植物器官和组织培养
植物组织培养
1.植物组织培养（离体培养）：是指在无菌条件下，将植物体的任何一部分，培养在人工配制的培养基上，并给予合适的培养条件，使之发育形成完整植物体的过程。
2、植物组织培养的类型（1）根据培养基的类型分为:固体培养液体培养半液半固体培养（2）根据培养材料（外植体类型）分为：植株培养器官培养组织培养原生质体培养胚胎培养细胞培养（3）按培养过程分：初代培养继代培养生根培养3、植物组织培养的一般工作流程1.准备阶段：（1）查阅资料，制定培养方案；（2）清洗组培用器皿、工具；（3）配制所需试剂和培养基；（4）试剂、培养基及器皿、工具的灭菌。
2.外植体的选择与消毒；3.初代培养；4.继代培养；5.生根培养；6.炼苗移栽4、植物细胞的全能性概念：指植物体的每个活细胞都携带有该物种的全套遗传信息，在适宜条件下，离体细胞都具有发育为一个完整植株的潜在能力。
注意：（1）活细胞（2）离体细胞（3）细胞全能性表达的难易程度取决于细胞的分化程度5、细胞全能性的强弱表现：（1）植物细胞全能性根据细胞的性质不同由强到弱：营养生长中心＞形成层＞薄壁细胞＞厚壁细胞（木质化细胞）＞特化细胞（导管等）（2）植物细胞全能性根据所处的组织不同由强到弱：顶端分生组织＞侧生分生组织＞居间分生组织＞薄壁组织＞厚角组织＞输导组织＞厚壁组织6、植物组织培养中全能性表达的条件：1.无菌条件；2.离体条件；3.一定的营养物质；4.植物生长调节物质；5.适宜的外界条件。
7、胚性细胞的特点：未分化状态；细胞具有旺盛分裂能力；具有两极性8、脱分化：指在一定条件下，已分化成熟的细胞、组织或器官恢复到未分化的分生状态，并进行细胞分裂形成未分化的细胞团，如愈伤组织的形成过程。
9、愈伤组织形成的三个时期：（1）诱导期又称启动期（最难）。
（2）分裂期（3）分化期10、优良愈伤组织的特征：（1）具有旺盛的增殖能力；（2）容易散碎；（3）具有高度的胚性或再分化能力，便于植株再生；（4）经过长期的继代保存而不丧失胚性。
植物组织培养的一般过程
植物组织培养的一般过程
以下是有关植物组织培养的一般过程：
1.植物组织培养的一般过程
（1）在无菌条件下，将植物器官或组织（如芽、茎尖、根尖或花药）的一部分切下，用纤维素酶和果胶酶处理以去除细胞壁，使之露出原生质体。
（2）然后放在适当的人工培养基上进行培养，这些器官和组织就会进行细胞分裂，形成新的组织。
不过这种组织没有发生分化，只是一团薄壁细胞，称为愈伤组织。
（3）在合适的光照、温度和一定的营养物质与激素等条件下，愈伤组织便开始分化，分化成植物的各种器官和组织，进而发育成一株完整的植株。
2.植物组织培养的特点
（1）培养条件可以人为控制，组织培养采用的植物材料完全是在人为提供的培养基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。
（2）生长周期短，繁殖率高，植物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，另外，植株也比较小，往往20~30天为一个周期。
所以，虽然植物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快速繁殖生产，故总体上成本低廉，且能及时提供规格一致的优质种苗或脱病毒种苗。
（3）管理方便，利于工厂化生产和自动化控制。
第1页共1页。
组织培养的分类
组织培养的分类
植物组织培养概念(广义)又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织。
器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。
植物组织培养概念(狭义)指用植物各部分组织，如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。
按外植体分，植物组织培养可分以下几类：
1.胚胎培养植物的胚胎培养，包括胚培养、胚乳培养、胚珠和子房培养，以及离体受精的胚胎培养技术等。
