浅谈植物组织培养及其应用---论文

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植物组织培养技术的研究与应用

植物组织培养技术的研究与应用

植物组织培养技术的研究与应用植物组织培养技术是一种将植物细胞、组织或器官在体外培养、繁殖的技术。

该技术在种质资源保护、新品种选育、基因工程、药物研发等领域都有广泛的应用。

本文将阐述植物组织培养技术历史、基本原理、技术流程、应用和未来展望。

一、植物组织培养技术历史植物组织培养技术最早可以追溯到1902年,当时法国生物学家夏尔·夏貝特首次将植物细胞培养在营养液中,用稀释的液体培养基培育玉米愈伤组织(callus)。

1950年代,加拿大的F.C. Steward和F.J. Went等科学家在陆续发表的一系列研究中,阐明了调节植物生长的激素和营养物对组织培养的重要性。

二、植物组织培养技术基本原理植物组织培养技术基本原理是通过体外培养方式培育植物细胞、组织或器官,再利用不同的生理和生化反应,使其自身增殖或发育成一个完整的植株。

植物组织培养涉及到营养基、激素、杀菌剂等方面的控制,其中营养基是植物组织培养的重要基础。

三、植物组织培养技术流程植物组织培养技术流程包括材料准备、组织采集、杀菌、组织处理、培养、下一步处理。

其中,材料准备包括培养器、营养液、组织处理液、激素等设备和药品的准备。

组织采集要求严谨,要选取新的、无损的组织部位,杀菌要求无菌。

组织处理包括组织切片、筛选等步骤。

培养的时间和环境要根据不同的物种、组织和培养目的而定。

下一步处理包括分化、生长调节、种植等,具体操作也要根据物种和目的而定。

四、植物组织培养技术应用植物组织培养技术可以用于种质资源保护、新品种选育、基因工程、药物研发等领域。

在种质资源保护中,通过植物组织培养技术可以保存土地原生物种,特别是野生和珍稀植物种类。

在新品种选育中,植物组织培养技术可以全年无休地进行大规模育种实验,短时间内快速筛选出抗病、高产和优质的植株。

在基因工程中,植物组织培养技术可以通过转基因方式实现物种间或基因内的遗传改良。

在药物研发中,植物组织培养技术可以在大量生产药物的同时保护植物资源,离体培养和组织工程技术也可以用于药物代谢物质的生产。

植物组织培养论文

植物组织培养论文

植物激素浓度和灭菌消毒时间对植物组织培养状况影响的探究一.植物祖师培养综述1.1概念植物的组织培养广义又叫离体培养,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。

狭义组织培养是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,愈伤组织再经过再分化形成再生植物。

1.2 研究历史19世纪30年代,德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺创立了细胞学说,根据这一学说,如果给细胞提供和生物体内一样的条件,每个细胞都应该能够独立生活;1902年,德国植物学家哈伯兰特细胞全能性的理论是植物组培的理论基础。

1958年,一个振奋人心的消息从美国传向世界各地,美国植物学家斯蒂瓦特等人,用胡萝卜韧皮部的细胞进行培养,终于得到了完整植株,并且这一植株能够开花结果,证实了哈伯兰特在五十多年前关于细胞全能的预言。

近几十年来植物组织培养技术已经发展成为一项新兴无性繁殖技术。

1.3技术原理植物组织培养即植物无菌培养技术,又称离体培养,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。

