第二章 植物组织培养室的设施
植物组织培养实验室设计方案
植物组织培养实验室设计方案一、引言植物组织培养实验室是进行植物细胞、组织和器官培养的重要场所，为了满足实验需求，提高实验效率和准确性，本设计方案旨在设计一个符合实验要求、安全可靠的植物组织培养实验室。
二、实验室布局设计1. 实验室总体布局根据实验室的功能需求，将实验室分为几个功能区域，包括无菌操作区、培养室、洗涤区、储存区等。
合理规划各区域的位置和面积，确保实验操作的顺利进行。
2. 无菌操作区无菌操作区是进行细胞和组织培养的核心区域，应设立在实验室的中央位置。
该区域应配备无菌工作台、显微镜、培养箱等设备。
无菌工作台应具备紫外线杀菌功能，确保操作的无菌性。
3. 培养室培养室是用于植物培养和生长的区域，应保持适宜的温度、湿度和光照条件。
设备方面，应配置恒温恒湿培养箱、培养槽、培养箱等设备，以满足不同植物的生长需求。
4. 洗涤区洗涤区是用于清洗实验器材和培养物的区域，应设立在实验室的边缘位置，避免与其他区域交叉污染。
该区域应配备洗涤槽、超声波清洗器等设备，保证器材的洁净度。
5. 储存区储存区是用于存放实验所需试剂、培养基和仪器设备的区域，应设立在实验室的一侧，便于管理和取用。
该区域应配备试剂柜、培养基冰箱、冷冻柜等设备，确保试剂和培养基的保存质量。
三、实验室设备和器材1. 无菌工作台无菌工作台是进行无菌操作的核心设备，应具备紫外线杀菌和高效过滤功能，确保操作的无菌性。
同时，还应配备显微镜、移液器、无菌培养皿等器材，以满足实验需求。
2. 培养箱和培养槽培养箱和培养槽是用于植物的生长和培养的设备，应具备恒温恒湿和光照控制功能，以模拟植物生长的自然环境。
同时，还应配备合适的培养基、植物激素等试剂，以促进植物生长和发育。
3. 洗涤设备洗涤设备包括洗涤槽、超声波清洗器等，用于清洗实验器材和培养物。
洗涤槽应具备温控功能，以提高清洗效果。
超声波清洗器能够通过超声波振动，快速清洗器材表面的污垢。
4. 储存设备储存设备包括试剂柜、培养基冰箱、冷冻柜等，用于存放试剂、培养基和其他实验所需物品。
植物组织培养实验室的组成仪器设备及基本操作
植物组织培养实验室的组成仪器设备及基本操作1. 引言植物组织培养实验室是进行植物细胞培养、植物组织培养和植物遗传转化等研究工作的重要场所。
该实验室的组成仪器设备和基本操作对于顺利进行植物组织培养实验至关重要。
本文将详细介绍一个典型的植物组织培养实验室的组成仪器设备及其基本操作。
2. 仪器设备2.1. 无菌操作台无菌操作台是植物组织培养实验室中最关键的设备之一，用于保持操作区域的无菌条件。
它通常由一个工作台和一个无菌工作区组成。
无菌操作台配备了紫外线灯和高效过滤器，可以杀灭空气中的微生物，并防止外界空气中的微生物进入无菌工作区。
2.2. 培养箱培养箱是用于培养和生长植物组织的设备。
它可以提供恒温、恒湿和光照条件，从而满足不同植物组织培养实验的要求。
培养箱通常配备了温度控制器和湿度控制器，可以精确地控制环境参数。
2.3. 培养基配制设备在植物组织培养实验中，需要制备不同种类的培养基用于培养和生长植物组织。
培养基配制设备包括天平、培养基配制器和pH计。
天平用于精确称量各种培养基成分的质量，培养基配制器用于自动配制培养基，pH计用于测量培养基的酸碱度。
2.4. 高压灭菌器高压灭菌器用于对实验室的培养器具、培养基和试剂进行高温高压的灭菌处理。
灭菌是植物组织培养实验的基本操作之一，可以有效杀灭培养器具和培养基中的微生物，保证实验的无菌性。
2.5. 显微镜显微镜是用于观察和分析植物组织培养过程中的细胞和组织结构的设备。
它可以放大样本，使研究人员能够观察细胞中的微小结构。
显微镜通常配备了不同倍数的物镜和目镜，以满足不同观察需求。
2.6. 高速离心机高速离心机用于分离植物组织培养中的混合物。
在植物组织培养实验中，常常需要将悬浮细胞和培养基分离以获得纯净的细胞。
