《菊花的组织培养》参考课件.ppt

课题课题1 1 菊花的组织培养菊花的组织培养 通过必修课的学习，我们已经了解到大通过必修课的学习，我们已经了解到大多绿色开花植物都是靠种子来繁殖的。那么，多绿色开花植物都是靠种子来繁殖的。那么，有没有不用种子来培育植物的方法呢？有没有不用种子来培育植物的方法呢？ 组织培养组织培养营养繁殖营养繁殖扦插扦插嫁接嫁接压条压条 扦插扦插嫁接嫁接压条压条 植物组织培养是二十世纪发展起来的新技术，植物组织培养是二十世纪发展起来的新技术，近三十年来由于组织培养基础理论研究的深入，近三十年来由于组织培养基础理论研究的深入，发展极为迅速，发表的文献浩如烟海，几乎以植发展极为迅速，发表的文献浩如烟海，几乎以植物为研究对象的各个分支学科都在广泛进行组织物为研究对象的各个分支学科都在广泛进行组织培养。培养。植物组织培养简介植物组织培养简介发展简史发展简史 1838-1839 1838-1839年，德国科学家年，德国科学家Schleide Schleide 和和SchwannSchwann发表了细胞学说，发表了细胞学说，奠定了组织培养的理论基础。奠定了组织培养的理论基础。19021902年，德国植物学家年，德国植物学家Haberlandt Haberlandt 根据细胞学说，提出单个细胞根据细胞学说，提出单个细胞的植物细胞全能性（的植物细胞全能性（totipotencytotipotency）理论。）理论。19041904年，年，Hanning Hanning 最先成功地培养了萝卜和辣根菜的胚。最先成功地培养了萝卜和辣根菜的胚。19221922年，年，Knudson Knudson 采用胚培养法获得大量兰花幼苗。采用胚培养法获得大量兰花幼苗。19341934年，年，White White 用番茄根尖建立起第一个活跃生长的无性繁殖系，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。从而使非胚器官的培养首先获得成功。19581958年，英国科学家年，英国科学家Steward Steward 等用胡萝卜根的愈伤组织细胞进行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，不但使细胞全悬浮培养，成功诱导出胚状体并分化为完整的小植株，不但使细胞全能性理论得到证实，而且为组织培养的技术程序奠定了基础。能性理论得到证实，而且为组织培养的技术程序奠定了基础。 19621962年，年，Murashinge Murashinge 和和Skoog Skoog 在烟草培养中筛选出至今仍被广泛在烟草培养中筛选出至今仍被广泛使用的使用的MSMS培养基。培养基。1964-19661964-1966年，印度科学家年，印度科学家Guha Guha 和和Maheswari Maheswari 在曼陀罗花药培养在曼陀罗花药培养中首次由花粉诱导得到了单倍体植株。中首次由花粉诱导得到了单倍体植株。19721972年，年，Carlson Carlson 通过两个种的烟草原生质体融合培养，获得了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。第一个体细胞杂交的杂种植株。 在人工培养基上，离体在人工培养基上，离体培养植物的器官、组织、细培养植物的器官、组织、细胞和原生质体，并使其生长、胞和原生质体，并使其生长、增殖、分化以及再生植株的增殖、分化以及再生植株的技术。技术。 组织培养组织培养1 1、植物组织培养的原理是什么？、植物组织培养的原理是什么？ 植物细胞具有全能性，即植物细胞具有全能性，即生物体的细胞，具有使后代细生物体的细胞，具有使后代细胞形成完整个体的能力。胞形成完整个体的能力。思考：思考：植物组织培养过程示意图植物组织培养过程示意图 2 2、上面的示意图中还有什么地方不够完善的？、上面的示意图中还有什么地方不够完善的？没有进行灭菌处理，试管也没有做密封等。没有进行灭菌处理，试管也没有做密封等。