植物组织培养-外植体的选择与建立
植物组织培养
• 培养室最重要的因子是温度，一般保持 在20~27°C左右，具备产热装置，并安 装窗式或立式空调机。
• 室内湿度也要求恒定，相对湿度以保持 在70%~80%为好，可安装加湿器。
• 控制光照时间可安装定时开关钟，一般 需要每天光照10~16小时，也有的需要连 续照明。
• 现代组培实验室大多设计为采用天然太 阳能作为主要能源，这样不但可以节省 能源，而且组培苗接受太阳光生长良好， 驯化易成活。在阴雨天可用灯光作补充。
水
培
无机盐
养
基
有机物
成
分
植物激素
培养体支持材料 辅助性物质
• 水（H2O）
• 配制培养基母液时要用蒸馏水，以保持母 液及培养基成分的精确性，防止贮藏过程 发霉变质。
• 大规模生产时可用自来水。但在少量研究 上尽量用蒸馏水，以防成分的变化引起不 良效果。
无机盐
• 元素名称
添加形式
•
N
• 大量
P
• 元素
它的硝酸盐含量较其他培养基为高，广泛用于 植物的器官、花药、细胞和原生质体培养效果 良好。
（2）B5培养基：是1968年由Galmborg等为培养大 豆而设计的。
特点是含有较低的铵，这可能对不少培养物的 生长有抑制作用。从实践得知有些植物在B5培养 基上生长更适宜，如双子叶植物特别是木本植物。
（3）White培养基：是1943年由White为培养番茄 根尖而设计的。1963年又作了改良，称作White 改良培养基，提高了MgSo4的浓度和增加了硼素。 特点是无机盐数量较低，适于生根培养。
（5）再分化（redifferentiation）：将脱分化 形成的愈伤组织转移到适当的培养基上继续培 养，这些无定形的愈伤组织又会重新分化出根、 茎、叶、花形成完整植株的过程。
植物组织培养技术第四章：植物离体培养体系2
修剪外植体
接种
盖好瓶塞
外植体的灭菌处理
• 外植体灭菌流程 • 常用灭菌剂 • 灭菌关键性问题
– 适当的搭配 – 适当的浓度 – 适当的时间
外植体灭菌流程
材料的预处理 (剪切、清洗)
75%酒精 (20 s)
0.1%升汞 (15 min)
无菌水冲洗 （6次）
沥干
接种
外植体的预处理
对外植体进行修整,去掉不要的部分,在 流水下冲洗干净.
化的方法与技能。
一、外植体的种类与选择
1、外植体的种类
– 外植体是指植物离体培养中的各种接种材料。 包括植物体的各个器官、组织、细胞和原生质 体等。因此，可以作为培养对象的所有植物器 官、组织、细胞、原生质体等均是可选择的对 象。
常见外植体类型
• 茎尖（园艺植物组织培养中应用最多，繁殖率高， 不易发生遗传变异，但取材有限）
消毒注意事项
1、表面消毒剂对植物组织是有害的，应正确选择消毒 剂的浓度和处理时间，以减少组织的死亡。
2、在表面消毒后，必须用无菌水漂洗材料3次以上以 除去残留杀菌剂，但若用酒精消毒，则不必漂洗。
3、与消毒剂接触过的切面在转移到无菌基质前需将其 切除，因为消毒剂会阻碍植物细胞对基质中营养物质 的吸收。
第二节： 无菌外植体的选择与处理
本节主要内容
• 外植体的种类与选择 • 外植体的消毒 • 外植体的接种 • 外植体的初代培养与观察
–培养条件 –外植体的污染及其防治 –外植体的褐化及其防治 • 外植体的继代培养 –培养物的分化诱导培养：愈伤组织的诱导与分化；不
定芽的诱导与分化。 – 试管苗的增殖与生根诱导培养 – 试管苗的玻璃化与防治
4、若外植体污染严重则应先用流水漂洗1小时以上或 先种子培养得到无菌种苗，然后用其各个部分建立组 织培养。
植物组织培养的一般流程
植物组织培养的一般流程一个完整的植物组织培养过程一般包括以下几个步骤：1）准备阶段（然根据已成功培养的相近植物资料，结合实际制订出切实可行的培养方案。
查阅相关文献，并经高压灭菌或过后根据实验方案配制适当的化学消毒剂以及不同培养阶段所需的培养基，滤除菌后备用。
2）外植体选择与消毒（将消毒后的外然后进行消毒处理。