高速离心机通过离心力将混合物中的悬浮细胞沉降到管底，从而实现分离的目的。
3. 基本操作3.1. 灭菌操作在进行植物组织培养实验之前，必须对实验室的培养器具、培养基和试剂进行灭菌处理，以确保实验的无菌性。
植物组织培养设备及条件
光照设备：提供植物生 长所需的光照
温度控制系统：控制培 养箱内的温度，保持恒
定
培养基制备设备：制备 培养基，包括培养基的
配制、灭菌等
灭菌设备
高压灭菌 锅：用于 培养基、 器皿、工 具等灭菌
紫外灯： 用于培养 室、操作 台等空间 灭菌
酒精灯： 用于培养 基、器皿、 工具等灭 菌
超净工作 台：用于 培养基、 器皿、工 具等灭菌
培养环境控制
温度：植物组织 培养的最佳温度 为25-30℃
光照：植物组织 培养的光照强度 为2000-3000勒 克斯
湿度：植物组织 培养的湿度为7080%
气体：植物组织 培养的气体成分 为氧气和二氧
恒温培养箱：提供稳定的温度条件，保证 植物组织的正常生长
显微镜：观察植物组织的生长和发育情 况，进行细胞学研究
培养设备
培养箱：提供稳定的温度、 湿度和光照条件
气体交换设备：提供植物 生长所需的氧气和二氧化
碳
湿度控制系统：控制培养 箱内的湿度，保持恒定
培养瓶：用于培养植物 组织，包括培养基、培
养液等
植物组织培养设备及条件
汇报人：
植物组织培养设备 植物组织培养条件
植物组织培养设备
实验室设备
培养箱：用于培养植物组织，提供适宜的 温度、湿度和光照条件
超净工作台：提供无菌环境，防止植物 组织受到污染和感染
光照培养箱：提供光照条件，促进植物 组织的生长和发育
离心机：用于分离植物组织中的细胞和 细胞器，提高培养效率
培养条件
温度：植物组织培养的温度一般在20-30℃之间，不同植物种类和培养阶段对温度的要求不同。
光照：植物组织培养的光照强度和光照时间对植物生长和分化有重要影响，一般采用人工光源 进行光照。
植物组织培养实验室组成仪器设备及基本操作
显微镜的使用方法包括样品 制备、观察和拍照等。
显微镜的维护和保养包括清 洁、校准和更换灯泡等。
摇床
作用：用于培 养植物组织， 促进细胞分裂
和生长
结构：主要由 底座、摇杆、 摇板、夹具等
组成
操作方法：将 植物组织放入 摇板，调整摇 杆高度，设定 转速和时间，
开始摇动
注意事项：摇 动过程中避免 剧烈震动，以 免影响植物组
结构：主要由箱体、加热器、制冷器、加湿器、光照系统等组成
操作：设置温度、湿度、光照等参数，将植物组织培养材料放入培养箱，定期观察并记录生 长情况
注意事项：保持培养箱清洁，定期更换培养基，避免污染和交叉污染。
灭菌锅
作用：对培养基、 器皿等进行灭菌 处理
原理：利用高温 蒸汽对培养基、 器皿等进行灭菌 处理
细胞培养与观察
培养基的制备：选择合适的培养基，按照配方进行配制
细胞接种：将细胞接种到培养基中，进行培养
细胞观察：使用显微镜观察细胞生长情况，记录细胞形态和生长速度
细胞分离与纯化：使用细胞分离技术，如差速离心法、流式细胞术等， 将细胞进行分离和纯化
细胞培养条件的优化：调整培养条件，如温度、pH值、气体环境等， 以获得最佳的细胞生长效果
恒温水浴锅：用于加热 和冷却培养基
03
基本操作流程实验准备准备培养基： 选择合适的培 养基，如MS培 养基、B5培养
基等
准备培养皿： 选择合适的培 养皿，如玻璃 培养皿、塑料
培养皿等
准备无菌操作 台：确保操作 台无菌，避免
污染
准备培养室： 确保培养室温 度、湿度、光 照等条件适宜，
避免污染
组织取材与消毒
止污染和感染
试剂：如激素、抗生素 等，用于调节植物组织
植物组织培养实验室组成仪器设备及基本操作精要
大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、 Mg、S 分别占植物干重的百分数为18％、 10％、70％、0.3%、0.07％、0.3%、0.3 ％、0.07%、0.05％。
微量元素：Fe、B、Mn、Zn、Mo、Cu、 Co、Cl等。