离体的植物离体的植物器官、组织、器官、组织、细胞细胞脱分化脱分化愈愈伤伤组组织织再分化再分化 根根芽芽植植物物体体植物组织培养过程植物组织培养过程植物组织培养条件植物组织培养条件 含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的气、无菌环境、适合的PHPH、适时光照等。、适时光照等。愈伤组织愈伤组织植物细胞全能性的表达植物细胞全能性的表达 脱分化：将来自已分化组织的已停止分裂的细脱分化：将来自已分化组织的已停止分裂的细胞从植物体部分的抑制性影响下解脱出来，恢复胞从植物体部分的抑制性影响下解脱出来，恢复细胞的分裂活性。细胞的分裂活性。 再分化再分化: :经脱分化的组织或细胞在一定的培养经脱分化的组织或细胞在一定的培养条件下可有转变为各种不同细胞类型的能力。条件下可有转变为各种不同细胞类型的能力。MSMS固体培养基成分及比例固体培养基成分及比例污染的定义污染的定义 指在组织培养过程中，指在组织培养过程中，培养容器内滋生菌斑，使培养容器内滋生菌斑，使培养材料不能正常生长发培养材料不能正常生长发育，从而导致培养失败的育，从而导致培养失败的现象。现象。 1 1、细菌污染：、细菌污染：菌斑呈粘液状，界限比较明显，菌斑呈粘液状，界限比较明显，一般接种后一般接种后1 12 2天即能发现。主要是大肠杆菌和链天即能发现。主要是大肠杆菌和链球菌球菌污染原因污染原因 2 2、真菌污染：、真菌污染：菌斑呈绒毛状、絮状，界限不菌斑呈绒毛状、絮状，界限不明显，伴有不同颜色的孢子接种后明显，伴有不同颜色的孢子接种后3 31010天才能发现。天才能发现。主要是霉菌污染。主要是霉菌污染。污染原因污染原因正常苗正常苗污染苗污染苗1 1、外植体带菌、外植体带菌2 2、培养基及接种、培养基及接种器具灭菌不彻底器具灭菌不彻底3 3、接种操作时带入、接种操作时带入4 4、环境不清洁、环境不清洁污染途径污染途径污染的预防措施污染的预防措施（一）防止外植体带菌（一）防止外植体带菌（二）保证培养基及接种器具彻底灭菌（二）保证培养基及接种器具彻底灭菌（三）操作人员严格遵守无菌操作规程（三）操作人员严格遵守无菌操作规程（四）保证接种与培养环境清洁（四）保证接种与培养环境清洁（一）防止外植体带菌（一）防止外植体带菌1 1、选择好外植体采集时期和采集部位、选择好外植体采集时期和采集部位 外植体采集以春秋为宜外植体采集以春秋为宜 优先选择地上部分作为外植体优先选择地上部分作为外植体 阴雨天勿采，晴天下午采阴雨天勿采，晴天下午采 采前喷杀虫剂、杀菌剂或套塑料袋采前喷杀虫剂、杀菌剂或套塑料袋2 2、室内或无菌条件下进行预培养、室内或无菌条件下进行预培养3 3、外植体严格灭菌、外植体严格灭菌 灭菌效果试验灭菌效果试验 多次灭菌和交替灭菌多次灭菌和交替灭菌 （二）保证培养基及接种器具彻底灭菌（二）保证培养基及接种器具彻底灭菌1 1、分装时，注射器勿与瓶接触，培养基勿粘瓶口、分装时，注射器勿与瓶接触，培养基勿粘瓶口2 2、检查封口膜是否有破损、检查封口膜是否有破损看录像培养基的制备并思考制备的过程要注意些什么？看录像培养基的制备并思考制备的过程要注意些什么？3 3、扎瓶口要位置适当、松紧适宜、扎瓶口要位置适当、松紧适宜4 4、保证灭菌时间和高压锅内温度、保证灭菌时间和高压锅内温度5 5、接种工具用前彻底灭菌、接种工具用前彻底灭菌6 6、工作服、口罩、帽子等布质品定期进行湿热灭菌、工作服、口罩、帽子等布质品定期进行湿热灭菌试评价下列操作正确与否试评价下列操作正确与否（四）保证环境的清洁（四）保证环境的清洁1 1、污染瓶经高压灭菌后再清洁、污染瓶经高压灭菌后再清洁2 2、接种环境定期熏蒸消毒、紫外灯照射或用、接种环境定期熏蒸消毒、紫外灯照射或用臭氧灭菌和消毒臭氧灭菌和消毒3 3、定期对培养室消毒、防止高温、定期对培养室消毒、防止高温植物组织培养特点植物组织培养特点 培养条件可以人为控制培养条件可以人为控制 组织培养采用的植物材料完全是在人为提供的培养基质和小气候环境组织培养采用的植物材料完全是在人为提供的培养基质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。