1.4培养特点1.4.1培养条件可以人为控制组培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。

1.4.2生长周期短,繁殖率高组培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。

植物组织培养管理论文

植物组织培养管理论文

植物组织培养管理论文植物组织培养是一项重要的现代技术,它为植物繁殖和研究提供了有力的工具。

由于植物组织培养需要精密的操作和复杂的培养环境,因此,对于植物组织培养的管理不仅是一项必要的工作,更是保证培养质量的关键。

本文将讨论植物组织培养管理的重要性,以及如何实现高质量的组织培养。

一、植物组织培养管理的重要性植物组织培养管理对于保证培养品质和提高培养产量具有不可忽视的作用。

以下是植物组织培养管理的重要性:1. 保证培养质量植物组织培养中,培养基的成分和植物材料的来源、处理等诸多方面都会影响培养结果。

因此,对于培养环境的控制和维护非常重要。

包括消毒、环境温度和湿度等因素的调节,这些都是对培养质量的保障。

2. 提高培养产量植物组织培养超过单个细胞、组织或器官的生长和再生,目的是获得大量生产植株。

因此,对于培养条件的调控、管理以及后续的营养和生长阶段的管理,都至关重要。

3. 减少质量差异植物体细胞都是由相同的DNA贡献。

但在培养过程中,对于成分的变化和环境变化容易对植物细胞产生影响,这就导致培养品质差异的出现,包括营养、生长速度、形态等。

因此,对于培养条件、营养供应、组织均匀性等方面进行管理,减少培养品质差异非常必要。

二、植物组织培养管理的方式植物组织培养管理可以通过以下三个方面实现:1. 管理培养环境关于培养环境管理,保持适宜的温度、湿度以及灯光条件都非常重要。

对于培养室、培养器具等设备一定要保持清洁,并且防止因人员操作不当造成外界细菌侵入。

2. 管理培养营养对于营养的供应,最好是根据培养需要,在营养物浓度和种类的选择等方面进行一定的优化,以达到最佳外界环境与获得良好的成长和营养条件的肥料。

3. 管理培养过程关于培养过程管理,包括时间,以及培养物种类、数量、容器管理,以及后期的一些细节管理方面,保证培养物的生长平稳和高效率。

另外,定期更换营养液、检查培养物表面、观察生长情况等措施也是为了试验的成功实验,保证试验结果的准确性。

植物组织培养课程论文

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天津师范大学生命科学学院《植物组织培养》课程论文——百合的组织培养研究摘要:百合是百合科百合属,多年生草本球根植物。

是著名的观赏花卉,可食用,有很高的利用价值。

利用组织培养进行繁育是百合无毒化和商品化的必要途径。

由于百合的常规繁殖率低,易感染病毒,所以对繁殖技术提出了更高的要求,人工繁殖技术对百合具有重要的意义。

本实验主要通过植物组织培养手段,以MS为基本培养基,以百合鳞茎为外植体,对其进行灭菌消毒,并置于温度为25摄氏度,湿度为80%的温箱中,8小时睡眠16小时光照的情况下进行培养。

随后观察其生长情况,并拍照记录。

本次实验外植体成功发育成愈伤组织,并长出芽。

此实验主要在于掌握植物组织培养技术,了解其方法过程。

关键词:组织培养;百合;无菌操作百合的组织培养目录摘要 (I)一、文献综述 (1)1.1百合组织培养技术进展 (1)1.2植物组织培养概述 (1)参考文献: (2)二、百合植物组织培养 (3)2.1实验试剂 (3)2.2仪器 (3)2.3生物材料 (3)三、实验步骤 (3)3.1培养基的配制 (3)3.1.1配制培养基母液的配制方法 (3)3.1.2 完全培养基的制备 (4)3.2兰州百合外植体灭菌处理和初代培养 (4)四、实验结果及讨论 (5)4.1实验结果 (5)4.2讨论 (10)一、文献综述1.1百合组织培养技术进展百合植物资源丰富,栽培历史悠久,花色多样,它不仅适用于庭院栽培,布置花境,也可盆栽观赏,并早已成为花卉研究领域的佼佼者。

百合虽然观赏性很高,但大多抗性很弱,尤其抗寒性。

一般在东北地区种植商品百合时,每年秋季必须起球,窖藏或者冷库存放,这大大增加了百合的生产成本,限制了东北地区花卉业的发展。

随着百合在国内外鲜切花市场的走俏,百合花生产和消费逐年增加,但由于百合种球繁殖率低,病毒侵染造成退化,难于满足切花生产需要。

目前主要采用组织培养进行百合脱毒和快速繁殖,以促进百合商品种球的生产。

植物组织培养学论文

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Liaoning Normal University(20--级)植物组织培养题目:果树组培研究进展学院:----学院姓名:----20--年--月果树组培研究进展摘要:基于组培苗的植物微嫁接技术广泛地应用于果树学的各项研究中。

