植物組織培養(yǎng)再生植株

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1、第四章植物組織培養(yǎng)再生植株概述一、植物組織與細(xì)胞培養(yǎng)的區(qū)別1979年國(guó)際組織培養(yǎng)協(xié)會(huì)專業(yè)術(shù)語(yǔ)委員會(huì)建議將細(xì)胞培養(yǎng)的概念與組織培養(yǎng)的概念加以區(qū)分。組織培養(yǎng)：是指從植物體中取出組織、器官，然后模擬機(jī)體的生理?xiàng)l件，在體外進(jìn)行培養(yǎng)，使之生存，形成組織或長(zhǎng)成植株的技術(shù)過(guò)程。細(xì)胞培養(yǎng)：是指從動(dòng)植物體中獲得細(xì)胞，然后在一定條件下培養(yǎng)，以獲得所需的細(xì)胞或各種產(chǎn)物的技術(shù)過(guò)程。常用的組織培養(yǎng)有莖尖培養(yǎng)、芽尖培養(yǎng)、花器培養(yǎng)、發(fā)狀根培養(yǎng)等。其中：（1）莖尖培養(yǎng)、芽尖培養(yǎng)：植物快速繁殖的常用方法；（2）花器培養(yǎng)和莖尖培養(yǎng)：獲得無(wú)病毒植株的重要途徑；（3）發(fā)狀根培養(yǎng)：主要目的為獲得某些次級(jí)代謝產(chǎn)物

2、。對(duì)于植物，組織培養(yǎng)主要是我們常見(jiàn)的用于植物快速繁殖的組培技術(shù)，在名貴花、木、果種苗的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)、種苗的脫毒、植物的大規(guī)?？焖俜敝车确矫婢哂兄匾囊饬x和應(yīng)用價(jià)值。細(xì)胞培養(yǎng)主要有以次生代謝產(chǎn)物為目的的大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。二、植物組織細(xì)胞培養(yǎng)的應(yīng)用（一）在植物育種上的應(yīng)用單倍體育種：通過(guò)花藥（花粉）培養(yǎng)獲得單倍體植株，單倍體植物沒(méi)有顯性基因的掩蓋作用，易于選擇，用秋水仙素處理使其染色體加倍，并能在很短的時(shí)間內(nèi)獲得純合二倍體植株，因此在育種實(shí)踐中具有獨(dú)特的優(yōu)越性。另外還有胚培養(yǎng)；體細(xì)胞雜交（打破物種間的生殖隔離，實(shí)現(xiàn)其有益基因的交流，改良植物品種，以致創(chuàng)造植物新類型）；細(xì)胞突

3、變體篩選、遺傳轉(zhuǎn)化等。（二）在植物脫毒和離體快繁上的應(yīng)用應(yīng)用最多、最有效。許多植物，特別是無(wú)性繁殖植物均受到多種病毒的侵染，造成嚴(yán)重的品種退化，產(chǎn)量降低，品質(zhì)變劣。早在1943年White就發(fā)現(xiàn)植物生長(zhǎng)點(diǎn)附近的病毒濃度很低甚至無(wú)病毒，利用莖間分生組織培養(yǎng)可脫去病毒，獲得脫毒植株。植物離體快繁的突出優(yōu)點(diǎn)就是快速，而且材料來(lái)源單一，遺傳背景均一，不受季節(jié)和地區(qū)等的限制，重復(fù)性好。離體快繁比常規(guī)方法快數(shù)萬(wàn)倍至百萬(wàn)倍。（三）在次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)上的應(yīng)用利用植物細(xì)胞組織的大規(guī)模培養(yǎng)，可以高效生產(chǎn)各種天然化合物，如蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿、天然色素以及其它活性物質(zhì)。（四