2.器官和组织培养器官培养是指植物某一器官的全部或部分或器官原基的培养，包括茎段、茎尖、块茎、球茎、叶片、花序、花瓣、子房、花药、花托、果实、种子等。
组织培养有广义和狭义之分。
广义：包括各种类型外植体的培养。
狭义：包括形成层组织、分生组织、表皮组织、薄壁组织和各种器官组织，以及其培养产生的愈伤组织。
3.细胞培养细胞培养包括利用生物反应器进行的，旨在促进细胞生长和生物合成的大量培养系统和利用单细胞克隆技术促进细胞生长、分化直至形成完整植株的单细胞培养。
4.原生质体培养植物原生质体是被去掉细胞壁的由质膜包裹的、具有生活力的裸细胞。
植物组织培养
1.植物组织培养：广义：对植物组织、原生质体、悬浮细胞和植物器官进行离体培养。
狭义：对植物的组织（分生组织、表皮组织、薄壁组织等）及培养产生的愈伤组织进行培养。
2.分化：指由于细胞的分工而导致的细胞结构和功能的改变，或发育方式改变的过程。
3.脱分化：指一个成熟的细胞回复到分生状态或胚性细胞状态的现象。
4.再分化：脱分化的分生细胞重新恢复细胞分化能力，沿着正常的发育途径，形成具有特定结构和功能的细胞。
5.外植体：无菌条件下，离体培养与人工培养基上的、用于达到某种培养目的的原始植物材料。
6.愈伤组织：有外植体组织的增生细胞产生的一团不定形的疏松排列的薄壁细胞。
7.胚状体：由愈伤组织的类似薄壁组织细胞不经过有性过程而直接产生的类似胚的结构。
8.培养基：根据植物营养原理和植物组织离体培养的要求而人工配置的营养基质。
9.培养基母液：预配培养液的浓缩液10.细胞全能型：每一个植物细胞具有该植物的全部遗传信息，在适当的条件下可表达出该细胞的所有遗传信息，分化出植物有机体所有的不同类型细胞，形成不同类型的器官甚至胚状体，直至形成完整再生植株。
11.脱毒培养：利用植物组织培养技术，脱出植物细胞中的病毒，生产健康的繁殖材料。
1.按照培养材料的不同，可对培养材料进行哪些分类？植株培养、胚胎培养、器官培养、组织或愈伤组织培养、细胞或原生质体培养2.进行脱毒培养的方法，除茎尖培养外，还有热处理脱毒法、组织培养脱毒法、微体嫁接离体培养脱毒法3.植物激素的组成和比例对组织培养器官发生的关系细胞生长素上升，利于芽形成，下降利于根形成。
BA.KT多利用于诱导芽形成。
IAA根细，IBA根健壮，NAA根较短粗，易断，效果优于前两者。
4.外植体灭菌常用的药品有哪些？效果。
易去除光照：一般要求1000-5000lx 周期10-16h/d 蓝光有利于芽分化，红光有利于根发生。
温度：大多数培养温度为25+-2°c花药培养低温或高温，预备处理。
植物组织培养植物器官以及组织培养
（5）生根培养 刚形成的芽苗往往比较弱小，多数无根，此时可降
低或不加细胞分裂素浓度，提高生长素浓度，促进芽苗 生根，提高其健壮度。 （6）炼苗移栽
选择生长健壮，有3～5条根的生根苗进行炼苗，移 栽到疏松透气的基质中，注意保温、保湿、遮荫。当苗 完全成活后，再移向大田。
（四）果实和种子的灭菌
表皮有茸毛或蜡质，需在灭菌剂中加入几滴土温-80。 果实70%酒精浸泡数秒—0.1-0.2%氯化汞浸泡3-10min， （或1%次氯酸钠浸泡10-20min）—灭菌水冲洗3-5次—无 菌滤纸吸干—分割—接种。
植物组织培养植物器官以及组织培 养
初代培养物的建立
（一）无菌环境
培养基、接种器械、超净工作台、接种室环境、抗 生素物质（去除侵入组织内部的病菌。见表）
器官发生 体细胞胚胎发生
植物组织培养植物器官以及组织培 养
形态发生和植株再生
器官发生：芽或芽原基起源于培养组织中比较表 层的细胞，即外起源。根原基发生在组织较深处，即 内起源。两者之间一般没有什么联系，呈现单向极性。
胚状体发生：极大多数体细胞胚起源于单细胞， 形成的胚状体具有双极性，在其发育的早期阶段，在 方向相反的两端分化出茎端和根端，其维管组织与母 体植物或外植体的维管组织通常没有联系。胚状体维 管组织呈独立的Y形。
植物组织培养植物器官以及组织培 养
拟定培养方案
外植体预处理
外植体无菌接 种
启动培养