微量元素中，铁的用量较大，它对叶绿 素的合成起重要作用，由于在较高pH下， FeCl3极易形成Fe（OH）3沉淀，难以被 吸收，所以多用乙二胺四乙酸二钠盐与 硫酸亚铁形成的螯合物，并且单独配制。
（二）有机成分：
主要包括各种维生素和氨基酸
常用的维生素：硫胺素（VB1）、吡哆醇（VB6）、烟酸 （VB3）、泛酸钙（VB5）、生物素、钴胺素（VB12）、叶 酸等。
c.不少培养基颜色加深。
d.体积和浓度有所变化。
e.营养成分有时受到破坏。
3、不耐高温材料的灭菌：
采用过滤灭菌，如IAA、ZT、天然有机 添加物等。
4、外植体的表面灭菌：
采用70－75％乙醇（10-30秒）、有效 氯1％的次氯酸钠（5-30分钟）、0.1－ 0.2%的氯化汞（2-15分钟）等杀菌剂中加 入几滴吐温－20或80（Tween－20或80） 效果较好。
37.3
组成成分
FeSO4·7H2O CuSO4·5H2O
蔗糖
pH 肌醇 烟酸 盐酸吡哆醇 激动素 2,4－D 盐酸硫铵
数量(mg/l) 27.8 0.025 40 5.5 100 1.0 1.0 0.1
0.1－1.0 10
表3 N6培养基的组成和配方
组成成分
KNO3 CaCl2·2H2O MgSO4·7H2O KH2PO4 (NH4)2SO4 KI
植物组织培养所用器具
组织培养过程中所用到的用具在植物组织培养过程中，使用的用具类型多样，如培养基配置用具、培养用具、接种用具等。
在使用这些用具时，必须了解它的基本用途并学会它们的基本用法。
1、培养基配置用具（1）烧杯用于盛放、溶解化学药剂等，常用的规格有50ml、100ml、200ml、250ml、500ml、1000ml等。
（2）容量瓶用于配制标准溶液，常用的规格有50ml、100ml、500ml、1000ml 等。
（3）量筒用于量取一定体积的液体，常用的规格有25ml、50ml、100ml、500ml、1000ml等。
（4）刻度移液管用于量取一定体积的液体，常用的规格有1ml、5ml、10ml、20ml等。
（5）吸管用于吸取液体，调节培养基的pH值及溶液定容时使用。
（6）玻璃棒用于溶解化学药剂时搅拌时用。
2、培养用具（1）试管植物组织培养中常用的一种玻璃器皿，适合少量培养基及实验不同配方用。
选用1.0cm*15cm和3.0cm*20cm规格的试管。
（2）三角瓶植物组织培养中常用的培养容器，适合各种培养，如固体培养或液体培养，大规模或一般的少量培养。
规格有50ml、100ml、150ml、200ml、500ml等，其口径均为25mm。
三角瓶的好处是采光好，瓶口较小不易失水。
3、接种用具（1）酒精灯用于金属接种工具的灭菌。
（2）手持喷雾器盛装70%的酒精，用于接种器材、外植体和操作人员手部等的表面灭菌。
（3）镊子使用于转移外植体和培养物，接种操作及继代培养时移取织物材料用。
（4）剪刀用于剪取外植体材料及接种时用。
3、小型器具移液枪用于配制培养基时添加各种母液及吸取定量植物生长调节物质溶液。
有固定式和可变式两种，规格有25、100、500、1ml、5ml、10ml。
微波炉、电炉等加热器具用于加热生化试剂时，溶解琼脂。
4、仪器（1）酸度计植物组织培养基的pH值的调整十分重要。
因此，配制培养基时，需要用酸度计来测定和调整pH值。
第2章植物组织培养的设备与培养条件
试管——特别适合于用少量培养基及试验各种不同配方 时选用，在茎尖培养及花药和单子叶植物分化长苗培 养时更显方便。有圆底的和平底的两种。 三角瓶——是植物组织培养中最常用的培养器皿，适合 于各种培养，固体或液体、大规模或小规模都行。 其优点是：采光好、瓶口较小不易失水和污染。 L形管和T形管——为专用的旋转式液体培养试管。 培养皿——适于作单细胞的固体平板培养、胚和花药培 养和无菌发芽。 角形培养瓶和圆形培养瓶——适于液体培养用。 果酱瓶或罐头瓶——常用于试管苗大量繁殖，200ml500ml规格 太空玻璃杯——可机械化洗瓶，适于工厂化生产
