课题1 菊花的组织培养

植物细胞培养 离 体 组 织 或 细 胞 细胞分裂 素>生长素
脱分化 细胞分 裂素≈ 生长素
愈 伤 再分化 组 织
芽
根 细胞分裂 素<生长素 需要光
植 物 体
不需要光
课题延伸 1、一般来说，容易进行无性繁殖的植物，也 容易进行组织培养
2、实例：芦荟、豆瓣绿、秋海棠、月季
美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的 韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成完整的新 植株，如图所示，①开花的胡萝卜，②胡萝卜根的 切片，③从根的切片分离的细胞，④由单个细胞分 裂后形成的细胞团，⑤胚状体，⑥试管植物。 请分析： (1)分离出来的胡萝卜根细胞成为细胞团是通过 有丝 分裂方式来完成的。 __________
课题1 菊花的组织培养
植物组织培养的基本过程
离体器官、 组织或细胞
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
植物体
离体条件下利用人工培养条件在无菌情况下 培养、生长、发育再生出完整植株的过程。
植物组织培养的理论基础：
细胞全能性：具有某种生物全套遗传信息的 任何一个活细胞，都具有发育成完整个体的 能力，即每个生物细胞都具有全能性。
植物组织培养，作为种苗的主要生产方式之一， 具有明显的优点：(1)繁殖速度快，尤其适宜于 新、优、特品种推广的需要；(2)不受季节限制， 可全年生产；(3)植物性状一致，生长势旺，尤 其是作为盆栽植物，丛生性强，丰满度高，具 有更强的观赏性；(4)可防止种质退化，是去除 病毒病害的一种有效手段；(5)作为品种改良的 一个重要手段；(6)可极大地方便种苗出口。基 于上述优势，植物组织种苗培养的产业化，日 益成为许多园艺企业热衷投资的方向之一。
4.愈伤组织
愈伤组织是外植体通过 细胞分裂形成的，其细胞 排列疏松而无规则，高度 液泡化呈无定形状态的薄 壁细胞。
5.再分化：
脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可 以重新分化成根或芽等器官。
影响植物组织培养的因素：
（1）、外植体的选取
不同植物的组织培养难度不同
同一种植物的不同组织培养难度不同
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
（3）植物激素的影响 ①常用的植物激素：生长素、细胞分裂素和 赤霉素 生长素类： 2，4－二氯苯氧乙酸（2，4－D）、 吲哚乙酸（IAA）、萘乙酸（NAA）、 吲哚丁酸（IBA）
细胞分裂素类： 激动素（KT）、6－苄基嘌呤 （ 6－BA）、玉米素（ZT） 赤霉素类： 赤霉酸（GA3）
②生长素和细胞分裂素作用 植物中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、 脱分化和再分化的关键性激素。在生长素存在 的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势 使用顺序 先使用生长素，后使用 细胞分裂素 先使用细胞分裂素后使 用生长素 同时使用 实验结果 有利于细胞分裂，但不 利分化 细胞既分裂也分化 分化频率高
3、试管苗的培养 当愈伤组织长到一定大小 后，可以更换培养基，进 行试管苗的见光培养 （五）移栽
1、打开封口膜
移栽生根的菊花试管苗之前，应先打开培养 瓶的封口膜，让试管苗在培养间生长几日 2、清洗转移 用流水清洗根部的培养基，将幼苗移植到消过 毒的蛭石或珍珠岩等环境下生活一段时间
珍珠岩：固体基质型，含水量高、蓄水性强、 透性好，适合栽培 3、移栽 幼苗长壮后，移栽到土壤中
实验操作
制备MS固体 培养基 外植体消毒
接种
冲洗—酒精—无菌水冲洗—氯化汞—无菌 水冲洗至少三次之上
培
养
栽
培
移ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
栽
实验操作
（一）制备MS固体培养基
1、配置各种母液
2、配置培养基 ①定容 ② 调PH ③培养基的分装 3、灭菌
分装好的培养基连同其他器械一起进行 高压蒸汽灭菌
（二）外植体消毒 1、选材：菊花茎段，取生长旺盛的嫩枝 2、消毒： 流水冲洗—酒精—无菌水冲洗—氯化汞— 无菌水冲洗至少三次之上
例1
(2)细胞团中相同的细胞在发育成胚状体 和植株的过程中，形态结构和生理功能 逐渐向不同的方向发生了变化，这种现 分化 象叫做细胞的__________ 。
全能性 (3)本实验说明了植物细胞具有________________ 。 (4)图示培育新的胡萝卜植株的技术在生物学上属 无性生殖 于何种生殖方式_____________________________ 。
细胞全能性表达条件： 离体、一定的营养物质、激素和其他 外界条件
基础知识----相关概念
1.外植体：P34 2.细胞分化：P32 概念： 在个体发育中，相同细胞的后代在形态、 结 构、生理功能上发生稳定性差异的过程
原因： 基因在特定的时间和空间条件下的选择性表 达的结果 结果： 形成各种组织器官 3.脱分化： 由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程， 又叫去分化。
