植物组织培养课件1

韩晓红生物工程系联系电话：[phone]Email:[e-mail]植物组织培养Planttissueculture主要内容：第1章绪论植物组织培养概念及类型植物组织培养的基本理论植物组织培养的发展简史植物组织培养的应用1.1植物组织培养的应用1、快速繁殖和作物脱毒1.微型繁殖－兰花工业(1)微型繁殖技术:快速繁殖优良品种的植物组织培养技术.(2)特点:①保持优良品种的遗传特性;②高效快速地实现种苗的大量繁殖.1960年G.Morel采用兰花的茎尖培养，实现了去病毒和快速繁殖两个目的。这是经过茎尖—原球茎—小植株的方式而再生的。G.MorelMorel提出的这种离体无性繁殖方法，其繁殖系数极高，很快被兰花生产者所采用，迅速建立起兰花工业。植物离体微繁技术及脱毒技术得到了迅速发展，实现了产业化。蝴蝶兰卡特兰：洋兰之王兜兰垂花蕙兰建兰金嘴墨兰石斛兰石斛兰西藏虎头兰文心兰文心兰扇贝兰快速繁殖实现工厂化育苗2.作物脱毒(1)材料:无病毒的茎尖(2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得2、作物育种1.单倍体育种(1)方法:花药的离体培养(2)优点:①后代稳定遗传,都是纯合体;②明显缩短育种年限.2.突变体的利用(1)产生:植物组织培养(2)利用:筛选对人们有利突变体,进而培育新品种神奇的人工种子(1)特点:①后代无性状分离②不受气候,季节和地域限制(2)技术:植物组织培养.(3)结构:人工薄膜胚状体或不定芽或顶芽或腋芽.3、植物有用产物生产植物组织培养大量生产紫草素现在已有胡萝卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、玉米、水稻、橡胶等几十种植物的人工种子试种成功，但由于成本较高，中国尚未应用于生产。紫草紫草素愈伤组织4、遗传、生理生化和病理研究花药和花粉培养获得的单倍体和纯和的二倍体植物，是研究细胞遗传的好材料。细胞是一切生理功能的场所。细胞和原生质体培养研究细胞营养、代谢、抗病性等非常理想。植物组织培养与植物基因工程:含有目的基因的农杆菌RegenerationofPlantsfromCellsorTissueIsanImportantResearchToolThisisthemostcommonwayofproducingtransgenicArabidopsis.1.2植物组织培养的概念及类型：植物组织培养：是指在无菌条件下利用人工培养基对离体的植物器官、组织、细胞、原生质体等进行的培养。按培养材料分为（Gamborg等)：愈伤组织培养器官培养茎尖分生组织培养原生质体培养最为常见的组织培养胚、胚乳、珠心、子房、根、茎、叶、花和幼果的部分组织的培养植物组织培养的类型游离单细胞培养细胞团培养悬浮细胞培养外植体（explant)：由活体植物体上切取下来的，用于组织培养的各种接种材料。包括各种器官、组织、细胞或原生质体等。愈伤组织（callus）：原指植物受伤后在伤口表面形成的一团薄壁细胞；在组织培养中，是指在人工培养基上由外植体形成的一团无序生长的具有旺盛分裂能力的薄壁细胞。叶诱导愈伤组织1.3植物组织培养的基本理论1.2.1植物细胞的全能性一个生活的植物细胞，只要有完整的膜系统和细胞核，它就会带有一套发育成一个完整植株的遗传基础，并具备发育成完整植物体的潜在能力。细胞全能性的实现条件和差异全能性实现的条件：细胞再生的潜力与细胞分化程度成负相关。受精卵生殖细胞体细胞＞＞离体状态有一定营养物质、激素和其他外界条件植物细胞全能性的实现：1.