。以工厂化生产为目的,实验室规模太小,则会限制生产,影响效率。在设计组织培养实验室时, 应按组织培养程序来没计, 避免某些环节倒排, 引起日后工作混乱。植物组织培养是在严格无菌的条件下进行的。要做到无菌的条件, 需要一定的设备、器材和用具, 同时还需要人工控制温度、光照、湿度等培养条件。 二、实验室组成 (一基本实验室 基本实验室包括准备室、洗涤灭菌室、无菌操作室、培养室、缓冲间,是组织培养实验所必须具备的基本条件。如进行工厂化生产,年产 4万 -20万, 需 3-4间实验用房,总面积 60平方米。
植物组织培养技术
第2章植物组织培养技术 第二节植物组织培养概述 一、授课章节 第二节植物组织培养概述。 二、学时安排 2学时。 三、教学目标 1．掌握植物组织培养的含义。 2．了解植物组织培养的类型划分。 3．理解植物组织培养的应用原理。 4．掌握植物组织培养的特点和应用。 四、教学重点、难点分析 重点： 植物组织培养的含义、特点和应用。 难点： 植物组织培养的应用原理。 五、教具 电化教学设备，植物组织培养试管苗。 六、教学方法 讲授法，多媒体课件。 七、教学过程 Ⅰ.导入 前面我们学习了有关植物育种的一些知识，今天，请看我给同学们看一样东西(教师拿出试管苗)，问同学们这是什么呢？这就是我们要学的植物组织培养。 II.新课
一、植物组织培养的含义 植物组织培养是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体培养在人工培养基上，给予适宜的培养条件，使其长成完整植株的过程。由于培养物脱离母株在试管内培养，故又称离体培养、试管培养。 二、植物组织培养的类型 植物组织培养由于分类依据不同可划分为不同的类型。 三、植物组织培养的应用原理 （一）植物细胞全能性 植物细胞全能性，是指植物体上每个具有完整细胞核的植物细胞，都具有该植物体的全部遗传信息和产生完整植株的能力。植物的体细胞一旦脱离所在器官或组织的束缚成为离体状态时，在一定的营养、激素和外界条件作用下，就可能表现出全能性，而生长发育成为完整的植株。
（二）细胞的分化和形态建成 （三）植物的再生功能 四、植物组织培养的特点 （一）研究材料来源单一，无性系遗传信息相同 （二）试验经济，管理方便，工作效率高 （三）培养条件人为控制，可周年连续进行试验或生产 （四）生长快，周期短，繁殖率高 五、植物组织培养的应用 （一）优良品种的快速繁殖 （二）脱毒及脱毒苗的再繁育 （三）植物新品种的培育 （四）种质资源的保存和交换 （五）有用次生代谢产物的生产 III.作业 1.简述植物组织培养的概念和培养类型。 2.植物组织培养技术有哪些特点？ 3.植物组织培养在生产上有哪些方面的应用？ 4.通过学习，你对植物组织培养技术是怎样理解的？ 第二节植物组织培养厂房的设计与构建一、授课章节 第二节植物组织培养厂房的设计与构建。 二、学时安排 2学时。
植物组织培养心得体会
植物组织培养心得体会 篇一：植物组织培养总结 1 绪论 植物组织培养的一般概念 ? 广义的组织培养，不仅包括在无菌条件下利用人工培养基对植物组织的培养，而且包括对原生质体、悬浮细胞和植物器官的培养。 ? Gamborg曾根据所培养的植物材料的不同，把组织培养分为悬浮细胞培养、器官培养(胚、花药、子房、根和茎的培养等)、茎尖分生组织培养和原生质体培养。其中愈伤组织培养是一种最常见的培养形式。 ? 则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。 ? 培养以外，其他几种培养形式最终也都要经历愈伤组织才能产生再生植株，此外，愈伤组织还常常是悬浮培养的细胞和原生质体的来源。 ? 在组织培养中，当我们把分化组织中的不分裂的静止细胞，放在一种能促进细胞增殖的 培养基上以后，细胞内就会发生某些变化，从而使细