（3）磨口瓶 用于存装试剂、分装母液。 （4）滴瓶 盛装酸液（1N盐酸和1N氢氧化钠） （5）锅具：配置和熬制培养基
2.2.1.3计量容器 （1）容量瓶：培养基配置时定容 （2）移液管和移液枪 （3）量筒、量杯
2.2.2器械用具 组织培养所需要的器械用具，可选 用医疗器械和微生物实验所用的 器具。常用的器械用具如图： （1）镊子：可用于接种和转移植 物材料 （2）剪刀：一般在转移植株时用。 （3）解剖刀： （4）显微接种工具：包括接种针、 接种钩及接种铲，用来接种花药 或转移植物组织。
（1）功能：植物材料的灭菌、接种以及培养 物的继代转接等。 （2）仪器设备及用品： 超净工作台，紫外灯、小推车、搁架、接种 工具（各种镊子、解剖刀、手术剪、普通 剪刀接种针、酒精灯、手持喷雾器、细菌 过滤器等），紫外灯，换气扇，空调。
超净工作台
接种工具
无菌操作室消毒的方法： 照射灭菌： 紫外灯， 15—20分钟（接种前） 熏蒸灭菌 ：甲醛加高锰酸钾（定期）（一般 每立方米用甲醛2mL、高锰酸钾1g。 ） 超净工作台的消毒方法： 每次接种前，用70%酒精药棉擦拭台面。
第二章——植物组织培养实验室
D、金属用品洗涤
金属用品一般不宜用各种洗涤液洗涤（新的可以用热洗衣粉水 洗净），需要清洗时，一般用酒精擦洗，然后火焰干燥。
E、除菌过滤器
除菌过滤器用清水冲洗后，用洗液冲洗，再用清水冲洗，最后 用蒸馏水冲洗，晾干备用
（二）灭菌技术
1.灭菌工作是极其重要的。
首先应建立有菌和无菌的概念有菌的范畴： 有菌：凡是暴露在空气中的物体，至少其表面都是有菌的。如植物的表面、 超净工作台的台面，未处理的工具和手等。 无菌：高压高温处理（工具、器皿、培养基等）如：火烤后的物体；
（二）药品贮存和配制仪器设备
1.冰箱 • 作用：低温保存材料，存放药品、
培养基母液、激素、酶制剂。
2.天平
• 陈列于制备室中 • 作用：称取大量元素、微量元素、
酶制剂
3.酸度计
• 陈列于制备室中 • 作用：测定培养基及酶制剂的pH值
PHS-802中文台式酸度计
通用型或经济型酸度计
（三）观察分析仪器设备
5.摇床和旋转床
• 进行液体培养时用以改善气体状况
小型臭氧发生器
不锈钢蒸馏水器（单蒸水）
三、玻璃器皿及用具
（一）玻璃器皿 1.培养器皿 培养用的：试管、三角瓶、培养皿等 2.分注器 类型：注射器式分注器、漏斗式分注器、
量筒漏斗式分注器 3.其他玻璃仪器 烧杯、量筒、移液管、容量瓶、试剂瓶等
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二、 无菌设备
1. 灭菌锅（ autoclave ）：最常用消毒的工具。 种类多：手提式（如常见的医用消毒锅，体积 小）、立式（体积中等）和卧式（有中型和大 型）之分；有自热式（带有加热装置）和外热 式（无加热装置，需要从外部加热，如煤气、 电炉、蒸气等）之分。使用什么样的灭菌锅， 要根据植物组织培养的目的和规模而定。
消毒锅
2.超净工作台（laminar air-flow cabinet）
细胞工程中必不可少的一种设备，极端重要， 用于对植物材料进行无菌操作。
超净工作台 =空气过滤器，空气经过 1~2次粗滤 后，最后通过孔径为0.2~0.4μm的滤网。
超净工作台可以分为双人和单人、单面和双面、 水平风和垂直风等类型。
培养容器中湿度大，有些材料容易 产生玻璃化
透气性好，植株生长正常
五、其它仪器设备与用具
1. 天平：需要1台万分之一的精密分析天平和百 分比之一或十分之一的普通天平。
2. 冰箱：用于储藏一些不 宜在常温下较长时间放 置的药品和试剂，如维 生素、氨基酸、激素、 微量元素等。 3. 蒸馏水器或者去离子水 生产装置
无菌操作
三、培养室（Culture room）