分化出芽、胚 状体或原球茎
继代增殖培养
生根培养
炼苗移栽
成活供生产使 用
培养基配制灭菌
植物组织培养的一般程序
植物组织培养植物器官以及组织培 养
第一节 植物器官和组织培养的基本程序
植物的器官和组织培养
二、植物根段培养
植物根段培养是指以植物的根切段为外 植体进行离体培养，再生完整植株的过程 。是研究根系生理代谢、器官分化及形态 建成的良好实验体系。培养方法与叶片培 养相似。
培养过程包括愈伤组织诱导、不定芽分 化、无菌苗的增殖与生根等。
大蒜根尖培养及植株再生
三、植物茎段培养
植物茎段培养是指对植物的带有定芽或 不定芽的外植体进行离体培养，再生完 整植株的过程。
利用灭菌剂对 外植体灭菌
无菌水冲洗 3-5次
1、茎尖、茎段、叶片的灭菌 2、根、块茎、鳞茎的灭菌 3、花蕾的灭菌 4、果实、种子的灭菌
二、初代培养物的建立
（一）无菌环境 （二）规范操作 （三）条件合适
三、形态发生和植株再生
外植体 愈伤组织
体胚途径
植株
具根茎的两极器官
器官化途径
先茎后根
单极器官
先根后茎
对培养的要求：成熟种子萌发培养所用培养基成 分简单，不需生长调节剂；未成熟种子萌发培养 则需要添加一定的营养成分和生长调节剂。若需 要其形成愈伤组织，需要相应的生长调节剂及营 养物质。
第四节 植物组织培养和脱毒苗的生产
一、植物分生组织(meristem culture)培养：
定义：是指对植物的分生组织进行离体培养 的技术，包括植物根尖、茎尖等顶端分生组 织和形成层组织的培养。其中茎尖培养广泛 应用于植物再生和脱病毒研究。
植物茎尖培养过程
➢茎尖离体培养可能出现的培养反应：
生长太慢 生长过旺，愈伤增多 生长正常
三、利用茎尖培养生产脱毒苗
脱毒苗生产的意义 茎尖脱毒机理 基本技术规程 影响脱毒效果的因素
1、脱毒苗生产的意义：
目前受病毒危害严重影响生产的有：
植物组织培养的用途
植物组织培养的用途植物组织培养是一种在无菌条件下将植物细胞、组织或器官转移到合适的培养基上，以促进组织生长、发育和分化的技术。
它可以用于各种目的，包括农业、园艺、植物繁殖、药物生产、基因改良等。
下面将详细介绍植物组织培养的用途：1. 植物繁殖和无性繁殖植物组织培养可以通过体细胞胚胎发生、愈伤组织培养、离体培养等方法，实现植物繁殖的快速和无性繁殖的大规模生产。
例如，通过离体培养可以迅速获得大量植株，用于园艺观赏植物的繁殖、林木等的人工林培育、经济作物的种子繁殖等。
2. 植物基因改良植物组织培养是进行植物基因改良的重要手段之一。
通过遗传工程的方法，可以将外源基因导入植物组织中，实现对植物性状的改良和优化。
例如，导入抗虫基因、耐逆性基因等，可以提高植物的抗病虫害能力和逆境环境下的生存能力。
3. 生物药物生产植物组织培养可以作为生物药物生产的工具之一。
通过转基因植物的培养和大规模培养技术，可以实现多种蛋白质的产生和大规模生产。
例如，目前已经使用转基因植物成功进行多种药物的生产，如罗勃饮食品耐性、癌症治疗药物等。
4. 细胞和分子生物学研究植物组织培养也是细胞和分子生物学研究的重要手段之一。
通过培养植物组织，可以研究细胞的分裂、分化、细胞生理等过程，也可以进行基因表达、基因调控等研究。
例如，通过培养愈伤组织可以获得大量的细胞用于基因表达研究，通过植物细胞的转化可以进行基因的功能研究等。
5. 遗传资源保存和利用植物组织培养可以用于遗传资源的保存、繁殖和利用。
通过培养植物的愈伤组织、胚乳组织等可实现植物的长期保存和传播，以便今后的利用和研究。
例如，由于植物组织培养技术的高效和精确性，目前已经成功保存了大量濒危物种和珍稀植物的遗传资源。
6. 植物病毒研究植物组织培养可以用于植物病毒的研究。
通过培养含有病毒的植物组织，可以观察和研究病毒的侵染和传播机制，了解植物对病毒的抗性和免疫机制等。
研究植物病毒有助于发展植物抗病技术和控制病毒病的策略。
植物组织培养的过程是什么？