本文探讨了组培苗微嫁接技术在果树中的主要应用,以为今后的转基因及育种工作提供参考。

关键词:果树组织培养应用生物技术在社会科技进步中发挥着越来越重要的作用,而组织培养技术则是生物技术的基本手段【1】。

植物组织培养是对细胞、组织的生长、分化及器官形态建成的规律进行研究的手段,它有力地推动了植物生理学、生物化学、遗传学、细胞学、形态学和农林等各类学科的发展和相互渗透【2】。

主要作用在于保存和交换珍稀濒危植物种质资源;加速世代繁殖,缩短育种周期,获得新基因型;促进幼胚发育,克服远缘杂交中的不亲和不育性等【3】植物组织培养指用无菌方法使植物体的离体器官、组织和细胞在人为提供的条件下生长和发育的所有培养技术的总称,也称之为离体培养或试管培养【4】。

近年来其在果树育种上的应用取得了较大进展,尤其在优良树种的快速繁育、种质保存和品种选育等许多领域得到了广泛应用,显示出巨大的潜力。

19世纪30年代,德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺创立了细胞学说,根据这一学说,如果给细胞提供和生物体内一样的条件,每个细胞都应该能够独立生活;1902年,德国植物学家哈伯兰特细胞全能性的理论是植物组培的理论基础。

【5】1958年,一个振奋人心的消息从美国传向世界各地,美国植物学家斯蒂瓦特等人,用胡萝卜韧皮部的细胞进行培养,终于得到了完整植株,并且这一植株能够开花结果,证实了哈伯兰特在五十多年前关于细胞全能的预言。

植物组培的简单过程如下: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。

植物组培的大致过程是: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,用纤维素酶与果胶酶处理用以去掉细胞壁,使之露出原生质体,然后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。

植物组织培养 论文

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植物组织培养技术【摘要】植物的组织培养是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。

我分別从植物组织的培养方法、植物组织培养步骤、植物组织培养的优点来学习植物组织培养技术。

【关键词】植物组织培养、离体培养、试管苗、培养基植物的组织培养是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。

一、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。

二、植物组织培养步骤1、培养材料的采集要根据培养目的适当选取材料,选择原则:易于诱导、带菌少。

要选取植物组织内部无菌的材料。

这一方面要从健壮的植株上取材料,不要取有伤口的或有病虫的材料。

另一方面要在晴天,最好是中午或下午取材料,决不要在雨天、阴天或露水未干时取材料。

因为健壮的植株和晴天光合呼吸旺盛的组织,有自身消毒作用,这种组织一般是无菌的。

培养材料的消毒从外界或室内选取的植物材料,都不同程度地带有各种微生物。

这些污染源一旦带人培养基,便会造成培养基污染。

因此,植物材料必须经严格的表面灭菌处理,再经无菌操作手续接到培养基上。

(一)试剂:乙醇、吲哚乙酸( IAA)或 2 ,4 – D (生长素类似物)、氯化汞(升汞)或次氯酸钠、6- 苄基氨基腺嘌呤( 6-BA )MS 培养基、0.1 mol/L NaOH与 0.1 mol/L HCl(二)配制培养基( 1 )愈伤组织诱导培养基: MS 培养基(蔗糖含量为 10 g/L , 2,4 – D 含量为 2 mg/L ,琼脂 10 g/L )。

植物组织培养论文

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植物组织培养的发展及其应用刘兆书、王梦瑶、王瑞雄、尹树明、左通通(石河子大学,生命科学学院,新疆石河子,832000)摘要:植物组织培养作为一种有效的技术手段已被广泛应用于生产实践的各个领域。

本文从植物组织培养技术的发展,总结了植物组织培养的发展历史及发展现状,重点介绍了组织培养技术在育种和脱毒快繁方面的应用,为今后植物组织培养的进一步发展和应用打下基础。

关键词:植物组织培养;发展;快繁;脱毒;育种德国的植物生理学家Haberlandt提出细胞全能性理论以后,在无数科学家的努力下,植物组织培养经过近百年的发展历程后,该技术日趋完善和成熟,得到了广泛的应用。

随着科学技术的不断发展,研究领域的不断拓展与深入,植物组织培养技术的应用也越发的广泛。

育种方面的应用非常广泛,已经形成了一门理论和技术;在工厂化育苗方面,产生巨大的经济及社会价值;同时植物组织培养技术的发展也促进设施农业、食品、工业、医药业等领域发展,现就植物组织培养技术的发展和应用作简单总结。

