10项目九 花卉植物组织培养技术

10项目九花卉植物组织培养技术学习目标知识目标：1.牢固掌握花卉植物组织培养的基本原理和基本过程。2.熟悉常见花卉植物组织培养影响因素。能力目标：1.熟练掌握花卉植物实验室组织培养的技术。2.具备花卉植物快繁和工厂化育苗基本技能。3.具备独立完成常见花卉的组织培养设计方案的制定和评价能力。任务分析花卉植物组织培养，就是分离花卉植物体的一部分，如茎类、茎段、叶、花、幼胚等，在无菌试管，并配合一定的营养、激素、温度、光照等条件，使其产生完整植株。由于其条件可以严格控制，生长迅速，1-2个月即为一个周期，因此在花卉植物的生产上有重要应用价值。通过组织培养对一些难繁殖的名贵品种花卉及一些短期内大量急需生产的花卉，应用很广，实现快速繁育。对于菊花、香石竹、非洲菊等一大批花卉靠无性繁殖法繁殖，病毒逐代传递积累，危害日趋严重。而分离花卉植物0.1～0.5mm大小的生长点，培养得到的基本上是无病毒苗。所以，通过组织培养可以实现无病毒苗培育。因此这一技术已在花卉无病毒苗的培育中广泛应用。同时还有许多花卉可以进行远缘杂交，由于生理代谢等方面的原因，常使杂种胚早期败育，因而得不到杂种植物。而在试管中进行胚培养，可使其顺利生长，得到远缘杂种。此外还可采用愈伤组织诱变、花粉培养等多种方法，来进行花卉育种。针对当前市场需求量大，栽培面积广的花卉，本项目分解为六个任务来完成（12课时）：第一个任务是菊花组织培养技术（2课时）；第二个任务是香石竹菊花组织培养技术（2课时）；第三个任务是非洲菊菊花组织培养技术（2课时）；第四个任务是兰花菊花组织培养技术（2课时）；第五个任务是红掌菊花组织培养技术（2课时）；第六个任务是观赏凤梨菊花组织培养技术（2课时）。10.1任务1菊花在组织培养技术学习目标1.掌握菊花组织培养的基本知识。2.熟悉菊花的组织培养方法和流程。3.熟悉常用脱毒苗检测方法。任务要求1.通过菊花的茎尖培养获得无病植株2.通过愈伤组织途径或丛芽途径获得菊花试管苗3.菊花试管苗生根培养一、任务提出教师通过向学生展示菊花不同生长与分化阶段的试管苗和商品苗，激发学生学习兴趣，提出学习任务：1.菊花的生物学习性有哪些特点？2.菊花组织培养中的外植体如何选取？3.菊花组织培养中的外植体在灭菌和接种操作中应注意哪些要领？4.菊花组织培养常用的培养基有哪些，它的培养条件是什么?5.如何进行菊花外植体的诱导和试管苗的继代培养？6.菊花试管苗在生根和移栽阶段应注意哪些条件？二、任务分析由于菊花的病毒病种类比较多，而且危害也较为严重。所以在菊花组织培养过程中，外植体的灭菌与脱毒是组培成功的关键技术。任何一个微小疏忽都会对菊花的组织培养造成重大损失，所以要求学生在实际操作过程中务必遵守操作规程，把握好细节。采用菊花不同部位组织进行培养时，营养和条件都要不同要求，才能生长和增殖；相同外植体在培养过程中，不同阶段对营养需求是不同的，我们在菊花的组织培养过程中，就要针对不同阶段要选用适合的培养基，并提供给适宜的条件。所以也要求学生在学习过程中要保持严谨的科学态度。三、相关知识菊花（Dendranthemamorifolium），多年生宿根菊科（Asteraceae）菊属草本植物，是经长期人工选择培育出的名贵观赏花卉，也称艺菊。原产我国的多年生宿根草本花卉，已有三千多年的栽培历史，现广泛分布于世界是我国的传统名花和世界四大切花之一，深受人们的喜爱，成为世界栽培面积较大的一种重要花卉。长期以来菊花采用分株、扦插等无性繁殖方法进行繁殖，但是传统的繁殖方法易受环境影响，繁殖周期长，随着市场需求的急剧增加,已经不能满足市场日益发展的需要。植物组织培养具有增殖效率高、繁殖速度快的特点,可以用较短的时间和较少的空间生产出大量的试管苗。（一）形态特征与生物学习性菊花系多年生植物，株高60～180cm，茎直立粗壮，多分枝，青绿色或带紫褐色，上被灰色柔毛，具纵条沟，呈棱状，半木质化，节间长短不一。