植物组织培养的过程是什么？根据植物细胞具有全能性这个理论，近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术——植物的组织培养技术植物组织培养的简单过程如下：剪接植物器官或组织——经过脱分化（也叫去分化）形成愈伤组织——再经过再分化形成组织或器官——经过培养发育成一颗完整的植株。
植物组织培养的大致过程是：在无菌条件下，将植物器官或组织（如芽、茎尖、根尖或花药）的一部分切下来，放在适当的人工培养基上进行培养，这些器官或组织就会进行细胞分裂，形成新的组织。
不过这种组织没有发生分化，只是一团薄壁细胞，叫做愈伤组织。
再适合的光照、温度和一定的营养物质与激素等条件下，愈伤组织便开始分化，产生出植物的各种器官和组织，进而发育成一棵完整的植株。
植物组织培养即植物无菌培养技术，是根据植物细胞具有全能性的理论，利用植物体离体的器官如根、茎、叶、茎尖、花、果实等）组织（如形成层、表皮、皮层、髓部细胞、胚乳等）或细胞（如大孢子、小孢子、体细胞等）以及原生质体,在无菌和适宜的人工培养基及光照、温度等人工条件下，能诱导出愈伤组织、不定芽、不定根，最后形成完整的植株的学科植物组织的培养方法：1、非试管微组织快繁非试管微组织快繁技术是将外植体（一般要求带一叶一芽）放置在室内外普通沙子培养基上进行培养，利用植物腋芽自然倍增达到快速繁殖的目的。
一般植物7～15天可以生长出根系。
此技术投资低，操作环节少。
2、试管组织培养试管组织培养是将外植体（即离体组织、器官或细胞）放置在试管等器皿中在无菌的条件下进行组织培养获得试管苗。
植物组织培养的优点：1、占用空间小，不受地区、季节限制。
2、不携带病毒3、培养周期短4、可用组培中的愈伤组织支取特殊的生化制品5、可短时间大量繁殖，用于拯救濒危植物6、可诱导之分化成需要的器官，如根和芽7、解决有些植物产种子少或无的难题，8、不存在变异，可保持原母本的一切遗传特征9、投资少，经济效益高10、繁殖方式多，试用品种多植物组织培养一般分为以下几种：1、胚胎培养指以从胚珠中分离出来的成熟或未成熟胚为外植体的离体无菌培养。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
可编辑ppt
23
植物茎尖培养过程
可编辑ppt
24
可编辑ppt
25
➢茎尖离体培养可能出现的培养反应：
– 生长太慢 – 生长过旺，愈伤增多 – 生长正常
可编辑ppt
26
一、植物分生组织(meristem culture)培养： 定义：是指对植物的分生组织进行离体培 养的技术，包括植物根尖、茎尖等顶端分 生组织和形成层组织的培养。其中茎尖培 养广泛应用于植物再生和脱病毒研究。
可编辑ppt
22
二、植物茎尖(stem tip culture)培养：
➢ 茎尖培养（shoot tip culture）指对植物顶端 的原分生组织和衍生的分生组织的培养。小到10 －100um的茎尖分生组织，大到几十毫米的茎尖 或更大的芽。茎尖培养的成活率与茎尖大小呈正 相关。
31
3、茎尖培养脱毒基本技术规程：
用途：打破种子休眠，缩短生活周期；挽救远缘 杂种，提高杂种萌发率等。
对培养的要求：成熟种子萌发培养所用培养基成 分简单，不需生长调节剂；未成熟种子萌发培养 则需要添加一定的营养成分和生长调节剂。若需 要其形成愈伤组织，需要相应的生长调节剂及营 养物质。
可编辑ppt
21
第四节 植物组织培养和脱毒苗的生产
可编辑ppt
2
植物器官和组织培养的基本程序
植物营养器官培养
植物繁殖器官培养 植物组织培养及脱毒苗的生产
可编辑ppt
3
第一节 植物器官和组织培养的基本程 序
基本程序： 一、无菌外植体的获得 二、初代培养物的建立 三、形态发生和植株再生 四、培养产物的观察记载
可编辑ppt
4
一、无菌外植体的获得
体胚途径
植株
具根茎的两极器官
器官化途径
先茎后根
单极器官
先根后茎
可编辑ppt
植株 植株
植株
8
四、培养产物的观察记载
（一）愈伤组织 诱导率=产生愈伤的外植体 数/外植体总数
（二）胚状体 诱导率的计算 （三）芽 芽分化率的计算 （三）根 发根率=发根芽数/培养芽数
可编辑ppt
9