选择合适的部位作为外植体，采回后经过适当的预处理，接种到初代培养基上。
植体在无菌条件下切割成一定大小的小块，或剥离出茎尖，挑出花药，）初代培养（3促使外植体中已分化的细胞脱分化形成愈伤接种后的材料置于培养室或光照培养箱中培养，然后将愈伤组织转移到分化培养基分化成不同的器官组织，或顶芽、腋芽直接萌发形成芽。
原基或形成胚状体，最后发育形成再生植株。
（4）继代培养当芽苗繁殖到一分化形成的芽、原球茎数量有限，采用适当的继代培养基经多次切割转接。
进行脱毒苗培养的需提前定数量后，再将一部分用于壮苗生根，另一部分保存或继续扩繁。
进行病毒检测。
5）生根培养（提高生长素浓多数无根，此时可降低细胞分裂素浓度或不加，刚形成的芽苗往往比较弱小，度，促进小苗生根，提高其健壮度。
6）炼苗移栽（选择生长健壮的生根苗进行室外炼苗，待苗适应外部环境后，再移栽到疏松透气的基质中，注意保温、保湿、遮荫，防止病虫危害。
当组培苗完全成活并生长一定大小后，即可移向大田用于生产。
P P 1 、二、单项选择题1. 在衡量杂种优势（H ）时，超中优势的计算方法为（[F 1 -(P 1 +P A. H ＝2 分别表示两亲本的性状平均值，F 1 为杂种一代的性状平均值）：[F 1 -(P 1 +P 2 )/2]/(P 1 +P 2 )/2 D. H ＝2 )/2]/(P 1 -P 2 )/2 B. H ＝(F 1 -P 1 )/P 1 C. H ＝(F 1 -P 2 )/P 2层细胞发生突变，则下列器官或组织会发L II 2. 根据植物梢端组织发生层学说，如果生变异的是：中柱C. 不定根D. ．表皮A B. 种子3. 对于孢子体型自交不亲和而言，下列基因型的杂交组合能产生后代的是：S 1 S 2 B ．S 1 S 2 ×S 1 S 3 C ．S 1 S 2 ×．A S 1 S 2 ×S 2 S 3 D ．S 1 S 2 ×S 3 S44. 原始群体性状差异较大的异花授粉园林植物，实生选种时一般采用：A ．一次单株选择B ．一次混合选择C ．混合－单株选择D ．单株－混合选择5. 现有两种菊属植物，其染色体组类型分别为AABB 和CC ，则将它们进行体细胞杂交获得的谐和细胞杂种染色体组类型应该为： A. AABB B. ABC C. AABBCC D.CC6. 下列射线中，哪一种属于可以引起物质电离的电磁波？A ．X 射线B ．β射线C ．紫外线D ．激光7. 园林植物的多倍体与二倍体相比，一般会表现为：A ．气孔增多B ．花大色艳C ．适应性减弱D ．结实率增加8. 常用的化学诱变剂EMS （甲基磺酸乙酯）是一种：A ．碱基类似物B ．烷化剂C ．抗生素D ．生长调节物质9. 在下列有性杂交方式中，被称为双交的是：A ．(A ×B) ×(C ×D)B ．[(A ×B) ×B] ×BC ．A ×BD ．[(A ×B) ×C] ×D10. 对于繁殖系数较高的草花而言，有时为了加速其选种进程，下列哪个程序或圃地可以省略？A ．株系圃B ．品种比较预备试验圃C ．品种比较试验圃D ．区域试验三、填空题（每空0.5 分，共15 分）1. 园林植物品种应具备的三个基本特征是：___ 、___ 和___。
植物组织培养-外植体的选择与建立
第三节 外植体（培养物）的建立
污染（Infection） 能否有效地控制微生物污染是植物离体培养是否成功的关键技术之一。对于离体培养的 探索性研究实验，污染会导致实验失败；对于大规模的离体繁殖生产来说，污染使生产 成本大大增加。因此，无论是科研机构还是生产厂家都十分重视微生物污染问题。 植物离体培养中的污染可分为外植体、培养基、无菌操作和培养环境四个方面。其中培 养基和无菌操作方面的污染，目前已得到十分有效的控制。外植体方面污染最复杂，也 最难控制，其可能是细菌引起的，也可能是真菌引起的；微生物可能是附生性的，也可 能是内生性的。近年来，国外较重视各种微生物的鉴定，并根据不同的微生物种类采取 相应的控制措施，这方面的研究进展较快。