胞进入分裂状态。一个成熟细胞转变为分生状态的过程叫做脱分化。 ? 体。 ? 一个成熟的植物细胞经历了脱分化后之所以还能再分化而形成完整的植株，是因为这些 细胞具有全能性。所谓全能性，就是说，任何具有完整的细胞核的植物细胞，都拥有形成一个完整植株所必需的全部遗传信息。对已分化的细胞的全能性的实验研究表明，至少在某些情况下，发育和分化过程并不导致细胞中遗传信息的丢失或不可逆的钝化，所涉及的只是这些遗传信息表达调控机制的改变。 ? 有关全能性的肯定实验证据是Steward等人(1958)在以胡萝卜根组织为外植体的组织培 养实验中得到的。当他们把栽培胡萝卜次生韧皮部薄片培养在一种含有椰子汁的固体培养基上时，产生了由简单的薄壁细胞组成的愈伤组织。把这些愈伤组织转入到成分相同的液体培养基中并不断振荡，又产生了由单个细胞和小细胞团组成的悬浮液。 ? 经过对这些细胞和大小不同的细胞团的显微镜检确定，细胞团是那些从愈伤组织上散落
浅谈植物组织培养及其应用---论文
浅谈植物组织培养及其应用 目前，生物技术正在世界突飞猛进地发展，而且在医学、农业、食品工业、能源工业、环境保护各个领域显示出极大的生产潜力。作为生物技术有力手段的组织培养，也日益受到重视，组织培养在农林作物的脱毒快繁、突变诱发、细胞工程和基因工程等方面都可以发挥作用。 当前人类正面临淡水资源短缺的困难，同时土地沙荒化、盐渍化也对人类造成威胁。我国是属于淡水资源缺乏的国家，除积极进行节用水，在农业上选育耐旱作物品种以及提高农作物的抗旱性之外，应用细胞工程技术快速繁殖固沙植物，筛选抗旱和抗盐的细胞突变体，以至利用基因工程方法将抗旱基因引入到禾谷类作物中，最终将会对干旱、半干旱及滩涂地区的开发利用产生极大影响。可喜的是，目前科学家们已做出积极努力，在渗透调节基因工程方面取得了有意义的进展。 总之，生物技术的应用将对我国农林生产带来革命性的变化，本节所讲的组织培养的基本原理及其应用，希望能引起读者广泛的兴趣，以便为不久的将来应用生物技术在解决我国旱区的实际问题上，能有所启迪。 一、植物组织培养中的细胞分化与器官建 （一）植物细胞的全能性 植物细胞的全能性即是每个植物的本细胞或性细胞都具有该植物的全套遗传基因，因此在一定培养条件下每个细胞都可发育成一个
与母体一样的植株。这个概念虽然在本世纪初已经提出，但在当时的技术条件下，在实践上并没做到，经过几十年来组织培养技术的不断改进，目前细胞的全能性不但在理论上完全被证实，而且为组织培养在实践上的应用奠定了基础。 植物细胞要表现出全能性，须经过几个步骤： 成熟细胞→分生细胞→胚状体→完整植株。 成熟细胞→愈伤组织→出根出芽→完整植株。 脱分化也就是已经分化定型的细胞，经过诱导成为重新恢复了分裂能力（也就是成为分生状态）细胞的过程。 不但植物体细胞可以表现全能性，花粉在培养条件下也可能进行脱分化，通过愈伤组织或胚状体发育成单倍体植株。 植物细胞为什么表现出全能性呢？就要从动物与植物细胞的区别说起。不论是植物、动物还是微生物，其代谢的分子基础基本是一样的，从微生物到人，遗传的信息是一致的。但动物与植物细胞区别还是很大的这差别主要地在于： 第一，自养与异养的差别。高等绿色植物是自养的，对营养的要求较简单，因此培养基的成分大部分为无机物和少量简单有机物。而高等动物是需要多种复杂营养的异养生物，它们从复杂的来源中吸收、消化和同化其营养，并通过血液将养分输送到全身细胞和器官。 第二，外界环境的差别。动物细胞直接所处的内部环境，以上对浓缩的形式来满足其营养要求。植物所处的环境变化大，它中收养分是以稀释的状态。植物细胞束缚在纤维素壁内，内部液泡保持相当稳