植物的生活史（生命周期）受精卵合子胚组织器官植物体早期胚胎发育分化形成构成已分化细胞愈伤组织组织器官植物体脱分化再分化形成构成2.植物组培过程（组培周期）1.2.2细胞分化、脱分化和再分化分化：指细胞在形态结构和功能上发生永久性的适度变化过程。脱分化：成熟的细胞转变到分生状态的过程，而进行分裂形成无分化的细胞团，即形成愈伤组织的过程。再分化：脱分化的细胞再次分裂、分化并形成不同组织，进而构成器官和植株的过程。模式植物烟草组织培养的过程:1.器官发生途径：由愈伤组织或外植体诱导形成不定根或不定芽，再获得再生植株的方法。百合鳞叶培养1.2.3器官发生和胚状体发生-再分化过程的两种途径器官发生途径外植体愈伤组织不定芽不定根再生植株脱分化再分化愈伤组织芽分化再生苗胚状体小麦愈伤组织器官发生途径魔芋胚状体2体细胞胚胎发生途径（胚状体发生途径）：是指在愈伤组织中产生出一些与种子中的胚相似的结构，即同时形成一个有苗端和根端的双极性结构，而发育成再生植株的途径。胚状体发生途径外植体脱分化愈伤组织胚状体再生植株再分化再分化过程的两种途径：分化、成熟细胞分生状态细胞茎芽、根的分化再生植株胚状体器官发生胚状体发生脱分化再分化试管苗的形成外植体无菌接种诱导愈伤组织的形成培养室移栽再分化脱分化植物组培技术基本过程①培养条件可以人为控制②生长周期短，繁殖率高植物组织培养特点③管理方便，利于工厂化生产和自动化控制1.4植物组织培养发展简史1、萌芽阶段：(从20世纪初到30年代中）1838-1839年，德国科学家Schleide和Schwann发表了细胞学说，奠定了组织培养的理论基础。Haberlandt：1902年，提出了植物细胞全能性学说观点：贡献：提出细胞全能性首次进行离体细胞培养高等植物的组织和器官可以分割成单个细胞小野芝麻和凤眼兰的栅栏细胞和虎眼万年青属表皮细胞无分裂细胞高度分化+培养基中无生长激素Knop+蔗糖1934年，美国植物生理学家White用番茄根尖建立起第一个活跃生长的无性繁殖系，从而使非胚器官的培养首先获得成功。1937年，White发现3种B族维生素和IAA对植物生长有用。创立了White培养基。1943年White发表了《植物组织培养手册》的专著，使植物组织培养开始成为一门新兴的学科。2、奠基阶段（从20世纪30年代末到50年代中）P.R.White3、快速发展和应用阶段（从20世纪50年代末至今）1958年，英国科学家Steward等用胡萝卜根的愈伤组织细胞进行悬浮培养，成功诱导出胚状体并分化为完整的小植株。这是第一次获得植株再生成功，首次通过实验证实了细胞全能性，是植物组织培养的第一个突破。1960年英国学者Cocking用酶法从番茄幼根中分离得原生质体成功。这是植物组织培养的第二个突破。EdwardC.Cocking1962年，Murashinge和Skoog在烟草培养中筛选出至今仍被广泛使用的MS培养基。1964-1966年，印度科学家Guha和Maheswari在曼陀罗花药培养中首次由花粉诱导得到了单倍体植株。1972年，Carlson通过两个种的烟草原生质体融合培养，获得了第一个体细胞杂交的杂种植株。……我国学者在组培研究工作中的贡献：1933年，李继侗等关于银杏胚胎的培养。1935到1942年，罗宗洛，玉米等植物的离体根尖培养。1951年，崔澂等确定嘌呤和生长素的比例是控制芽与根的形成条件之一。后来罗士韦，李正理，王伏雄等关于幼胚和茎尖的培养工作都很有价值。我国还先后研制出N6，C17等培养基。第1章绪论第2章实验室基本设备和技术第3章培养基第4章细胞全能性和组织、器官的培养第5章体细胞胚胎发生第6章离体快速无性繁殖和植物脱毒第7章细胞培养第8章单倍体诱导课程主要内容