（3）、污染估算及对策：
污染估算：首次接种通常污染率 40—60% 按40%计：接种100个材料 1个材料/容器：
污染量=100X40%=40 获得量=100-40=60。 2个材料/容器： 2污染：1X40%X40%=16% 1污染：2X40%X40%=32% 2未污染：60%X60%=36% 弃掉 污染率=100-36=62% 污染量=100X62%=62
添加标题
不具原基结构的外植体：根、茎、 叶、花、果等器官，需要脱分化。
第二节 外植体 （培养物）的 选择
第二节 外植体（培养物）的选择
第二节 外植体（培养物）的 选择
第二节 外 植体（培养 物）的选择
第二节 外植体（培 养物）的选择
4、根据外植体的大小选择： 外植体大小 外植体建立 外植体大小与外植体建立
第三节 外植体（培养物）的建立
第三节 外植体（培养物）的建立
三． 褐化发生的可能因素： 与组培植物品种有关： 不同的植物种与品种之间常有很大差异，有人把此归结为基因型的
第四章 外植体的选择、消毒和接种
接种材料预处理:
(1)接种材料预培养 (2)就地套袋 (3)接种材料修整 (4)冲洗
接种前准备:
1
2
3
456外植体 Nhomakorabea毒:外植体剪切:
1.叶片0.5cm×0.5cm 2.微茎尖0.2-0.5mm 3.带节茎段0.5-1.0cm 4.芽丛分离
六、外植体的褐变及其防止措施
褐变
• 褐变是指外植体在培养过程中体内的多 酚氧化酶被激后活，使细胞内的酚类物质 氧化成棕褐色醌类物质，这种致死性的褐 化物不但向外扩散致使培养基逐渐变成褐 色，而且还会抑制其他酶的活性，严重影 响外植体的脱分化和器官分化，最后变褐 而死亡的现象
影响褐变的因素
• 植物种类：一般木本植物，单宁、色素含量 高的植物易发生褐变 。
(6)接种时，接种员双手不能离开工作台，不能说话、走动和 咳嗽等；
(7)接种完毕后要清理干净工作台，可用紫外灯灭菌30min。 若连续接种，每5天要大强度灭菌一次。
接种前外植体消毒顺序:
第三节 培养条件
在植物组织培养中温度、光照、湿度等各种环境条 件，培养基组成、ＰＨ值、渗透压等各种化学环境条件 都会影响组培苗的生长和发育。
污染的原因及其预防措施
1、污染：植物组织培养 过程中培养基和培养材 料滋生杂菌，导致培养 失败的现象
2、污染的原因 • 一是病原菌污染（细菌、
真菌） • 二是外植体、培养基、
培养器皿带菌 • 三是操作人员未遵守操
作规程。
真菌污染
污染的预防措施
组织培养中降低污染率是工厂化生产中不可忽 视的技术环节。预防措施有： • 防止材料带菌------选择取材时间、材料与培养、 外植体灭菌等措施； • 防止用具带菌------器皿与金属器械灭菌； • 操作室要处于无菌状态------工作室、培养室灭菌 等； • 操作人员要按照操作程序进行。 • 在培养基中加入抗菌素 • 分散接种
《植物组织培养技术》 讲义
《植物组织培养技术》讲义一、植物组织培养技术的概述植物组织培养技术是一种在无菌条件下，将植物的离体器官、组织或细胞培养在人工配制的培养基上，使其生长、分化并发育成完整植株的技术。
这项技术具有广泛的应用前景，如快速繁殖优良品种、脱毒苗的培育、植物新品种的选育、植物次生代谢产物的生产等。
植物组织培养的基本原理是植物细胞的全能性，即每个植物细胞都具有发育成完整植株的潜在能力。
然而，在自然条件下，由于细胞受到各种分化信号的影响，这种全能性通常无法表现出来。
通过组织培养技术，提供适宜的营养和环境条件，解除细胞的分化抑制，使其重新恢复分裂和分化的能力。
二、植物组织培养的基本设备和条件（一）实验室设计植物组织培养实验室通常包括准备室、接种室和培养室。
准备室用于器具的清洗、干燥和培养基的配制；接种室要求无菌环境，进行外植体的接种操作；培养室则为培养物提供适宜的温度、光照和湿度条件。