1、植物组织培养的发展1.1植物组织培养的发展历史1838-1839年,德国的植物学家T. Schleidon和动物学家T. Schwann提出细胞学说。

1902年德国的植物学家Haberlandt提出:高等植物的器官和组织,具有植物细胞全能性。

1904年Harming在无机盐和蔗糖溶液中对萝卜和辣根菜的胚进行培养,发现离体胚可以发育成熟,并提前萌发成小苗。

1937年White 发现了B族维生素,建立了第一个由已知化合物组成的培养基,该培养基被定名为White培养基。

同时法国的Gautherer和Nobecourt也发现了B族维生素的重要性,三个人被誉为植物组织培养学科的奠基人。

1952年Morel和Martin通过茎尖分生组织的离体培养,从已受病毒侵染的大丽花中首次获得脱毒植株。

1953-1954年Muir利用震荡培养和机械方法获得了万寿菊和烟草的单细胞,实施了看护培养,使单细胞培养获得了成功。

植物组织培养的应用和展望

植物组织培养的应用和展望

植物组织培养的应用和展望摘要:组织培养作为一种有效的技术手段已被广泛应用于生产实践的各个领域。

本文从植物组织培养技术的应用现状,指出植物组织培养在植物学研究、育种学研究的基础地位。

同时通过对植物组织培养中存在的问题进行分析提出了我国植物组织培养的发展对策与展望。

关键字:组织培养;应用;前景展望自从1902年德国科学家Gottlieb Haberlandt提出植物细胞全能性理论后,细胞全能性研究逐渐成为生物学研究领域的热点,而建立在细胞全能性基础上的植物组织培养技术从此逐渐兴起的发展,近年来,植物组织培养技术作为一种基本的实验技术的基础的研究手段,显示出巨大的应用潜力。

1.植物组织培养的应用植物组织培养作为一项高新技术,应用前景十分广阔,在科技发展的时代,植物组织培养应用到很多方面。

它是在无菌条件下,将离体的植物器官(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,诱发产生愈伤组织等,进而培育成完整的植株的技术。

1.1植物的离体快繁用植物组织培养方法快速繁殖农作物是组织培养应用在生产上成效最显著地实例。

离体快繁的特点是繁殖系数大,周年生产,繁殖速度快,苗木整齐一致等,利用这项技术可以使一个单株一年繁殖几万到几百万个植株。

以下几种情况采用组织培养快速繁殖,可以降低成本,提高效益。

(1)、新育成的,新引进的,一些短期内大量急需生产的良种。

(2)、一些生产用苗量大,需进行无性系繁殖的品种。

(3)、对一些繁殖系数低,特别是不能用种子进行繁殖或经种子繁殖后常丧失其优良特性的植物。

(4)、对一些难繁殖的名贵植物品种。

(5)、少量脱毒良种苗的快繁和无毒苗大量繁殖。

(6)、特殖育种材料、制种材料。

(7)、基因工程植株。

(8)、自然和人工诱导有用突变体。

(9)、离体保存种质。

(10)、新发现的、稀缺的、珍贵或稀有植物材料、濒危物种。

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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定的成分。

植物细胞又以很大的能力维持着大的液泡、原生质与外界培养基进行物质交换。

第三,胚胎得到养分的方式不同。

动物的胚靠预先存在卵里的营养发育,靠胎座与母体联系,植物的胚获得营养方式相对地简单,胚存在于胚囊和胚株中,通过胚乳供应胚的养分,原胚与子叶通过其外表面吸收养分。

所以植物细胞诱导成胚从外部取得营养容易,不象动物要通过血液。

第四,器官发育的差别。

动物很早就开始器官发育,这些器官有高度特化的功能,然后靠血液循环系统、神经系统、脊髓、大脑、激素把各器官连成整体。

并且动物器官的发育过程基本上只有一次,而高等植物重复地产生器官而且是无限的。

植物器官的发育是在生长区通过活细胞的活动,如顶端分生组织不断产生叶、芽、花,在这些具有活细胞的部位,可取活细胞进行移植和培养。

诱导细胞的脱分化,需要许多外界条件。

任何一个分化的细胞都具有保持分生组织状态的潜势,不过它平常处于受抑制的状态,消除抑制作用就可以使细胞恢复分裂。

在各种外界条件中,外源激素对脱分化起重要作用。

有些植物的外植体仅需加入生长素(IAA"吲哚乙酸",NAA"萘乙酸",2,4-D)即可诱导细胞的分裂与生长,如菊苣;有的仅需加入加细胞激动素类,如大豆、萝卜;另一类需加生长素和细胞激动素类,如烟草髓、胡萝卜、马铃薯;还有一类不需加任何激素,如冠瘿组织,烟草肿瘤组织。