叶形大，互生，叶片有深缺刻，基部楔形，表面粗糙，叶背有绒毛。花单生或数朵聚生，边缘为舌状花，中部为筒状花，也有全为舌状或筒状花的，花序形状各异，有球形、莲座形、卷散形等。花色分为黄、白、红、紫、粉几个色系。种子为细小的瘦果，中间膨大，两端突出。菊花适宜的生育温度为15～2℃，5～12℃是开花持久的适温，较能耐寒。其喜阳光充足，通风良好，在光照条件下生长健壮。光照的强弱对花期及花色有一定影响。（二）菊花的组织培养菊花组织培养流程如图10-1-1所示。图10-1-1菊花组培工艺流程1.无菌体系的建立仅仅应用茎尖进行组织培养，要完全去除病毒是不可能。只有先对所要培养的植物品种进行热处理，以抑制病毒的活化，再用其茎尖进行培养，才能达到脱毒培养的目的。其方法是：将植株在35℃～38℃高温条件下，栽培60d，其中有相当一部分植株死亡，采用成活下来的植株茎尖，进行培养。（1）外植体的选取、灭菌和接种菊花用于快繁的外植体很多，如茎段、侧芽、叶、花序梗、花序轴等，但最好采用茎尖或侧芽，其次是花序轴。下面以茎尖、茎段和花序轴为外植体说明。选取无病虫害、生在健壮的茎尖和茎段，要求叶密茎粗，以利于将来分化迅速，无性系后代质量好。如以花序轴为材料，应选取具该品种典型特征的、饱满充实的蕾，最好要开放而未开放的花蕾，这时花瓣外有一层薄膜包围，里面洁净无菌，采后便于表面灭菌。过于幼嫩的花蕾，不易灭菌和剥离。茎尖嫩叶不要去掉太多，以免伤口面过多，造成灭菌时过多伤害，过多的叶可在灭菌后、接种之前除去。茎段除去叶，留一段叶柄，流水洗去表面灰尘，在超净工作台用75%酒精处理20～30s，再用无菌水冲洗3～5次，转入0.1%升汞溶液浸泡7～10min，再用无菌水冲洗4～6次，用滤纸吸干水分。要除去菊花体内的病毒，需在解剖镜下剥离0.5mm以下，带2个叶原基的茎尖，接种到诱导培养基上，接种时按材料生长极性的上下端，正放培养基上，尤其是茎尖不可倒置或侧植。菊花也可采用热处理方法来进行脱毒，在35～36℃条件下栽培2个月，可以除去菊花矮缩类病毒和番茄不孕病毒，但不能除去菊花轻斑驳病毒和褪色斑驳病毒，这两种病毒只有通过茎尖培养途径除去。（2）培养基及培养条件茎尖、侧芽、花蕾壮苗培养诱导培养移入大田驯化移栽生根培养丛生芽无根嫩茎直接插植适用于菊花的培养基种类很多，如MS、B5、N6、White等等。但大多采用MS培养基，添加BA2～3mg／L，NAA0.02～0.2mg／L。菊花对激素的要求并不是很严格的，适用的范围很广。菊花培养的温度范围较宽，22～28℃都可以，以24～26℃最好。培养室光照时每天12～16h为宜，光强1000～4000Lx较好。2．初代培养在无菌条件下，用剪刀将外植体茎段切成0.5～1cm长小段，水平放置接种；叶片切成5mm×5mm小块，下表皮朝下水平放置接入初代培养基中，接种完成后即转入培养室，培养温度22～28℃，光强1000～4000Lx。外植体经培养后，一般经4～6周，茎尖直接分化出新芽（如图10-1-2所示），或经愈伤组织分化出新芽；茎段、花序轴侧芽萌发，可产生一至数个芽。3．初代培养最初分化率及分化数量都较少，但随继代次数增加。增殖方式除诱导丛生芽增殖外，也可用茎切段作微型扦插繁殖。丛芽增殖时，将芽丛切或小块，转到分化培养基中即可。微型扦插则以嫩茎梢作材料，将嫩梢剪成1节带1叶的茎段。然后将切段基部插入MS或MS+NAA0.1～1mg／L的培养基中培养，4～5周后，腋芽即生长成小植株，再照上述方法切剪茎段，重复培养。4．生根培养菊花无根苗生根一般较容易，通常在增殖培养上久不转瓶，即可生根，但这种根的根毛较少或无，不利将来移栽和生长，所以常用下列方法处理：一是无根苗的试管生根，切取3cm左右无根嫩茎，转插到1／2MS+NAA(或IBA)0.1mg／L的培养基中，经两周即可生根。然后移栽驯化。移栽初期保持高湿度条件，营养钵基质浇透水，取出生根的试管苗，洗掉附着在根部的培养基，图10-1-2由茎尖诱导的小菊花植株用竹签在基质上打一小孔，将幼苗插入基质中。