植物组培应用前景
植物组培的应用前景 编辑 1．快速繁殖某些稀有植物或有较大经济价值的植物依靠自然条件在较短时间内繁殖稀有植物和经济价值较高的植物，受到地理环境和季节的限制，很难达到快速、高效的目的；特别对于在短时期内需要达到一定数量，才能创造应有价值的植物，时间就是效益，只有通过组织培养的方法才能满足这一要求。 用组织培养法繁殖植物，这是组织培养应用于生产的主要的和成效最大的实例。首先是在兰花上的成功应用。自Morel在1960年得到兰花组织培养苗后，很快应用于生产，形成了组织培养法繁殖兰花工业。 由于组织培养法繁殖植物的明显特点是快速，每年可以数以百万倍速度繁殖，因此对一些繁殖系数低，不能用种子繁殖的名特优植物品种的繁殖，尤为意义重大。 2、脱毒植物中有很多都带有病毒，严重影响植物的产量和品质，给农业带来灾害。特别是无性繁殖植物，如马铃薯、草莓、大蒜、康乃馨等，由于病毒是通过维管束传导的，因此利用这些植物营养器官繁殖，就会把病毒带到新的植物个体上而发生病害。但是也证明感病植株并不是每个部位都带有病毒，如茎尖生长点尚未分化成维管束的部分，可能不带病毒。若利用组织培养法进行茎尖培养，再生的植株有可能不带病毒，从而获得脱病毒的苗，再用这种苗进行繁殖，则种植的植物就不会或极少发生病毒病。 所获得的脱毒苗一定要经过鉴定，确认不带病毒才能使用。使用组织培养法获得脱毒苗已经在草莓、葡萄、康乃馨等获得成功，产生明显的经济效应。 3、植物种质资源的保存、挽救濒于灭绝的植物长期以来人们想了很多方法来保存植物，如储存果实，储存种子，储存块根、块茎、种球、鳞茎；用常温、低温、变温、低氧、充惰性气体等，这些方法在一定程度上收到了好的或比较好的效果，但仍存在许多问题。主要问题是付出的代价高，占的空间大，保存时间短，而且易受环境条件的限制。植物组织培养结合超低温保存技术，可以给植物种质保存带来一次大的飞跃。因为保存一个细胞就相当与保存一粒种子，但所占的空间仅为原来的几万分之一，而且在-193度的液氮中可以长时间保存，不像种子那样需要年年更新或经常更新。 环境的不断变化使许多种类的植物面临着灭绝的危险，而且许多种植物已经灭绝，留给人类的只是一种遗憾。如何挽救这些植物，还有许许多多的动物，已成为世人关注的问题。实践证明，通过组织培养的方法可以使一部分濒危的植物种类得到延续和保存；如果在结合超低温保存技术，就可以使这些植物得到较为永久性的保存。其实，对大多数普通植物来说，用组织培养的方法保存其种质材料，也具有十分重要的意义。因为，人们现在无法预知哪些植物会面临灭顶之灾，或许今天看似繁茂的植物，明天就可能被沙漠、洪水、大火或战争吞没。 4、通过花药和花粉培养获得单倍体植株、缩短育种年限通过花药和花粉组织培养可以获得
植物组织培养技术的应用以及
植物组织培养技术的应用以及在培养过程中存在的问题 摘要:介绍了植物组织培养技术的应用以及在培养过程中遇到的问题并提出解决的方法。植物组织培养技术的应用范围很广,目前主要用在离体无性系快速繁殖与无毒化、植物育种、遗传物质的保存、植物次生代谢物的生产和植物基因转化等方面。 关键词:植物组织培养;次生代谢物;基因转化;褐化 植物组织培养技术是指在无菌条件下,将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体,在人工配制的环境里培养成完整的植株。植物组织培养的依据是植物细胞“全能性”及植物的“再生作用”。1902年,德国著名植物学家G。Haberlanclt根据细胞学理论,大胆地提出了高等植物的器官和组织可以不断分割,直到单个细胞,即植物体细胞在适当的条件下,具有不断分裂和繁殖,发育成完整植株的潜力的观点。1943年,美国人White在烟草愈伤组织培养中,偶然发现形成一个芽,证实了G。