植物组织培养学(有图片)
合集下载
《植物组织培养》课件PPT第1章植物组织培养基本知识
②生长周期短，繁殖率高
由于人为控制培养条件，因此生长较快，一般20—30d为一个周期。植物 材料按几何级数繁殖生产，总体来说成本低廉，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
植物组织培养是在一定的场所和环境下，人为提供一定的温度、光照、湿 度、营养、激素等条件，既利于高度集约化和高密度工厂化生产，也利 于自动化控制生产。它是未来农业工厂化育苗的发展方向。它与盆栽、 田间栽培等相比省去了中耕除草、浇水施肥、防治病虫害等一系列繁杂 劳动，可以大大节省人力、物力及田间种植所需要的土地。
愈伤组织（callus）:在人工培养基上由外植体上形成的一
团无序生长状态的薄壁细胞。
愈伤组织
二、植物组织培养的类型
• 按培养方法分为 固体培养 液体培养 看护培养 微室培养 包埋培养
二、植物组织培养的类型
3.按培养过程分为：
• 初代培养（Primary culture）(无菌培养物)
将从植物体上分离下来的第一次培养。
4.4 组织及细胞培养生产有用物质
Arregnin和bonner在1950年首先进行了培养橡胶茎愈伤组织获 取橡胶的尝试。
近50年来飞速的发展。从400多种植物培养细胞中分离到600多种 次级代谢产物，其中60多种在含量上超过或等于其原植物，20种 以上干重超过1％。 在日本，人参细胞培养已达130600L发酵罐；德国用1000L发酵罐 培养毛地黄细胞；在我国，人参细胞培养技术也已实现产业化。 利用培养细胞的生物转化能力生产高值化合物，德国科学家进行 了出色的研究。他们在毛地黄细胞的培养中加入生物合成途径的 中间化合物毛地黄毒素和一甲基毛地黄毒素，培养细胞以几乎 100％的转化速率使之羟基化，变为医药强心剂地高辛。
人教版高二生物选修一 3.1 菊花的组织培养 (共54张PPT)
（三）接种 1、接种室消毒
污染的主要来源是空气中的细菌和孢子，接种室消毒是至关 重要的。用70％的酒精喷雾使空气消毒， 70％的酒精擦拭工 作台并用紫外线照射20分钟
2、无菌操作要求
所有的接种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
（三）是否进行了统计、对照与记录
做好统计和对照，填好结果记录表，从第一步开始做好实 验记录。可以分组配制不同培养基，如诱导愈伤组织直接分化 丛芽的培养基，做不同培养基配方的实验比较。
（四）生根苗的移栽是否合格
关键是既要充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根系。 一般先使用无土栽培的办法，培养基要提前消毒。苗壮后再移 植到土壤。可通过统计成活率来衡量移栽水平。
三、结果分析与评价
（一）对接种操作中污染情况的分析
一般情况下，细菌污染可能是由接种人员造成的，如未戴 口罩，接种时说话，或手及器械消毒不严等。
（二）是否完成了对植物组织的脱分化和再分化
观察实验结果，看是否培养出愈伤组织，记录愈伤组织的 出现时间。统计更换培养基后愈伤组织进一步分化成根和芽的 比例和时间。
思考：同专题2中微生物培养基的配方相
比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？
微无生机物物培养基以有机营养有为主机。物植物组
织培养MS培养基则以无机营养为主。
牛肉膏蛋白胨培养基
在MS培养基MS配培养制基好之后，常常需要加入植物激素
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（，I4AA－）二、氯萘苯乙氧酸乙（酸N（AA2），、4－吲D哚）丁、酸吲（哚I乙BA酸） 细胞分裂素类：激 （动6素－（BAK）T）、、玉6米－素苄（基Z嘌T）呤 赤霉素类： 赤霉酸（GA3）
植物组织培养
植物细胞工程的实际应用
要把某种植物的一块组织 通过培养得到一株完整植 株, 应该如何操作呢?
