植物细胞工程的基本原理和技术基础课件.ppt

第1页，此课件共62页哦 4.14.1植物细胞工程的基本原理植物细胞工程的基本原理 4.24.2植物细胞和组织培养所需条件植物细胞和组织培养所需条件 4.34.3外植体的选择及消毒外植体的选择及消毒 4.44.4外植体的切取和培养外植体的切取和培养第2页，此课件共62页哦 植物细胞工程的含义：植物细胞工程的含义：通过细胞、组织、器官培养以通过细胞、组织、器官培养以及细胞融合等，达到改良品种、快速繁殖或生产生物产品的及细胞融合等，达到改良品种、快速繁殖或生产生物产品的一种技术。一种技术。研究内容：研究内容：细胞工程基本技术细胞工程基本技术 细胞、组织、器官培养细胞、组织、器官培养 原生质体培养原生质体培养 细胞融合及培养细胞融合及培养第3页，此课件共62页哦4.14.1植物细胞工程的基本原理植物细胞工程的基本原理4.1.14.1.1植物细胞的全能性植物细胞的全能性 19341934年，年，WhiteWhite首次定义为首次定义为:每个植物活细胞在合适的每个植物活细胞在合适的条件下，都有发育为胚的能力。条件下，都有发育为胚的能力。7070年代，扩大了以上定义范围，为：年代，扩大了以上定义范围，为：植物活细胞不但植物活细胞不但能形成胚状体，而且能发育为完整植株。能形成胚状体，而且能发育为完整植株。8080年代初，认为：年代初，认为：任何植物的离体细胞在人工培养下任何植物的离体细胞在人工培养下都具有它们母体植株的那种合成药用成分的能力，即培养细都具有它们母体植株的那种合成药用成分的能力，即培养细胞的药物生物合成的能力。胞的药物生物合成的能力。第4页，此课件共62页哦 一个细胞所具有的产生完整生物个体的固有能力称一个细胞所具有的产生完整生物个体的固有能力称之为细胞的全能性。之为细胞的全能性。细胞全能性的绝对性与相对性细胞全能性的绝对性与相对性:不是所有基因型的所有细胞在任何条件下都具有良好不是所有基因型的所有细胞在任何条件下都具有良好的培养反应的培养反应;即使对于植物细胞而言，细胞全能性也并不即使对于植物细胞而言，细胞全能性也并不意味着任何细胞均可以直接产生植物个体；动、植物细意味着任何细胞均可以直接产生植物个体；动、植物细胞全能性的表现程度存在明显的差异。胞全能性的表现程度存在明显的差异。第5页，此课件共62页哦第6页，此课件共62页哦植物细胞全能性表现根据细胞类型不同从强到弱植物细胞全能性表现根据细胞类型不同从强到弱:营养生长中心营养生长中心 形成层形成层 薄壁细胞薄壁细胞 厚壁细胞厚壁细胞(木木质化细胞质化细胞)特化细胞特化细胞(筛管、导管细胞筛管、导管细胞)；根据细胞所处的组织不同从强到弱为：根据细胞所处的组织不同从强到弱为：顶端分生组织顶端分生组织 居间分生组织居间分生组织 侧生分生组织侧生分生组织 薄薄壁组织壁组织(基本组织基本组织)厚角组织厚角组织 输导组织输导组织 厚壁组织厚壁组织。第7页，此课件共62页哦 脱分化：具有特异结构和功能的细胞转化成没有特异脱分化：具有特异结构和功能的细胞转化成没有特异结构和功能的细胞的过程称为脱分化。（如根、茎、叶）结构和功能的细胞的过程称为脱分化。（如根、茎、叶）再分化：是指离体培养物可以由脱分化状态再度分化再分化：是指离体培养物可以由脱分化状态再度分化。包括细胞分化、组织分化和器官分化递进地进行，最后。包括细胞分化、组织分化和器官分化递进地进行，最后再生完整植株。再生完整植株。第8页，此课件共62页哦第9页，此课件共62页哦4.1.24.1.2植物激素的调控作用植物激素的调控作用 激素在细胞分化中的作用，可能是通过在转录或激素在细胞分化中的作用，可能是通过在转录或翻译水平上的调节作用而影响相关基因的表达从而调翻译水平上的调节作用而影响相关基因的表达从而调控细胞分化。