Haberlanclt的论点。自G。Haberlandt提出的细胞全能性理论以来,在许多科学家的努力下,植物组织培养技术得到了迅速发展,其理论和方法逐渐趋于完善和成熟,并广泛应用于农业、林业、园艺、医药等行业,产生了巨大的经济效益和社会效益。 1 植物组织培养技术的应用前景 植物组织培养技术的应用前景很广泛,目前主要用在以下几个方面。 1.1 在植物脱毒和快速繁殖上的应用 植物脱毒和离体快速繁殖是目前植物组织培养应用最多、最有效的一个方面。很多农作物都带有病毒,特别是无性繁殖植物,如马铃薯、甘薯、草莓、大蒜等。但是,感病植株并非每个部位都带有病毒,White早在1943年就发现植物生长点附近的病毒浓度很低甚至无病毒。如果利用组织培养方法,取一定大小的茎尖进行培养,再生的植株有可能不带病毒,从而获得脱病毒苗,再用脱毒苗进行繁殖,则种植的作物就不会或极少发生病毒。此法已在马铃薯、大蒜、草莓、葡萄、康乃馨等多种作物上获得成功,并产生了明显的经济效益。国外40%~80%草莓是通过试管脱毒后繁殖的,意大利每个州都有年产百万草莓无毒种苗的工厂。由于运用组织培养法繁殖植物的明显特点是快速,每年可以数以百万倍的速度繁殖,因此,对一些繁殖系数低、不能用种子繁殖的名、优、特植物品种的繁殖,意义尤为重大。同时组织培养可不受地区、气候的影响,比常规方法快数万倍到数百万倍的速度扩大繁殖,及时提供大量优质种苗。目前,观赏植物、园艺作物、经济林木、无性繁殖作物等部分或大部分都用离体快繁提供苗木,试管苗已出现在国际市场上并形成产业化。 1.2 在植物育种上的应用 植物组织培养技术对培育优良作物品种开辟了新途径。目前,国内外把植物组织培养已普遍应用于作物育种,并在以下几个方面取得了较大进展: 1.2.1 单倍体育种 单倍体植株往往不能结实,在培养中用秋水仙素处理,可使染色体加倍,成为纯合二倍体植株,这种培养技术在育种上的应用称为单倍体育种。单倍体育种具有高速、高效率、基因型一次纯合等优点,因此,通过花药或花粉培养的单倍体育种,已经作为一种崭新的育种手段问世,自从1964年Guha和Maheshwari报道利用花药培养技术由蔓陀罗花药诱导单倍体植株以来,各国科学家致力于花药培养。1974年,我国科学家用单倍体育种法育成世界上第一个作物新品种---单育1号烟草品种,现已有300种植物花药培养成功。其中我国首先培育出来的就有40余种,它们主要是粮食、油料、蔬菜、林木、果树等重要经济作物。据报道,水稻品种
植物组培十大特点
植物组培十大特点 1、快速繁殖某些稀有植物或有较大经济价值的植物 依靠自然条件在较短时间内繁殖稀有植物和经济价值较高的植物，受到地理环境和季节的限制，很难达到快速、高效的目的；特别对于在短时期内需要达到一定数量，才能创造应有价值的植物，时间就是效益，只有通过组织培养的方法才能满足这一要求。 用组织培养法繁殖植物，这是组织培养应用于生产的主要的和成效最大的实例。首先是在兰花上的成功应用。自Morel在1960年得到兰花组织培养苗后，很快应用于生产，形成了组织培养法繁殖兰花工业。 由于组织培养法繁殖植物的明显特点是快速，每年可以数以百完倍速度繁殖，因此对一些繁殖系数低，不能用种子繁殖的名特优植物品种的繁殖，尤为意义重大。 2、脱毒 植物中有很多都带有病毒，严重影响植物的产量和品质，给农业带来灾害。特别是无性繁殖植物，如马铃薯、草莓、大蒜、康乃馨等，由于病毒是通过维管束传导的，因此利用这些植物营养器官繁殖，就会把病毒带到新的植物个体上而发生病害。但是也证明感病植株并不是每个部位都带有病毒，如茎尖生长点尚未分化成维管束的部分，可能不带病毒。若利用组织培养法进行茎尖培养，再生的植株有可能不带病毒，从而获得脱病毒的苗，再用这种苗进行繁殖，则种植的植物就不会或极少发生病毒病。 