(二)组织的分化与器官建成1、维管组织的分化早期研究发现(Wetmore,1955),丁香的芽可以诱导邻近的组织分化出维管束,后证明这是芽中IAA的作用。

将一块含有14C-IAA 和蔗糖的琼胶楔形物插入到愈伤组织切口中,14C-IAA表明蔗糖和IAA通过琼胶扩散到愈伤组织,从而在愈伤组织中造成这两种物质的梯度,在楔形物一颇有同感形成维管束的瘤状物,瘤状物含有一形成层带,一面形成韧皮部,一面形成木质部,与正常的维管束有类似的排列。

增加IAA的浓度,导致木质部形成,增加蔗糖浓度则导致韧皮部形成。

生长素水平恒定时,2%蔗糖则全部分化出木质部,4%蔗糖几乎全部分化出韧皮部,3%蔗糖则可以分化出二者。

所以,生长素和蔗糖浓度决定愈伤组织中维管束的类型与数量。

Rier和Beslow进一步报道,蔗糖不仅影响细胞的数目,而且影响其结构。

低浓度蔗糖(0.5%)诱导出环纹和梯纹管胞,1.5-3.-5%蔗糖诱导出梯纹和网纹细胞。

细胞分裂素类对促进木质部形成也有作用。

它们使碳水化合物代谢趋向于五碳糖途径,促进木素前体苯丙烷的合成,不同的细胞分裂素作用不同。

玉米素>激动素>6-BA(6-苄基腺嘌呤),NAA/激动素的比值为0.5/20时有木质部发生和根形成,而比值降为0.025/0.4时,只发生木质部而不发生根,赤霉素(GA)、乙烯、脱落酸对木质部发生有抑制作用。

2、根和芽的分化外植体诱导出愈伤组织后,经过继代培养,可以在愈伤组织内部形成一类分生组织(meristemoid)即具有分生能较往年小细胞团,然后,再分化成不同的器官原基。

有些情况下,外植体不经愈伤组织而直接诱导出芽、根。

所以器官发生有两种方式,即直接和间接的。

(1)外植体→器官发生(根、芽或胚状体)→再生植株。

(2)外植体→愈伤组织→类分生组织→根、芽→再生植株。

根是组织培养中易形成的器官,早在30年代,就看以胡萝卜培养物中根的形成,以后又在多种植物中看到,同一植物不同器官可以诱导出根来:如棉花幼苗子叶、下胚轴切段、油菜叶片、叶柄、下胚轴等,多种植物愈伤组织也易生根。

形成芽的培养基条件常有不同,有时芽与根可以同时在组织培养中形成,一般说,培养物中形成的芽如胡萝卜悬浮培养,油菜愈伤组织等。

在组织培养中通过根、芽诱导再生植株方式有三种:一种在芽产生之后,于芽形成的基部长根而形成小植株,一种是在根上生长出芽来,另一种即在愈伤组织的不同部位分别形成芽和根,然后两者结合起来形成一株植物。