（二）设备和器具1、超净工作台：提供无菌操作的工作区域。
2、高压灭菌锅：对培养基、器具等进行灭菌处理。
3、培养箱：精确控制温度、光照和湿度。
4、天平：用于称量化学试剂。
5、显微镜：观察细胞和组织的形态结构。
（三）培养基的成分1、大量元素：包括氮、磷、钾、钙、镁等。
2、微量元素：如铁、锰、锌、铜等。
3、有机成分：如维生素、氨基酸、糖类等。
4、植物生长调节剂：如生长素、细胞分裂素等，对细胞的分裂、分化和生长起着重要的调节作用。
（四）无菌操作技术无菌操作是植物组织培养成功的关键。
操作人员需经过严格的培训，在操作过程中，使用酒精消毒双手和工具，在超净工作台中进行操作，避免微生物的污染。
三、植物组织培养的基本过程（一）外植体的选择和处理外植体的选择要考虑植物的种类、部位和生理状态。
一般选择生长旺盛、无病虫害的部位，如茎尖、叶片、花药等。
外植体在接种前需进行表面消毒，常用的消毒剂有酒精、次氯酸钠等。
（二）初代培养将消毒后的外植体接种到初代培养基上，诱导其脱分化形成愈伤组织或直接分化出芽和根。
组培苗生产技术—外植体的选择、处理与接种(植物组织培养课件)
3、蔬菜（龙牙百合） 龙牙百合特征:鳞茎，无皮，广卵形，外部鳞片长,将整个鳞茎 包裹，直径5~15厘米，白色，茎高90厘米左右，直立茎上叶 多而散生，披针形，叶色从浓绿，光滑。花单生茎顶。花朵 呈喇叭状长筒形，白色，有清香。
不能损伤组织材料，保持外植体的生活力，使外 植体在良好的培养条件下很快恢复生机，正常 生长和繁殖.
• 消毒剂的要求 • 要求：具有良好的消毒作用，既不会杀死植物的
组织细胞，又易被无菌水冲洗掉，不影响消毒后 外植体的生长和分化.
常用灭菌药剂的使用和效果
灭菌剂 使用浓度（%） 清除的难易 消毒时间 效 果
2、茎段（采用嫩茎的切段促进腋芽萌发，取材容易） 3、叶（幼嫩叶片组织通过愈伤组织或不定芽分化产生植株，
取材容易，操作方便，但易发生变异）； 4、花球和花蕾 5、种子、根、块根、块茎、花瓣等。
（二）实例分析 1、花卉（非洲菊） • 常用茎尖、嫩叶、花托进行非洲菊的组织培养，也有利用
种子进行组织培养的。 • 茎尖培养操作麻烦，但对于脱毒苗的生产是最有效的。 • 花托培养可直接成苗， 既可保持种性，又易行、 耗时短，是首选的外植体。
• 首先要选择花大、花色艳丽、市场流行的品种，然后再选 择无病虫害、植株生长健壮、花色纯正的优良品种单株进 行取材。
• 一旦选出优株后，应进行挂牌标记，并一直在其上采取花 蕾。作为外植体的花蕾要选取直径在1㎝左右，而且未露 心的小花蕾，太大或是太小的花蕾均不能获得满意的效果 。
2、水果（草莓）
（1）选择结果性优良的草莓母株上新抽出的匍匐茎作外植体，以每年6～7 月份最为适宜。
龙牙百合的许多器官、组织都可作为外植体， 如鳞片、花梗、叶片、茎尖、腋芽、花瓣、花托 、花丝、花药、胚、子房、根尖等，其中采用鳞 片作外植体的较多。
植物组织培养的完整过程
植物组织培养的完整过程1.选择适宜的母体植物：选择具有优良性状和抗病虫害能力的母体植物，从中选择健康的叶片、茎段等组织作为外植体。
2.外植体的准备：将母体植物采集的叶片或茎段进行无菌处理，去除表面杂菌和泥沙，然后用75%酒精或漂白粉消毒外表。
3.外植体的切割：将无菌环境下的外植体切割成小片，大小约为0.5-1cm，同时尽量保持外植体的干燥，以防止外植体内部水分过多。
4.外植体的接种：将切好的外植体小片接种在含有植物生长激素的无菌培养基上。
培养基通常由无机盐溶液、有机源、糖和植物生长激素等组成，植物生长激素的种类和浓度会影响到后续培养过程中的分化和增殖。
5.分化：外植体接种到培养基后，会经历分化阶段，外植体的组织逐渐增殖和分化为不同种类的细胞，形成生长点。
6.增殖：通过定期的次级培养，子培养、分生器、病毒消除等手段，将外植体中的细胞不断分化和增殖，以便大量生产幼苗。