所获得的脱毒苗一定要经过鉴定，确认不带病毒才能使用。使用组织培养法获得脱毒苗已经在草莓、葡萄、康乃馨等获得成功，产生明显的经济效应。 3、植物种质资源的保存、挽救濒于灭绝的植物 长期以来人们想了很多方法来保存植物，如储存果实，储存种子，储存块根、块茎、种球、鳞茎；用常温、低温、变温、低氧、充惰性气体等，这些方法在一定程度上收到了好的或比较好的效果，但仍存在许多问题。主要问题是付出的代价高，占的空间大，保存时间短，而且易受环境条件的限制。植物组织培养结合超低温保存技术，可以给植物种质保存带来一次大的飞跃。因为保存一个细胞就相当与保存一粒种子，但所占的空间仅为原来的几万分之一，而且在-193度的液氮中可以长时间保存，不像种子那样需要年年更新或经常更新。 环境的不断变化使许多种类的植物面临着灭绝的危险，而且许多种植物已经灭绝，留给人类的只是一种遗憾。如何挽救这些植物，还有许许多多的动物，已成为世人关注的问题。实践证明，通过组织培养的方法可以使一部分濒危的植物种类得到延续和保存；如果在结合超低温保存技术，就可以使这些植物得到较为永久性的保存。其实，对大多数普通植物来说，用组织培养的方法保存其种质材料，也具有十分重要的意义。因为，人们现在无法预知哪些植物会面临灭顶之灾，或许今天看似繁茂的植物，明天就可能被沙漠、洪水、大火或战争吞没。 4、通过花药和花粉培养获得单倍体植株、缩短育种年限 通过花药和花粉组织培养可以获得单倍体植物，大大缩短了育种时间。使新品种的培育过程大大简化 5、胚胎培养的应用 在远源杂交中，杂交后形成的胚珠往往在未成熟状态时，就停止生长，不能形成有生活力的种子，因而杂交不孕，这给远缘杂交造成极大困难。十九世纪二十年代末，Laibach用胚培养技术培养亚麻种间杂种胚，第一个获得了杂种植物，这一成功为在远缘时克服杂交不亲和的障碍提供了一项有用的技术。 这项技术发展至今，已经相当成熟，可以说多数植物的成熟或未成熟胚通过培养都可获得成功。幼胚培养已经可使5个细胞大小的极幼龄的胚状结构培养成植株。但胚珠培养的研究不多，单个胚珠培养尚存在许多问题，需作深化研究。
植物组织培养的展望
植物组织培养的展望 摘要：植物组合培养是从20世纪30年代初期发展起来的一项生物技术，现已渗透到各个研究领域。植物组织培养技术是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、胚胎、原生质体等，在人工配制的培养基上给予适宜的培养条件，进行繁殖的方法。为了加快组培苗的生长速度，提高其质量，改善其本质，并降低生产成本，国内外的学者将环境控制技术和组培技术有极大的结合起来做了大量研究，改善组培苗的生长环境。本文对植物组织培养过程中所面临的问题和所采用的新技术进行了综述，并提出了植物组织培养技术发展的新方向。 关键词：意义问题应用现状发展方向工业化生产 1.植物组织培养的意义 目前，生物技术正在世界突飞猛进地发展，尤其在医学、农业、食品工业、能源工业、环境保护各个领域显示出极大的生产潜力。组织培养是最基础的生物技术，它的全面应用正在使农业的生产走向集约化、工厂化。植物组织培养也就是所谓的植物克隆。简单地说就是提取植物的根、茎、叶、芽或一个细胞，通过生物高科技手段，在很短的时间内诱导分化出与母体完全相同的植物。 2.目前植物组织培养所存在问题及其对策 2.1褐变问题 褐变是植物组培育苗中常见的现象，以木本植物较为严重。褐变是指外植体在诱导脱分化或再分化过程中，自身组织从表面养基释放褐色物质，以至培养基逐渐变成褐色，外植体也随之进变褐而死亡的现象。褐化包括酶促褐化和非酶促褐化。