一、植物组织培养
1.原理： 植物细胞的全能性
2.培养对象：离体的组织、器官或细胞 （外植体）
3.培养条件： 消毒无菌、人工配制的培养基、相关 激素
注意：操作环境－无菌； 器材、培养基－灭菌； 外植体－消毒（不灭菌）； 操作过程－无菌操作
3.目的：改变细胞内的遗传物质的或是获什得么细？胞产 品。
4. 理论基础：细胞的全能性。
（1）概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细 胞都具有发育成完整生物体的潜力。
（2）原因：这些细胞都具有该生物的全部遗传信息。
（3）细胞全能性表达的条件：离体状态、营养物质、激
素和其他外界条件、细胞
（4）全能性的大小：
植物体 脱分化和再分化
理论基础：细胞的全能性
概念
植物组织培养就是在无菌和人工控制 条下，将离体的植物器官、组织、细胞， 培养在人工配制的培养基上，给予适宜的 培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽， 最终形成完整的植株。
趁热打铁：
C 1、有关全能性的表述中，不正确的是（ ）
Ａ．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体， 因此全能性最高
什么叫细胞工程？
细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的 原理和方法，通过 细胞水平或 细胞器水基平因上工的程 操质作 或， 获按 得照 细人 胞们 产的品意的愿一来门基操改综因作变合工水细科程平胞学的 是内技的 术的 什遗 。原 么传理 ？物是
1.原理：细胞生物学和分什子么生？物学 2.操作水平：细胞水平或细胞器水平基因工程的目
要结构完成。
植物细胞：受精卵 ＞生殖细胞 ＞ 体细胞 动物细胞：受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞核 分化程度低的细胞 ＞ 分化程度高的细胞
植物细胞组织培养(PPT)
2
06.10.2020
主要有:
➢ 原生质体（Protoplast）培养 ➢ 悬浮细胞培养 ➢ 组织（愈伤组织Callus、茎尖分生组织）培
养 ➢ 器官（胚，花药，子房，根和茎）培养
其中最常见的是愈伤组织培养。
06.10.2020
3
06.10.2020
植物细胞组织培养范畴：
（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。
06.10.2020
14
三、植物组织培养的生理依据
植物生长调节物质对于植物细胞组织的分化和决定具 有关键性作用。它包括：生长素类、细胞分裂素类、 赤霉素、脱落酸、乙烯等
生长素类主要用于愈伤组织的形成，体细胞胚的产生及试管 苗的生根。常用的有2,4-D、NAA、IBA、IAA等。其作用强 弱为2,4-D>NAA>IBA>IAA。
细胞分裂素类则有促进细胞的分裂与分化，延迟组织的衰老， 促进芽的产生等作用。常用的有Zip(异戊烯腺嘌呤)、KT、6BA、ZT等作用强弱顺序为。Zip>KT>6-BA>ZT。
赤霉素则有促进已分化的芽伸长生长，打破种子休眠的作用。 常用的为GA3。
06.10.2020
15
四、植物组织培养的原理
★植物细胞全能性（Cellular totipotency）： 任何具有完整细胞核的植物细胞，都拥有形成
种子培养
10
06.10.2020
3. 组织或愈伤组织培养(tissue， callus culture) ：是对植物体的各部分
组织进行培养，如茎尖分生组织、形成层、 木质部、韧皮部、表皮组织、胚乳组织和薄 壁组织等等；或对由植物器官培养产生的愈 伤组织进行培养，二者均通过再分化诱导形 成植株.