但应该注意到，在植物中细胞种类的不控细胞分化。但应该注意到，在植物中细胞种类的不同或同一种细胞不同的发育状态，均会影响该种细胞同或同一种细胞不同的发育状态，均会影响该种细胞对激素的反应，即靶细胞反应差异，所以试图寻找不对激素的反应，即靶细胞反应差异，所以试图寻找不同激素在分化中作用的共同模式可能是很困难的。同激素在分化中作用的共同模式可能是很困难的。第10页，此课件共62页哦4.24.2植物细胞和组织培养所需的营养和环境条件植物细胞和组织培养所需的营养和环境条件4.2.14.2.1培养基的组成和配制培养基的组成和配制4.2.24.2.2影响植物组织培养的环境条件影响植物组织培养的环境条件第11页，此课件共62页哦4.2.14.2.1培养基的组成和配制培养基的组成和配制4.2.1.1 4.2.1.1 培养基的基本成分培养基的基本成分（1 1）无机成分）无机成分 培养的植物组织、器官、细胞或者原生质体需要培养的植物组织、器官、细胞或者原生质体需要连续的供给某些无机化学物质，除了连续的供给某些无机化学物质，除了C C、H H、O O之外，需之外，需要量比较多的元素叫大量元素，需要量比较少的元要量比较多的元素叫大量元素，需要量比较少的元素叫微量营养元素。素叫微量营养元素。第12页，此课件共62页哦培养基的大量元素使用量一般在每升几培养基的大量元素使用量一般在每升几十至几千毫克。大量元素包括十至几千毫克。大量元素包括N,P,K,Ca,Mg,SN,P,K,Ca,Mg,S。培。培养基中加入量最多的是养基中加入量最多的是N N，N N一般以硝酸盐或氨盐，或者两者一般以硝酸盐或氨盐，或者两者结合的盐提供。结合的盐提供。微量元素的用量一般每升不高于几十毫微量元素的用量一般每升不高于几十毫克。植物所需的微量元素有克。植物所需的微量元素有FeFe、CuCu、ZnZn、B B、MoMo、MnMn、CoCo，ClCl 其他一些化学药品常带有微量元素杂质，因此要注其他一些化学药品常带有微量元素杂质，因此要注意微量元素的用量不能过多，多会引起生长抑制等毒害意微量元素的用量不能过多，多会引起生长抑制等毒害现象。现象。第13页，此课件共62页哦（2 2）碳源）碳源 糖在培养基的作用：糖在培养基的作用：为细胞提供合成新物质的碳骨架为细胞提供合成新物质的碳骨架 为细胞的呼吸代谢提供底物和能量为细胞的呼吸代谢提供底物和能量 维持渗透压维持渗透压 蔗糖是广泛应用的一种碳源。葡萄糖和麦芽糖也蔗糖是广泛应用的一种碳源。葡萄糖和麦芽糖也是常用的碳源。是常用的碳源。第14页，此课件共62页哦（3 3）维生素类）维生素类 维生素类物质在酶系统中有催化功能。维生素类物质在酶系统中有催化功能。硫胺素（硫胺素（VB1VB1）与愈伤组织的产生和生活力有关，可）与愈伤组织的产生和生活力有关，可能是所有植物组织培养初期需要的维生素，而盐酸吡哆醇能是所有植物组织培养初期需要的维生素，而盐酸吡哆醇（VB6VB6）促进根的生长，烟酸（）促进根的生长，烟酸（VB3VB3，又称维生素，又称维生素PPPP）促进胚）促进胚的发育。有的配方中还使用了泛酸钙（的发育。有的配方中还使用了泛酸钙（VB5VB5）、生物素（）、生物素（VHVH）、钴胺素（）、钴胺素（VB12VB12）、叶酸（）、叶酸（VBcVBc），），VcVc等。等。第15页，此课件共62页哦 植物激素是在植物体内合成的，对植物生长发育有显植物激素是在植物体内合成的，对植物生长发育有显著调节作用的微量有机物，而著调节作用的微量有机物，而植物生长调节剂植物生长调节剂是外源的是外源的调节植物生长发育的物质。调节植物生长发育的物质。无机元素和有机营养构成的培养基仅保证培养物的无机元素和有机营养构成的培养基仅保证培养物的生存与最低生理活动，只有加入植物生长调节物质，才生存与最低生理活动，只有加入植物生长调节物质，才能诱导细胞分裂、脱分化和再分化。