除营养芽之外,在组织培养中有时也有花芽的形成,如烟草、花生等。

也有变态器官的形成,如百合鳞片切块分化出的芽,形成小鳞茎,唐菖蒲茎端可诱导形成小球茎,马铃薯的茎切段可以形成块茎。

植物激素的成分影响着器官建成,Skoog和Miller等所提出的生长素和激动素比例决定根和芽分化的观点,曾被大量的试验结果所证明。

在很多禾谷类作物的组织培养中发现,用较高浓度的生长素(2,4-D)诱导形成的愈伤组织,当培养在除去生长素,或适当浓度的活性较低的生长素中时,就可以诱导芽的形成。

Nitsch等用Linsmaier(LM)培养基附加10-5摩尔2,4-D培养水稻愈伤组织可以生根,一旦转入无生长素的培养基时就能产生芽。

Rangan将小米愈伤组织从含生长素的培养基转移到无生长素的培养基,一个星期内就形成了芽。

但在另一些例子中激素比例控制器官分化的问题则出现完全相反的情况。

苜蓿在有2,4-D和细胞分裂素的培养基中,可以形成愈伤组织,转入不加以上两种激素的培养基中能分化,但分化的情况与原来的激素比例有关。

如果愈伤组织是在高细胞分裂素/生长素比例的培养基中形成的,易于生根,而在高生长素/细胞分裂素比例的培养基中形成的,易于生根,而在高生长素/细胞分裂素比例的培养基中形成的愈伤组织,则易生芽。

由此看来,分化与激素的关系同植物的遗传性有着密切的关系,用五个品种的烟草做实验,用相同的生长素/细胞分裂素比例,结果有的品种形成很多芽,有的形成很少芽,有的完全不生芽。

培养基的物理因素和外界条件对器官建成有一定影响。

固体培养基有利于诱导愈伤组织,而液体培养基有利于细胞和胚状体增殖。

蓝光有利于芽的分化,而红光、远红光对芽分化有抑制作用,但促进根分化,紫光对生芽有刺激作用。

石刁柏、虎耳草属、凤梨科植物分化前期需要低光强(1000勒克斯),后期要求高光强(3000-10000勒克斯),降低氧浓度促进胡萝卜愈伤组织芽的形成,增加氧浓度促进不定根形成。

3、胚状体是指在组织培养吕从一个非合子细胞,通过合子胚相似的胚胎发生过程所形成的胚状结构。

从胚状体可以形成完整的植株,这是植株细胞全能性的最强有力的一个证据。

50年代末期,Steward等人从胡萝卜的韧皮部用液体培养基通过游离细胞的分化,获得了胚状体。

据统计,在植物组织培养中具有胚状体分化能力的种子植物已达117种,分属43科,75属(见遗传学报5卷1期,1980年)。

在植物组织组织培养中,诱导胚状体与诱导芽相比较,具有显著的优点,一是数量多,二是速度快,三是成苗率高。

由于胚状体具有这些优点,所以在育种工作及园艺工作中,可用胚状体作为特定的优良基因型个体的无性繁殖手段,同时在研究胚胎发育中也有很重要的理论意义。

培养基的激素成分和氮源影响胚状体的发生。

有的植物可在无激素培养基上诱导出胚状体,如烟草、曼陀萝、水稻、小麦花药培养;有的植物需要生长素与细胞分裂素的一定比例诱导胚状体,如油茶、酸枣、桃等。

石龙芮下胚轴,石刁柏愈伤组织,还有一些植物先在有激素的培养基上,然后转入无激素培养诱导胚状体。

有人证明培养基中还原态氮对胚状体有利,但我国使用的N5培养基硝酸盐含量高,也有很好的作用。

水解酪蛋白或多种氨基酸对胚状体发生有促进效应。

胚状体的发生还与外植体来源和年龄、培养的时间、植物的遗传型等因素有关。

二、植物组织培养的应用(一)增加遗传变异性,改良作物单倍体育种:通过花药培养,从小孢子获得单倍体植株,染色体加倍后获得正常二倍体植株,这是一条育种的新途径。

单倍体育种可以缩短育种年限,节约人力物力,较快地获得优良品种,目前已有四十多种植物获得了单倍体植株。

我国在水稻、小麦、烟草、柏树、橡胶、辣椒等植物的单倍体育种的工作上,处于领先地位。

胚培养、子房培养、胚珠培养:为了克服远缘杂交的不亲和性,可采用胚、子房、胚珠培养和试管受精等手段。

最早成功的例子是两个栽培种亚麻的杂交胚发生败育,利有杂种胚培养克服了一些障碍,得到种子。

现在在棉花、黄麻上也获得成功。

从玉米的离体子房培养,经体外受粉可以得到种子。

突变体的选择和应用:由于植物的单细胞培养成功,可以用这个方法诱发单细胞进行突变,通过筛选所需要的突变体,然后使细胞分化成植株,再通过有性世代使遗传性稳定下来,这是从细胞水平来改造植物的一种途径。

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