植物组织培养中图版a
3、神奇的人工种子
• 结构：
人工薄膜+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）
人工种皮：海藻酸钠
教材讨论
养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益 菌和植物生长调节剂等。
探究：人工种子有哪些优点？
优点：
（1）不受气候、季节、地域的限制。 （2）保留优良性状 （3）时间短，占地少
思考：
常规选育出一个可以稳定遗传的农作 物优良品种，一般要经过5~6年的连续筛 选。 请结合已学知识寻找一条作物育种的 新途径？
3、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能 培养成小植株吗？
2.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒， 灭菌，并且要求无菌操作？
胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组 织，其他部分如叶、花也能培养成小 植株，只是稍微困难些。
利用植物组织培养技术能 做哪些工作？
2.1.2 植物细胞工程的实际应 用
10:1
4:1
100:1
组织培养所需要的三种培养基
植物组织培养的应用 • • • • 植物快速繁殖 何为快速繁殖？ 培育无病毒植株 取材部位及原因？ 生产植物产品 举例？ 制造人工种子 人工种子定义？优点？
• 回忆组织培养的原理和 过程
回忆：植物组织培养的原理及过程
原理：细胞的全能性 过程：
（一）植物繁殖新途径：属于无性繁殖
微型繁殖
１、微型繁殖技术
（1）概念: 是快速高效实现种苗繁植
培育优良植物品种的植物组织培 养技术，也叫快速繁殖技术。
（2）优点:
① 繁殖速度快； ②“高保真”—— 高效保持优良品种的遗传特性、 无性繁殖
作物脱毒的原因：
长期进行无性繁殖的作物，易 积累感染的病毒，导致产量降低， 品质变差，而植物的分生区一般不 会感染病毒，用分生区的细胞进行 组织培养，就能得到大量的脱毒苗。
人教版高中生物 选修1专题3课题1菊花的组织培养(课件) (共18张PPT)
微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；蔗糖提 供碳源，同时能够维持细胞的渗透压；甘氨酸、维生素等物质主 要是为了满足离体植物细胞对特殊营养的需求。微生物培养基以 有机营养为主。MS培养基则需提供大量无机营养。
3.不同植物激素浓度、使用顺序和使用量
使用顺序
先生长素，后细 胞分裂素 先细胞分裂素后 生长素 同时使用
例如：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。 2.培养基的配制(MS培养基)
大量元素： N、P、K、Ca、Mg、S 微量元素： B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co
有机物： 甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等 植物激素： 生长素、细胞分裂素、赤霉素等
讨论：你能说出各种营养物质的作用吗？同专题2中微生物培养基 的配方相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？
愈伤组织继续进行培养重新 分化成根或芽等器官的过程。
愈伤组织：
丛芽
（二）影响植物组织培养的因素
1.外植体的选取 ① 不同植物的组织培养难度 例如：烟草和胡萝卜的组织培养较容易，枸杞愈伤组织的芽诱导较难。 ②同一植物材料、材料的年龄、保存时间的长短 一般选择植物的幼嫩部分（生命力旺盛，分裂分化能力强；含有的 病毒少），比如茎尖、根尖、幼嫩的叶片等； 保存时间越短，材料生命力越旺盛；保存时间越长，越容易受到污染。
一、基础知识
(一)植物的组织培养的基本过程 1.植物组织培养的原理 （1）细胞分化： 个体发育中细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。 根本原因： 在特定的时间和空间条件下，基因的选择性表达。
（2）细胞全能性： 生物体的细胞，具有使后代细胞形成完整个体的能力。
植物细胞表现全能性条件：
离体、营养物质、激素和其他外界条件。
3.不同植物激素浓度、使用顺序和使用量
使用顺序
先生长素，后细 胞分裂素 先细胞分裂素后 生长素 同时使用