7.再分化：经过增殖后的外植体，可以再次进行分化，形成茎尖、腋芽或花蕾等器官，以便进一步培养和繁殖。
8.根的诱导：在合适的培养条件下，外植体可以诱导生成根系，这是为了使外植体脱离体外培养环境，继续生长的必要步骤。
9.移栽：当幼苗的根系已经发达足够，可以将外植体移栽到含有适宜营养成分的固体培养基上或直接移植到土壤中，进行实地管理和生长。
10.过程控制：在整个培养过程中，要控制好环境条件，例如温度、湿度和光照等，以保证培养的成功率。
11.病毒清除：植物组织培养中经常伴随着病毒感染问题，可以通过不同的方法对外植体和培养基进行检测和清除，以保证获得健康的植株。
总的来说，植物组织培养是一个复杂的过程，需要严格的无菌操作和合适的培养条件。
它广泛应用于植物的繁殖、遗传改良、新品种选育以及病毒和细菌的清除工作中，对推动植物学研究和农业生产具有重要的意义。
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3 个材料/容器： 污染率=100-（60%）3=78.4%
按40%计：接种100个材料
污染量=100X78.4%=79
1个材料/容器：
获得量= 100X（60%）3= 21
污染量=100X40%=40
4 个材料/容器：
获得量=100-40=60。
获得量= 100X（60%）4=13
2、根据母株的年龄和生长发育阶段选择：
年
程 度
龄 或 幼
化
外
立
植 体
建
阶
段
发 育
外
立
植 体
建
母株年龄和幼化程度与外植体建立
母株阶段发育与外植体建立
精品课件
第二节 外植体（培养物）的选择
杜鹃花 ‘van Weerden Poelman’
精品课件
第二节 外植体（培养物）的选择
精品课件
第二节 外植体（培养物）的选择
第三节 外植体（培养物）的建立
（2）、污染的防止： • 母株保护：保持母株清洁，减少喷
灌。温室种植，喷施杀菌（虫）剂， 减少病原菌含量。 • 材料选择：选取生长发育健壮，病 虫危害少的材料。 • 严格清洗、消毒与无菌操作。 • 小容器、分散接种。
精品课件
第三节 外植体（培养物）的建立
（3）、污染估算及对策：
2个材料/容器：
5 个材料/容器：
2污染：1X40%X40%=16% 弃掉 获得量= 100X（60%）5=8
1污染：2X40%X40%=32%
• 防止污染的对策：
2未污染：60%X60%=36% 污染率=100-36=62%
小容器、多数量、尽量分散、相 互隔离
污染量=100X62%=62
获得量=100-62=48
根据细胞全能性学说，植物体的每一个细胞 都含有全部的遗传信息，都能再生出一个 新植株。但是，要使每个细胞的全能性都 表现出来，在目前还是不易做到的事。因 而，外植体（初始培养物）的选择非常重 要。
精品课件
第二节 外植体（培养物）的选择
1、基因型：
再生能力 （1）、双子叶>单子叶； （2）、被子植物>裸子植物；
（3）、双子叶植物中：茄科（Solanacea）；秋海棠 科（Begoniaceae）；景天科（Crassulaceae）； 苦苣苔科（Gesneriaceae）；十字花科 （Cruciferae）再生力特强；郁金香（Tulip）再生
力较弱。
（4）、同一种植物中：活体（in vivo）再生力强者， 离体（in vitro）再生力也强。
第三节 外植体（培养物）的建立
1、主要任务：成功的将外植
体建立在试管中。
2、主要技术环节：
（1）、外植体的选择 （2）、外植体的消毒 （3）、培养基的选择、配制 （4）、外植体消毒与接种
3、关键问题：
（1）、污染（Infection） （2）、褐变（Browning）
精品课件
第二节 外植体（培养物）的选择
植物离体培养中的污染可分为外植体、培养基、无菌操作和培养
环境四个方面。其中培养基和无菌操作方面的污染，目前已得
到十分有效的控制。外植体方面污染最复杂，也最难控制，其