然后加设小拱棚以保湿，随着幼苗的生长，逐渐降低空气湿度和基质含水量，转为正常苗的管理阶段。二是无根嫩茎直接插植到基质中生根。利用菊花嫩茎易于生根的特点，可免去试管生根一道之序。剪取2～3cm无根苗，插植到珍珠岩或蛭石的基质中，基质事先用生根激素溶液浸透，l0d后生根率可达95％～100％。菊花用组织培养加快速繁殖，一般4～6周为一个周期，增殖倍率均在5～10倍以上。若以5倍计算，平均以40d为一个周期，一年可获得100～900万株苗，比常规繁殖快数千倍。4.试管苗驯化与移栽（1）试管苗驯化……………………………………………………………………………。（2）试管苗的移栽苗床准备……………………………………………………………………………。试管苗出瓶……………………………………………………………………………。（3）试管苗的管理……………………………………………知识链接菊花茎尖组织培养操作步骤如图10-1-3所示：取材→粗调整→水洗→无菌处理→消毒→无菌清洗→调整→摘取组织→置入→培养→植物个体形成→生长→上盆驯化→常规栽培→扦插繁殖图10-1-3茎尖脱毒培养图示操作过程（引自菊花组织培养操作图示简述.重庆风景园林网.1011）四、组织实施1.通过对植物组织培养的基本知识、基本原理和、基本技能的学习，根据菊花的生物学特性，熟悉菊花组织培养程序。2.明确菊花组织培养的培养条件，组织讨论做选用的培养基，进行小组分工，明确工作任务和任务要求。3.在教师指导下各小组对用正确的方法对外植体进行选择，采用科学的方法灭菌和接种。4.各小组对灭菌和脱毒的过程中出现的情况及时总结，小组间先和检查灭菌和脱毒效果。5.各小组对试管苗的诱导、继代培养及对生根情况进行相互检查，并认真总结。6.教师结合各小组的任务完成情况，对设计方案及实施过程的进行客观评价，并提出合理化的建议。7.将组培苗移栽的育苗室，并加强对各组的栽培苗驯化锻炼的指导。五、评价与考核项目内容要求赋分计划制定1.查阅菊花组培资料，准备好培养基。2.各小组分工情况熟悉菊花组织培养的基本过程,了解影响菊花组织培养的各种因素；小组分工明确，责任到位10物品准备无菌室、洁净工作台或接种箱,配置菊花组培用具根据菊花组织培养要求物品准备到位，确保设备能正常使用10培养材料采集采取菊花组培需要的材料，最常用的培养材料是茎尖。培养材料准备到位。10培养材料灭菌准备好灭菌设备，药品。要求灭菌药剂浓度准确，灭菌时间适当，实验材料清洗干净。10制备外植体将已消毒的材料在无菌条件下制备外植体。在操作中严禁用手触动材料。10接种和培养1.接种：将切好的外植体立即接在培养基上。在无菌坏境下，每瓶接种4－10个102.封口：接种后，瓶、管、培养皿及时封口。操作方法正确。53.增殖：做好诱导和继代培养注意时机把握，做好观察记录154.根的诱导：采用试管生根或无根嫩茎直接插植到基质中生根法。做好培养基和培养基质的处理。10炼苗移栽做好炼苗和移栽工作。注意水分管理和空气湿度5现场整理清洁操作台、还原药品及用具，整理工作环境。要求整理到位，培养良好的工作习惯和职业情操。5知识拓展一菊花花瓣的培养菊花茎尖培养是在适宜的条件下，大多经培养直接诱导产生植株。而花瓣培养则要去分化，先形成愈伤组织，从愈伤组织再分化产生完整的植株，有的则可产生胚状体而长成完整植株。由于在培养中需经过愈伤组织途径，有去分化和再分化的过程，因而由花瓣培养产生的植株往往有变异产生，表现在植株、叶形、花色、花形等多方面变异，如小苗叶片的叶形、厚薄、缺刻深浅变化，光周期从短日性变为中日性，株型、花色、花型、瓣型等变化，所以花瓣培养可用来进行菊花新品种的繁育。与杂交育种和辐射育种相比，有节省设备和人力、简便易行、机遇高等优点。此外花瓣植株是通过愈伤组织途径产生的，不带病毒，所以对没有产生变异类型的菊花来讲，也可起到复壮提高种性的作用，故花瓣植株表现也生长健壮，花大而艳丽。1.菊花花瓣培养的方法在菊花开花前2～