例如：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。 2.培养基的配制(MS培养基)
大量元素： N、P、K、Ca、Mg、S 微量元素： B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co
有机物： 甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等 植物激素： 生长素、细胞分裂素、赤霉素等
讨论：你能说出各种营养物质的作用吗？同专题2中微生物培养基 的配方相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？
愈伤组织继续进行培养重新 分化成根或芽等器官的过程。
愈伤组织：
丛芽
（二）影响植物组织培养的因素
1.外植体的选取 ① 不同植物的组织培养难度 例如：烟草和胡萝卜的组织培养较容易，枸杞愈伤组织的芽诱导较难。 ②同一植物材料、材料的年龄、保存时间的长短 一般选择植物的幼嫩部分（生命力旺盛，分裂分化能力强；含有的 病毒少），比如茎尖、根尖、幼嫩的叶片等； 保存时间越短，材料生命力越旺盛；保存时间越长，越容易受到污染。
一、基础知识
(一)植物的组织培养的基本过程 1.植物组织培养的原理 （1）细胞分化： 个体发育中细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。 根本原因： 在特定的时间和空间条件下，基因的选择性表达。
（2）细胞全能性： 生物体的细胞，具有使后代细胞形成完整个体的能力。
植物细胞表现全能性条件：
离体、营养物质、激素和其他外界条件。
植物组织培养基本操作图解
第十一页，共45页。
8、瓶口在火焰上烧过
第十二页，共45页。
9、铝箔纸的放法
第十三页，共45页。
11、镊出苗
第十四页，共45页。
12、放入培养皿中
第十五页，共45页。
——
13 、 幼 苗 形 态 生 长 点
第十六页，共45页。
14、剪取茎段
第十七页，共45页。
15、剪好的苗
第十八页，共45页。
培养皿的拿法
第十九页，共45页。
16、茎段接种a
第二十页，共45页。
17、茎段接种b
第二十一页，共45页。
18、接种好的苗a
第二十二页，共45页。
19、接种好的苗b
第二十三页，共45页。
20、重新封好瓶口a
第二十四页，共45页。
21、重新封好瓶口b
第二十五页，共45页。
22、重新封好瓶口c
第二十六页，共45页。
二 愈伤组织的培养
１、挑选生长健康的无菌叶或茎，在 灭菌的培养皿中→剪成0.5-1cm2的小
块或相当大小的茎段(造成伤口), → 接种在盛有MS培养基的培养皿中→将 培养皿用封口膜封住。 ２、在光照培养箱中，25℃下,16小时 光照，培养两周，可形成愈伤组织。
第二十七页，共45页。
3、在光照培养箱中，25℃，16小时光照条件下培 养4周，可长成完整植株。
第五页，共45页。
1、点着酒精灯
第六页，共45页。
2、双手擦拭消毒
第七页，共45页。
3、剪刀灭菌
外焰
第八页，共45页。
4、酒精中冷却
第九页，共45页。
5、把酒精烧去
第十页，共45页。
6、打开三角瓶——铝箔纸的拿法a
8、瓶口在火焰上烧过
第十二页，共45页。
9、铝箔纸的放法
第十三页，共45页。
11、镊出苗
第十四页，共45页。
12、放入培养皿中
第十五页，共45页。
——
13 、 幼 苗 形 态 生 长 点
第十六页，共45页。
14、剪取茎段
第十七页，共45页。
15、剪好的苗
第十八页，共45页。
培养皿的拿法
第十九页，共45页。
16、茎段接种a
第二十页，共45页。
17、茎段接种b
第二十一页，共45页。
18、接种好的苗a
第二十二页，共45页。
19、接种好的苗b
第二十三页，共45页。
20、重新封好瓶口a
第二十四页，共45页。
21、重新封好瓶口b
第二十五页，共45页。
22、重新封好瓶口c
第二十六页，共45页。
二 愈伤组织的培养
１、挑选生长健康的无菌叶或茎，在 灭菌的培养皿中→剪成0.5-1cm2的小
块或相当大小的茎段(造成伤口), → 接种在盛有MS培养基的培养皿中→将 培养皿用封口膜封住。 ２、在光照培养箱中，25℃下,16小时 光照，培养两周，可形成愈伤组织。
第二十七页，共45页。
3、在光照培养箱中，25℃，16小时光照条件下培 养4周，可长成完整植株。
第五页，共45页。
1、点着酒精灯
第六页，共45页。
2、双手擦拭消毒
第七页，共45页。
3、剪刀灭菌
外焰
第八页，共45页。
4、酒精中冷却
第九页，共45页。
5、把酒精烧去
第十页，共45页。
6、打开三角瓶——铝箔纸的拿法a