可能是细菌引起的，也可能是真菌引起的；微生物可能是附生
性的，也可能是内生性的。近年来，国外较重视各种微生物的
鉴定，并根据不同的微生物种类采取相应的控制措施，这方面
的研究进展较快。
精品课件
第三节 外植体（培养物）的建立
（1）、产生污染的因素： ①外植体：通常多年生的木本材料比一二年生的草本材料带菌多；
老的材料比幼嫩的带菌多；田间生长的材料比温室的带菌多； 带泥土的材料比清洁的带菌多。一年中以雨季的材料带菌多， 一天中以中午阳光最强时的材料带菌少。 ②培养基：高压蒸汽灭菌的温度、压力、时间和正确使用情况， 以及过滤灭菌中过滤膜孔径、过滤灭菌器械的灭菌处理、过滤 灭菌操作等均影响培养基的灭菌效果。 ③操作环节：接种室是否清洁、干燥、密闭，是否经常用紫外线 灯照射、甲醛熏蒸、70％酒精喷雾杀菌等，操作是否等熟练。 ④培养环境：培养室要求清洁、密闭。每天用70％酒精喷雾除菌、 降尘，每周用少量甲醛熏蒸灭菌。如有空气过滤装置效果更好。 培养室相对湿度太高时，污染精品加课件重。
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第三节 外植体（培养物）的建立
（4）、附生菌控制：
• 采用化学杀菌剂可以有效地杀死附生菌，但是一些较特殊的外植体材料，如密披绒 毛的叶片或幼果、花芽或带苞片的叶芽，附生菌可能潜伏在外植体上，无法彻底清 除。这时，必须采取一些特殊的措施，才能有效控制附生菌。
取材来源：
• 从保护条件下生长的植株上取材，可有效地控制微生物污染。保护条件指温室、培 养箱、生长室等。从温室、培养箱里取材，可有效减少附生菌的群体数量。从栽培 于温室中的植株上取材和从露地取材相比，前者污染率更低。
4、根据母株位置选择：
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第二节 外植体（培养物）的选择
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第二节 外植体（培养物）的选择
精品课件
第二节 外植体（培养物）的选择
精品课件
第二节 外植体（培养物）的选择
精品课件
第二节 外植体（培养物）的选择
外 植
外
体 大
立
植 体
小
建
4、外植根体据大小外与植外植体体的建立大小选择：
精品课件
精品课件
第二节 外植体（培养物）的选择
杜鹃花 ‘Rhodoendron’
精品课件
第二节 外植体（培养物）的选择
2、根据母株的年龄和生长发育阶段选择：
年龄
生长
开花
童年期
转变年期 阶段发育
成年期
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第二节 外植体（培养物）的选择
2、根据母株的年龄和生长发育阶段选择：
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植株的生长与发育
第二节 外植体（培养物）的选择
生
抑
长
制
物
物
质
质
含
含
量
量
时间或季节
3、根据时间和季择
取取材材时时间间
物 质 含 量
3、根据时间和季节时取间材或季节
精品课件
抑制物质 生长物质
第二节 外植体（培养物）的选择
具原基结构的外植体：茎尖、 侧芽、原球茎、鳞芽、分生 组织
不具原基结构的外植体：根、 茎、叶、花、果等器官，需要 脱分化。
第二节 外植体（培养物）的选择
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第三节 外植体（培养物）的建立
4、污染（Infection）
能否有效地控制微生物污染是植物离体培养是否成功的关键技术 之一。对于离体培养的探索性研究实验，污染会导致实验失败； 对于大规模的离体繁殖生产来说，污染使生产成本大大增加。 因此，无论是科研机构还是生产厂家都十分重视微生物污染问 题。