酶促褐变是主要因素，一般认为培养材料变褐是由于伤口处分泌的多酚氧化酶(PPO)被氧化成醌类物质，呈红褐色，并抑制许多酶的活性，影响培养物的正常生长．严重时导致其死亡。从理论上讲，酶促褐变可以通过以下三种方法加以抑制：一是除去引起氧化的物质-氧；二是捕捉或减少聚合反应的中间产物：三是抑制有关的酶。抑制外植体褐变的措施如下：选择适当的外填体，培养材料进行预处理。选择适当的培养基和培养条件，加入抗氧化剂和其他抑制剂．适当缩短转瓶周期。适当改变培养基的硬度等。 2.2、污染问题 污染是植物组培过程中的技术难题之一。培养物受到污染在组织培养中经常遇到，并且难以控制。若不能把污染率降低到可接受的范围，将会造成重大的经济损失。因此，分析污染的产生和来源，控制污染的发生，成了植物组织培养中的重要工作。外植体材料、培养基、接种工具、接种室消毒不严格或无菌操作不规范等因素均会导致污染的发生。针对植物组织培养中污染产生的原因。应从以下两个方面着手来控制污染。一是控制外植体自身带菌，外植体的表面带菌可以经过一系列的杀菌处理来减少。而外植体的内部带菌可以通过对外植体的预培养来加以控制；一是降低环境污染和操作污染．这类污染可通过规范操作程序加以控制。 2.3、玻璃化问题 玻璃化是指在培养过程中材料呈半透明状，组织结构发育畸形的现象。又称“过度水化”。玻璃化的苗由于组织畸形，分化能力降低，不易成活。因此，不宜用作继代和移栽的材料。培养过程中，光照、温度、湿度和pH值等的影响；另外培养材料的植物种类、外植体类型也影响着玻璃苗的发生；除此外，培养基的成分变化对玻璃化现象也起了重要作用。由于培养基中Ca、N、Mn、Fe、B、Zn等含量的不同，导致玻璃化现象发生率也不同。有研究表明糖与玻璃化现象的发生率有着负相关关系。玻璃化防治对策：选不易玻璃化的植物品种及部位作外植体材料；利用固体培养基，增加琼脂浓度，选择适当的碳源，提高培养基中蔗糖含量；采用通气性好 《》试卷，共10 页，第1页《》试卷，共10页，第2页
植物组织培养技术
植物组织培养技术 植物组织培养是70 年代快速发展并趋成熟的现代生物技术，是在含有营养物质及植物生长调节物质的培养基中离体培养植物组织（器官或细胞）的技术。它的理论依据是植物细胞的全能性，即植物体的每一个细胞都有分化成一个完整植株的潜在能力。该技术在品种选育、名特优品种的快速繁殖、自然资源的保护、品种质量的提高、濒危植物种质保存等诸方面都表现出巨大的应用前景，取得了明显的经济效益。 组织培养前景广阔植物组织培养技术一诞生就表现了强大的生命力和美好的前景。它在细胞学、遗传学、农学、生理学、生物化学等学科的基础理论研究中，成了一种常用的生物学技术; 在实际应用中也发挥了巨大作用，取得了显着的经济效益和社会效益。 育种：通过组织培养技术，结合诱变育种技术，成功地培育出许多优良品种。如抗黄化叶病的大麦品种; 培育出脱病毒的马铃薯、甘蔗品种，使马铃薯产量增加十多倍;选育出早熟（比母本提早15 天）、优质（含糖量9.5%）、高产（单果平均重106 克）的京早三号桃（中科院植物所培育）等等，这些例子不胜枚举。 快速繁殖：应用组织培养技术可使某一个优良品种得到快速繁殖，可在一年内从一个芽或一张叶片，培养与繁殖成几十万或上百万株小苗，使得该优良品种很快得以推广。如浙江省金华婺东葡萄良品场，1990年将日本引进的葡萄品种栽培成功后，我们通过快速繁殖，使每月的增殖系数达到6?9,可使一个芽在一年之内产生100 万个芽。快繁技术在花