产。 生长周期短，繁殖率高生长周期短，繁殖率高 植物组织培养是由于人为控制培养条件，根据不同植物不同部位的不植物组织培养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，往往往2030d2030d为一个周期。所以，虽然植物组织培养需要一定设备及能源消耗，为一个周期。所以，虽然植物组织培养需要一定设备及能源消耗，但由于植物材料能按几何级数繁殖生产，故总体来说成本低廉，且能及时但由于植物材料能按几何级数繁殖生产，故总体来说成本低廉，且能及时提供规格一致的优质种苗或脱病毒种苗。提供规格一致的优质种苗或脱病毒种苗。 管理方便，利于工厂化生产和自动化控制管理方便，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、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，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。可以大大节省人力、物力及田间种植所需要的土地。 思考：以下培养基出现的现象反应了什么问题？思考：以下培养基出现的现象反应了什么问题？激素配比模式激素配比模式生长素与细胞分裂素的比例决定着发育的方向，是愈伤组生长素与细胞分裂素的比例决定着发育的方向，是愈伤组织、长根还是长芽。如为了促进芽器官的分化，应除去或织、长根还是长芽。如为了促进芽器官的分化，应除去或降低生长素的浓度，或者调整培养基中生长素与细胞分裂降低生长素的浓度，或者调整培养基中生长素与细胞分裂素的比例。素的比例。 高高 利于根和愈伤组织的形成利于根和愈伤组织的形成 生长素生长素/ /细胞分裂素细胞分裂素 适中适中 有利于根芽的分化有利于根芽的分化 低低 有利于芽的形成有利于芽的形成生长调节物质的使用甚微，一般用生长调节物质的使用甚微，一般用mgmgL L表示浓度。在组织表示浓度。在组织培养中生长调节物质的使用浓度，因植物的种类、部位、培养中生长调节物质的使用浓度，因植物的种类、部位、时期、内源激素等的不同而异，一般生长素浓度的使用为时期、内源激素等的不同而异，一般生长素浓度的使用为0.05-5mg0.05-5mgL L，细胞分裂素，细胞分裂素0.0510mg0.0510mgL L。 活性炭的应用活性炭的应用在培养基中加入在培养基中加入0.3%0.3%活性炭，还可降低玻璃苗的产活性炭，还可降低玻璃苗的产生频率，对防止产生玻璃苗有良好作用。生频率，对防止产生玻璃苗有良好作用。活性炭在胚胎培养中也有一定作用，如在葡萄胚珠活性炭在胚胎培养中也有一定作用，如在葡萄胚珠培养时向培养基加入培养时向培养基加入0.1%0.1%的活性炭，可减少组织变的活性炭，可减少组织变褐和培养基变色，产生较少的愈伤组织。褐和培养基变色，产生较少的愈伤组织。 但是，活性炭具有副作用，研究表示，每毫克的活但是，活性炭具有副作用，研究表示，每毫克的活性炭能吸附性炭能吸附l00ngl00ng左右的生长调节物质，这说明只需左右的生长调节物质，这说明只需要极少量的活性炭就可以完全吸附培养基中的调节要极少量的活性炭就可以完全吸附培养基中的调节物质。大量的活性炭加入会削弱琼脂的凝固能力，物质。大量的活性炭加入会削弱琼脂的凝固能力，因此要多加一些琼脂。很细的活性炭也易沉淀，通因此要多加一些琼脂。很细的活性炭也易沉淀，通常在琼脂凝固之前，要轻轻摇动培养瓶。常在琼脂凝固之前，要轻轻摇动培养瓶。本课题内容小结本课题内容小结菊花菊花组织组织培养培养基础知识基础知识实验操作实验操作植物体的植物体的组织培养组织培养影响组织培影响组织培养的因素养的因素细胞分化细胞分化细胞全能性细胞全能性组织培养过程组织培养过程营养营养激素激素环境条件环境条件MSMS固体培养基制备固体培养基制备外植体消毒外植体消毒接种接种培养培养移栽移栽栽培栽培