4、）在植物種質(zhì)資源保存和交換上的應(yīng)用利用植物細(xì)胞組織培養(yǎng)進(jìn)行低溫或冷凍保存，可大大節(jié)約人力、物力和土地，還可挽救那些瀕危物種。同時(shí)離體保存的材料不受各種病蟲(chóng)害侵染，而且不受季節(jié)的限制，所以利于種質(zhì)資源的地區(qū)間及國(guó)際間的交換。（五）在遺傳、生理、生化、病理等研究上的應(yīng)用：組織培養(yǎng)由于能快速、大量地獲得性狀一致的實(shí)驗(yàn)材料，從而大大推動(dòng)了植物遺傳、生理生化和病理等領(lǐng)域的研究進(jìn)程。（六）產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)前景：花卉種苗產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；蔬菜、水果種苗脫毒；瓜果組培苗產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。第一節(jié)無(wú)菌培養(yǎng)體系的建立與增殖細(xì)胞組織的離體培養(yǎng)屬于無(wú)性繁殖范疇。從理論上來(lái)說(shuō)，無(wú)論是細(xì)胞還是組織培養(yǎng)，再生的個(gè)體均承

5、傳了母體的遺傳基礎(chǔ)，這也是離體培養(yǎng)技術(shù)作為植物快速繁殖應(yīng)用的基礎(chǔ)。組織培養(yǎng)根據(jù)外植體的不同，可分為植株培養(yǎng)、器官培養(yǎng)（如植物的根、莖、葉、花藥、子房、胚珠、胚等）、組織培養(yǎng)（含愈傷組織）等。根據(jù)培養(yǎng)的操作方式的不同，又可分為：固體培養(yǎng)和液體培養(yǎng)。液體培養(yǎng)可分為振蕩培養(yǎng)、旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)和靜止培養(yǎng)等。一、無(wú)菌培養(yǎng)體系的建立1．培養(yǎng)材料的采集從理論上講，植物具有全能性的細(xì)胞有三類：（1）受精卵（2）發(fā)育中的分生組織細(xì)胞：可取自分生組織、根尖、嫩莖、幼葉、花等；（3）雌雄配子及單倍體細(xì)胞：胚囊及卵細(xì)胞、花粉及精子細(xì)胞。在快速繁殖中，最常用的培養(yǎng)材料是莖尖，通常切塊在0.5cm左右。但

6、如果為培養(yǎng)無(wú)病毒苗，通常僅取莖尖的分生組織部分，其長(zhǎng)度在0.1mm以下。2．培養(yǎng)材料的消毒先將材料用自來(lái)水沖洗干凈，最后一遍用蒸餾水沖洗，再用無(wú)菌紗布或吸水紙將材料上的水分吸干，并用消毒刀片切成小塊。在無(wú)菌環(huán)境中將材料放入70％酒精中浸泡30～60s。再將材料移如漂白粉飽和液中或0.01％升汞（Hg2Cl2）水中消毒10min。取出后用無(wú)菌水沖洗三四次。3．制備外植體在無(wú)菌的環(huán)境中，將已消毒的材料用無(wú)菌刀、剪、鑷等，剝?nèi)パ康镊[片、嫩枝的外皮或種皮胚乳（葉片則不需去皮）。然后切成0.2～0.5cm厚的小片。在操作中嚴(yán)禁用手觸摸材料。4．接種和培養(yǎng)接種：在無(wú)菌條件下，將切好

7、的外植體立即接種在培養(yǎng)基上，每瓶接種4～10個(gè)。封口：接種后，瓶、管用無(wú)菌藥棉或蓋封口，培養(yǎng)皿用無(wú)菌膠帶封口。溫度：培養(yǎng)基大多應(yīng)保持在25℃左右，但要因花卉種類及材料部位的不同而區(qū)別對(duì)待。增殖：在新稍等形成后需要繼代培養(yǎng)。把材料分株或切段轉(zhuǎn)入增殖培養(yǎng)基中（增殖培養(yǎng)基一般在分化培養(yǎng)基上加以改良），增殖一個(gè)月左右后，可視情況進(jìn)行再增殖。二、外植體的脫分化——愈傷組織誘導(dǎo)（一）愈傷組織的形成由外植體或單個(gè)細(xì)胞形成愈傷組織一般要經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟：?jiǎn)?dòng)期：主要是指細(xì)胞或原生質(zhì)體準(zhǔn)備分裂的時(shí)期，需要采用合適的誘導(dǎo)劑。如通過(guò)一些刺激因素(如機(jī)械損傷、改變光