卉、果树等经济植物的优良品种繁育中，取得了良好的经济效益。 名、特、优、稀植物品种的保存与繁殖：许多名贵植物（如兰花）由于繁殖慢或困难,数量不多; 而众多的野生植物（如花卉、药材）由于人们过度的采伐,变成濒危植物。这些品种的保存与繁殖越来越显得重要与紧迫。应用组织培养技术, 不仅可以在实验室条件下保存种质,还可以进行工业化生产, 大量繁殖来满足人类生活的需求。 无土栽培：现代正在快速推广的无土栽培技术, 就是建立在组织培养的基础理论之上的, 特别是无土栽培中的营养液成分, 与组织培养的培养基配制基本相似。无土栽培以其高产、低成本、低污染与低有害物质的残留而倍受人们的欢迎。 快速繁殖 植物快速繁殖技术自60 年代开始用于兰花生产以来已得到快速发展。开始时主要应用于花卉生产, 现逐渐应用于蔬菜、果树等其他园艺作物, 近年来又应用于造林树种的繁育上。现已有数百种植物可通过组织培养进行快速繁殖, 并进行了商品化的大规模生产。其中包括用于切花生产的香石竹、唐菖蒲、非洲菊、花烛、百合、菊花等; 还有兰花、非洲紫罗兰、大岸桐、杜鹃和某些蕨类植物和观叶植物; 以及草莓、芦笋、香蕉、葡萄、桉树等经济作物。在很多国家已成为一种新兴的产业。 该技术的主要优点有： ①所需要的植物材料少；②繁殖速度快，不管从总体上还是单位面积上，其繁殖速度都大大快于常规方法; ③如结合茎尖培养等脱病毒技术，可改良作物品种。
专题17植物组织培养技术及有效成分提取
专题17植物组织培养技术及有效成分提取 1．对胡萝卜素的提取过程的分析正确的是 A．把新鲜的胡萝卜切成米粒大小的颗粒，置于烘箱中烘干时，温度越高、干燥时间越长，烘干效果越好 B．在萃取过程中在瓶口安装冷凝回流装置，是为了防止加热时有机溶剂的挥发C．在萃取后，没有必要进行过滤 D．将滤液用蒸馏装置进行蒸馏，要收集蒸发出去的液体，蒸发出去的是胡萝卜素，留下的是有机溶剂 2．在玫瑰精油和橘皮精油提取过程中，正确的是 A．玫瑰精油和橘皮精油都可用蒸馏、压榨和萃取的方法提取 B．分离出的玫瑰精油油层还会含有一定的水分，可加入无水Na2SO4吸水 C．新鲜的橘皮中含有大量的果蜡、果胶等，为了提高出油率，需用CaCO3水溶液浸泡D．用于提炼玫瑰精油的玫瑰花应避免在花开的盛期采收，因为此时花朵含油量较低3．如图是利用水中蒸馏法提取玫瑰精油的装置。下列有关该装置的描述，错误的是() A．该装置在安装时需要先固定热源酒精灯，再固定蒸馏瓶，并要注意蒸馏瓶与热源的距离 B．在安装蒸馏头时，要使蒸馏头的横截面与铁架台平行 C．图中冷凝管的进水口、出水口接错，进水口应在下，出水口应在上 D．将温度计固定在蒸馏头上，固定的位置如图所示，使温度计水银球略高于液面4．如图为胡萝卜素的纸层析结果示意图。下列有关说法不正确的是()
A．A、B、C、D 4点中，属于标准样品的样点是A和D，提取样品的样点是B和C B．点样应该快速细致，圆点要小，每次点样时都要保持滤纸干燥 C．图中①和②代表的物质分别是其他色素和杂质、β-胡萝卜素 D．该层析的目的是鉴定提取的β-胡萝卜素粗品 5．如图所示为提取胡萝卜素的装置示意图，下列有关叙述正确的是() A．该装置也可以用于提取柑橘和柠檬中的植物芳香油 B．提取胡萝卜素时，1的作用是防止加热时有机溶剂挥发 C．提取胡萝卜素时，2中可以加入酒精来提取 D．提取胡萝卜素时，为了提高温度，可以不要水浴锅直接用酒精灯加热 6．下列有关植物有效成分提取的顺序的描述，正确的是() ①胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→浓缩→过滤→胡萝卜素 ②石灰水浸泡→漂洗→压榨→过滤→静置→再次过滤→静置→橘皮油 ③鲜玫瑰花+清水→水蒸气蒸馏→油水混合物→分离油层→除水→玫瑰油 A．①②③B．①②C．②③D．①③ 7．橘皮精油的提取中，用压榨法得到压榨液，为了使橘皮油易于与水分离，还要分别加入两种物质，并调节pH至7～8，这两种物质是() A．相当于橘皮质量0.25%的小苏打和0.25%的硫酸钠 B．相当于橘皮质量0.25%的小苏打和5%的硫酸钠 C．