植物材料需要在一个可 控温、控光、洁净的地方 进行培养。如规模小，则 有1~2个培养箱即可。 培养箱体积小，不占地方， 控温、控光条件好，很适 合于摸索植物材料的培养 条件和科学研究。缺点是 空间小、价格昂贵（10000 元/台）。
Incubator
四、培养容器
1. 玻璃容器：如试管、三角瓶、果酱瓶、罐头瓶、 饮料瓶等。玻璃瓶耐高温消毒、透明（便于观 察），且为惰性物质，对植物材料的生长影响小， 是组培中用得最广的容器，但容易破碎。
三角瓶
试管（培养管）
培养瓶
2. 透明塑料容器：轻巧，不易破碎，但不耐 反复高温消毒，而且有些塑料容器在高温 消毒时会释放一些有害的物质，影响材料 的生长。
植物组织培养室的布局示意图
印度一家组培公司的接种车间
浙江省农科院组培中心无菌接种车间
如果房子紧张，则可以把有些部分（如储藏室、 培养基制备、消毒，甚至接种等工作）放在一个房 间里完成，只要操作时小心、谨慎，同样可以把工 作做得很好。
Prides Corner Farm, CT, USA
塑料培养容器
塑料培养瓶
塑料培养瓶
3. 容器封口：良好的封口用品要求做到 既可以防止污染和容器内水分的过分散 失，又要做到透水、透气。
专用的组培容器有自己的盖子。如果没 有，可用棉塞、封口膜、锡箔纸、耐高 温的塑料纸（如培养食用菌的聚丙烯塑 料袋）封口。 棉塞最好。
瓶盖、瓶塞、或者封口膜的透气性能对材料的培养有 显著影响，透气性能不好的，容器中湿度高（饱和）， 容易导致植物材料出现玻璃化（生理病态，植物材料 呈水渍状，深绿色，刚脆，无继续培养的价值）
4. 酸度计：植物生长需要一定的pH值，因此需
要调节培养基的pH值。酸度计测定pH值精度 高，准确，但较烦琐。如不进行要求很高的 培养（如单细胞培养、原生质体培养），可 以用pH试纸代替。 5. 酒精灯 6. 解剖刀和镊子 7. 摇床
第二节 植物组织培养室的设计
植物组织培养工作按内容不同可以分为3个的过程：
第二章 植物组织培养的设施
植物组织培养=价廉技美
植物组织培养所需要仪器设备和药品 比较少、便宜
第一Байду номын сангаас 试剂与设备
一、 化学试剂
用于配制培养基。主要化学试剂： 无机试剂：硝酸钾、硝酸铵、硝酸钙、硫 酸钾、硫酸镁、硫酸铵、硫酸铜、硫酸亚 铁、磷酸氢二钾、氯化钙、硼酸、钼酸钠 等。 有机试剂：维生素(B1、 B6、烟酸、生物 素）、氨基酸、糖（碳源）、植物激素、 凝固剂以及其它一些物质。
育苗、栽培
分选、包装、外运
Propagation
Micropropagation
微型繁殖=微繁=植物组织培养
2-3人，每年培养一些难繁殖的观赏植物，产值在70-80 万美元
Founded as a greenhouse tomato business in 1979, now one of the leading growers of woody ornamental plants in USA, with more than 300 employees.
Mark Sellew, Owner
1.培养基的准备:包括试剂的配制、容器的洗涤、 培养基的制备与消毒等; 2. 植物材料的无菌操作(接种）; 3.植物材料的培养、观察与分析。
植物组织培养要求无菌，因此， 在设计植物组织培养实验室时既要考虑 各环节的衔接，又要避免不必要的交叉， 特别是商业化组培苗生产，更要特别注 意防止污染。最好是三部分工作相互独 立（如下图）
如 果 要 培 养 较 多
的植物材料，应建 立专门培养室。
建 一 个 面 积 为 30
平方米的培养室， 只 要 10000 元 左 右 ， 但可以摆放 2000 瓶 材料，可年产 20 万 苗。
Culture room
Culture room
培养室所需要的设备：
1.培养架:培养架的设计既要考虑充 分利用培养室的空间，也要考虑取 放材料方便。 2.加温/降温设备：空调 3.光照和控光设备。分为光培养室 和暗培养室。光培养室常用日光灯 照明，并安置控制光照时间的自动 开关。