思考：你打算做几组重复？打算设置对照实验 吗？ 答：每种材料或配方至少要做一组以上的重复。 设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养 基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养， 用以说明培养基制作合格，没有被杂菌污染。
（四）培养 1、愈伤组织的培养
从接种外植体到出现愈伤组织需经过2周 时间。2周之内可以看到外植体上逐渐长 出乳白色或黄白色的瘤状愈伤组织。首次 培养愈伤组织时，恒温箱的门应该关闭不 必见光，因为在无光条件下愈伤组织长的 更快。2周后，培养基成分接近耗尽，必 须更换培养基，进行继代培养
例2
①当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时， 未分化细胞群经分裂形成愈伤组织 ______________________________________ ； 当植物激素 X与植物激素 Y的浓度比大于 ②___________________________________ 。 1时， 未分化细胞群分化形成芽 当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时， ③__________________________________________ 未分化细胞群分化形成根 。 ____________________________ (4)若植物激素Y是生长素，在植物组织培养中其主 (伸长)、分裂和分化 要作用是促进细胞的生长 ______________________ ； 则植物激素 细胞分裂素 X的名称是________ 。 (5)生产上用试管苗保留植物的优良性状，其原因 组织培养形成试管苗的过程属于无性 。 是________________________________
①培养条件可以人为控制 ②生长周期短，繁殖率高 ③管理方便，利于工厂化生产和自动化控制
植物组织培养的应用：
1、快速繁殖 运用组织培养的途径，一个单 株一年可以繁殖几万到几百万个植株。例 如一株兰花一年繁殖到400万株。 2、种苗脱毒 针对病毒对农作物造成的严重 危害，通过组织培养可以有效地培育出大 量的无病毒种苗。 3、远缘杂交 利用组织培养可以使难度很大 的远缘杂交取得成功，从而育成一些罕见 的新物种
（六）栽培
幼苗移栽后，每天观察并记录幼苗的生长情 况，适时浇水、施肥，直至开花
思考
在整个操作过程中，是如何来实现无菌环境的？ 1、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌） 2、外植体的消毒（酒精、氯化汞）
3、接种的无菌操作（酒精、酒精灯——灼烧）
4、无菌箱中的培养；
5、移栽到消过毒的环境中生存一段时间。
植物组织培养特点：
目前全世界许多国家都拥有离体快繁的专业 公司，如荷兰，既是一个花卉生产出口的大 国，同时也是植物组培苗的生产王国，其每 年出口花卉种苗达5000万株以上。我国也不 乏组培苗生产的专业公司，目前年生产总量 约2亿株，其中近一半用于出口。从花卉种苗 的生产情况来看，全世界将近80％的种苗均 来源于组织培养。
跟踪训练 下图为植物组织培养过程的简单示意图。 下列 叙述正确的是( A ) ①― ― →②― ― →③― →④ A．植物组织培养所依据的生物学原理为细胞的全能性 B．③→④过程指植物的生殖生长阶段 C．将①经脱分化培养成的②包裹上人工种皮即可获得人 工种子 D．②→③的再分化过程中，诱导②生根的激素为细胞分 裂素
植物组织培养技术发展史 1902年，德国植物学家哈伯兰特预言：植物体 的任何一个细胞都有长成完整个体的潜在能力， 这种潜在能力就叫植物细胞的全能性。为证实 这个预言，他选植物叶片细胞进行实验培养， 但没有获得成功。1937年，美国科学家怀特 （此外还有法国科学家高斯雷特和诺贝库尔特） 改进了培养基，结果培养的细胞开始分裂，堆 积成一团菜花状瘤状物，即愈伤组织，但不能 继续分化为根、茎、叶等器官。后来研究发现， 只有在培养基中加入适当比例的细胞分裂素和 植物生长素，愈伤组织才能分化出芽和根。
2、愈伤组织的继代培养 继代培养所用的培养基与培养愈伤组织的相同， 在严格的无菌条件下，将愈伤组织连同原来的外 植体一起移到新培养基上。愈伤组织的继代培养 一代为20d。如果延长时间，培养基中营养物质 减少，外植体会分泌有毒物质，造成自身中毒。 如果愈伤组织长到直径为1－1.5cm时，就可以 进行试管苗培养，否则还需进行第二代继代培养 在愈伤组织继代培养期间，将恒温箱的门打开， 让愈伤组织见光，愈伤组织见光后颜色可以转为 绿色
（三）接种 1、接种室消毒
用70％的酒精喷雾使空气消 毒，酒精或新洁尔灭搽洗工 作台并用紫外线照射20分钟
2、无菌操作要求
操作要在酒精灯火焰旁完成， 每次使用器械后，都需要用 火焰灼烧灭菌，接种后立即 盖好瓶盖。
3、材料的切取和接种
4、接种注意事项 ①每接种一块外植体前，镊子需放入体积分 数为75％的酒精溶液中消毒一次，然后在酒 精灯火焰上烧一遍，冷却后再接种 ②外植体在培养基中要分布均匀，放置外植体 数量根据锥形瓶的大小确定，一般胡萝卜3－ 4块，菊的茎或叶6－8块，也不要太少，以充 分利用培养基中的营养成分和光照条件 ③插入时应注意方向，不要倒插。茎段、茎尖 基部插入培养基利于吸收水分和养分