相当于橘皮质量5%的小苏打和0.25%的硫酸钠 D．相当于橘皮质量5%的小苏打和5%的硫酸钠 8．已知天然胡萝卜素是防癌抗癌食品、保健品和药品。胡萝卜素化学性质较稳定，可以用来治疗某些疾病。有关胡萝卜素及提取的叙述不正确的是 A．根据双键的数目可以将胡萝卜素划分为a、β、γ三类 B．一分子β-胡萝卜素将被水解成两分子的维生素A C．石油醚是萃取胡萝卜素的良好溶剂，水浴加热可以提高萃取效率 D．实验结果将需要对提取的胡萝卜素粗品与标准样品纸层析比较
植物组织培养重要名称解释
植物组织培养重要名称解释 重要名词解释 【表现型】(p h e n o t y p e)：亦称现象型。为生物个体所有性状的总和，是可以观察到的。它是基因型与环境相互作用的结果，因此遗传型相同的个体，在不同的环境中可以表现出不同的表现型。 【玻璃化】(v i t r i f y i c a t i o n)：玻璃化为试管苗的一种生理失调症状。当植物材料不断地进行离体繁殖时，有些培养物的嫩茎、叶片往往会呈半透明状，呈水浸状，这种现象通常称为玻璃化。它会使试管苗生长缓慢，繁殖系数有所下降。通过降低培养基的水势；减少培养中含氮化合物的用量；增加光照强度；降低培养温度，进行变温培养；降低培养基中细胞分裂素含量等措施，均有助于减轻试管苗玻璃化现象的发生。 【薄层培养】(t i n y c e l l l a y e r c u l t u r e)：缩写为T C L C，亦称薄细胞层培养、薄细胞层组织培养。薄层培养于1970年由法国的T r a n T h a n h V a v与D r i r a 首先报道，它是用植物表皮与皮层的几层细胞作为外植体进行培养的一种组织培养方法。通过薄层培养能够比较理想地将离体细胞培养成花芽，故该实验系统一直为离体成花的研究者所重视。由于薄层培养在取材上具有一致性；外植体能够对培养环境做出较好的反应；操作周期相对较短，因此比较适合用来研究植物的离体细胞分化。 【初代培养】(p r i m a r y c u l t u r e)：指在组织培养过程中，最初建立的外植体无菌培养阶段。由于首批外植体来源复杂，携带较多细菌，要对培养条件进行适应，因此初代培养一般比较困难。 【大量元素】(m a c r o e l e m e n t)：亦称多量元素。是植物体需要量最多的一些元素，如碳、氢、氧、磷、钾、硫、镁等。前四种元素的含量占植物体干物质的95%左右，它们是植物体内的重要有机物，如糖、蛋白质、脂肪等的组成成分，其余的元素也是植物体内重要化合物的元素成分。 【顶端优势】(a p i c a l d o r m i n a n c e)：植物的顶芽与侧芽、主根与侧根由于发育的迟早和所处地位的不同，在生长上有相互制约的关系。顶芽、主根在生长上占有优势，这种现象称为顶端优势。实际上，当胚形成后顶端部位就开始影响周围部分的生长。 【锻练】(h a r d e n i n g):植物的抗性是通过其体内的生理生化变化逐渐形成的，最终表现为对不利环境的适应性。通过人为改善植物的抗性，使其提高对不利环境适应性的过程通常称为锻炼。此措施可以通过多种形式收到效果，在实际栽培中，锻炼对作物抗逆性的提高是一个渐进的过程，最好避免通过骤然改变环境条件的方法来对植株进行锻炼。 【二氧化碳饱和点】(c a r b o n d i o x i d e s a t u r a t i o n p o i n t)：亦称C O2饱和点。当空气中二氧化碳浓度较低时，植物的光合速率会随着二氧化碳浓度的增加而提高。但是当空气中的二氧化碳浓度增加到一定程度后，植物的光合速率就不会再随着二氧化碳浓度的增加而提高。这时空气中的二氧化碳浓度就称为二氧化碳饱和