第二节 植物营养器官培养
第四章 植物器官和组织培养
2006年10月
可编辑ppt
1
植物器官培养（Organ Culture）是指对植物 某一器官的全部或部分或器官原基进行离体培 养的技术。分为营养器官（根、茎、叶）和繁 殖器官（果实、种子、花器官）培养。
组织培养指对植物组织（分生组织、表皮组织、 薄壁组织）及愈伤组织进行离体培养的技术。
– 1949年，Limasset和Cornnet提出了茎的分 生组织区也应存在与根尖分生组织区同样的病 毒分布特征。
– 1952年，Morel 和Martin首先利用马铃薯茎
尖分生组织进行离体培养获得了无病毒苗，证
实了这种理论。同时也获得了大丽花的无病毒
苗。并建立了茎尖组织培养的繁殖体系。
可编辑ppt
分化过程受细胞分裂素/生长素比值的 影响。通常添加高浓度的细胞分裂素，降低 生长素浓度以诱导不定芽的形成。
可编辑ppt
15
（三）不定芽的增殖及生根：
分化形成的不定芽切下后，接种于 增殖培养基中，促进不定芽的增殖，增 殖的无根苗转接于生根培养基中可以诱 导不定根的形成。
可编辑ppt
16
二、植物根段培养
可编辑ppt
28
茎尖脱毒是控制植物病毒的有效途径
– 药剂防治病毒效率低 – 抗病毒育种步履艰难 – 组织培养的高效隔离防止了病毒的再侵染 脱毒—保持种性—快繁已是一个系统技术
可编辑ppt
29
2、茎尖培养脱毒的基本原理： 病毒在植物体内的分布具有不均匀性
可编辑ppt
30
– 1934年，White通过观察烟草根系，首先发 现病毒在植物的不同区域分布是不均匀的，越 靠近根尖区病毒越少，根冠区不含病毒。
主要过程：
清洗外植体
利用灭菌剂对 外植体灭菌
无菌水冲洗 3-5次
1、茎尖、茎段、叶片的灭菌 2、根、块茎、鳞茎的灭菌 3、花蕾的灭菌 4、果实、种子的灭菌
可编辑ppt
5
可编辑ppt
6
二、初代培养物的建立
（一）无菌环境 （二）规范操作 （三）条件合适
可编辑ppt
7
三、形态发生和植株再生
外植体 愈伤组织
叶培养
茎段培养
根段培养
可编辑ppt
10
一、植物叶培养
植物叶培养是指以离体的叶片器官为外植 体进行培养，再生植株的过程。植物叶培 养常用于研究叶形态发生过程以及进行光 合作用、叶绿素形成、遗传转化等。
培养过程主要包括：愈伤组织诱导；不定 芽分化；无菌苗增殖及生根等。
可编辑ppt
11
叶片离体培养过程
三、利用茎尖培养生产脱毒苗
脱毒苗生产的意义 茎尖脱毒机理 基本技术规程 影响脱毒效果的因素
可编辑ppt
27
1、脱毒苗生产的意义：
目前受病毒危害严重影响生产的有：
– 大田作物：马铃薯、甘薯、甘蔗 – 蔬菜：大蒜、葱、番茄 – 果树：柑桔、苹果、草莓、香蕉 – 花卉：各种菊花、香石竹、紫罗兰等
茎段培养是植物离体快繁的主要途径。 易培养、变异小、性状均一、繁殖速度 快。（下节课讲解）
可编辑ppt
19
第三节 植物繁殖器官培养
一、植物花器官的培养(主要见胚胎培 养和花药培养) 二、植物幼果培养(了解)
可编辑ppt
20
三、植物种子培养：
定义：是指对受精后发育不全的未成熟种子和发 育完全的成熟种子进行离体培养的技术。
可编辑ppt
12
A
B
C
E
花烛叶片离体培养及植株再生
可编辑ppt
13
（一）愈伤组Biblioteka 诱导：诱导接种的叶片外植体脱分化形成愈伤组 织的过程。愈伤组织的形成通常经历诱导期、 分裂期和分化期等阶段。
高浓度生长素及适当浓度的细胞分裂素可 以促进愈伤组织的形成。
可编辑ppt
14
（二）不定芽的分化：
由脱分化形成的愈伤组织细胞分化出不 定芽及不定根的过程。
植物根段培养是指以植物的根切段为外 植体进行离体培养，再生完整植株的过程。 是研究根系生理代谢、器官分化及形态建 成的良好实验体系。培养方法与叶片培养 相似。
培养过程包括愈伤组织诱导、不定芽分 化、无菌苗的增殖与生根等。
可编辑ppt
17
大蒜根尖培养及植株再生
可编辑ppt
18
三、植物茎段培养
植物茎段培养是指对植物的带有定芽或 不定芽的外植体进行离体培养，再生完 整植株的过程。