能诱导细胞分裂、脱分化和再分化。第16页，此课件共62页哦生长素类：生长素类：吲哚类：吲哚类：IAAIAA（吲哚乙酸）、（吲哚乙酸）、IBAIBA（吲哚丁酸）（吲哚丁酸）、IPAIPA（吲哚丙酸）（吲哚丙酸）萘酸类：萘酸类：NAANAA（萘乙酸）（萘乙酸）苯氧羧酸类：苯氧羧酸类：2,4-D2,4-D（2,4-2,4-二氯苯氧乙酸）、二氯苯氧乙酸）、2,4,5-T2,4,5-T（2,4,5-2,4,5-三氯苯氧乙酸）、三氯苯氧乙酸）、2,4,5-TP2,4,5-TP（2,4,5-2,4,5-三氯苯氧丙酸）等。三氯苯氧丙酸）等。其中吲哚乙酸在植物体内普遍存在，是生理活性最强其中吲哚乙酸在植物体内普遍存在，是生理活性最强的生长素。的生长素。第17页，此课件共62页哦生长素的生理作用生长素的生理作用促进细胞生长和细胞分裂。促进细胞生长和细胞分裂。诱导受伤组织表面细胞恢复分裂能力。诱导受伤组织表面细胞恢复分裂能力。形成愈伤组织，促进生根。形成愈伤组织，促进生根。与一定量的细胞分裂素配合共同诱导不定芽的分化、与一定量的细胞分裂素配合共同诱导不定芽的分化、侧芽的萌发与生长、胚状体的诱导。侧芽的萌发与生长、胚状体的诱导。第18页，此课件共62页哦细胞分裂素细胞分裂素 是一类腺嘌呤衍生物。主要有激动素（是一类腺嘌呤衍生物。主要有激动素（6-6-糠糠基氨基嘌呤基氨基嘌呤KTKT）、）、6-6-苄基氨基嘌呤（苄基氨基嘌呤（6-BA6-BA）和玉米素）和玉米素（ZTZT）等。其中最常用的是）等。其中最常用的是66苄基氨基嘌呤。苄基氨基嘌呤。功能：功能：1 1、促进细胞的分裂和分化促进细胞的分裂和分化2 2、诱导芽的分化诱导芽的分化3 3、促进侧芽的萌发和生长促进侧芽的萌发和生长4 4、抑制衰老抑制衰老第19页，此课件共62页哦分裂素分裂素/生长素的比例是控制芽和根形成的一个重要条件生长素的比例是控制芽和根形成的一个重要条件。比例高时比例高时产生芽产生芽,比例低时比例低时产生根。产生根。第20页，此课件共62页哦赤霉素（赤霉素（GA3GA3）生理作用：生理作用：诱导茎的细胞伸长，对矮生型植物恢复成高生型特别有效诱导茎的细胞伸长，对矮生型植物恢复成高生型特别有效，对根无效。，对根无效。对形成层的细胞分化有影响，往往同生长素有协同作对形成层的细胞分化有影响，往往同生长素有协同作用。用。IAA/GAIAA/GA比值高有利于木质部的分化，比值低有利于比值高有利于木质部的分化，比值低有利于韧皮部的分化。韧皮部的分化。破除种子、鳞茎、块茎休眠，使之提前萌发。破除种子、鳞茎、块茎休眠，使之提前萌发。对生长素和细胞分裂素的活性有增效作用。对生长素和细胞分裂素的活性有增效作用。注：不耐热，应采用过滤灭菌加入。注：不耐热，应采用过滤灭菌加入。第21页，此课件共62页哦脱落酸（脱落酸（ABAABA）生理作用：生理作用：抑制蛋白质的合成。抑制蛋白质的合成。抵消和抑制生长素、细胞分裂素、抵消和抑制生长素、细胞分裂素、GAGA的作用。的作用。诱导休眠、促进衰老和脱落。诱导休眠、促进衰老和脱落。第22页，此课件共62页哦以上四种生长调节物质，前两类用的多，后两类只是补充，以上四种生长调节物质，前两类用的多，后两类只是补充，对某些植物有利、对某些植物不仅没有利，还有害，实际工对某些植物有利、对某些植物不仅没有利，还有害，实际工作中要具体分析。作中要具体分析。生长调节物质在生物体内存在甚微，浓度很低，一般用生长调节物质在生物体内存在甚微，浓度很低，一般用ppmppm表示表示 1ppm=1mg/L1ppm=1mg/L第23页，此课件共62页哦（5 5）有机附加物）有机附加物肌醇（环己六醇）肌醇（环己六醇）肌醇可以形成果胶物质，是细胞壁的构建物质另外还可肌醇可以形成果胶物质，是细胞壁的构建物质另外还可以形成植酸，与阳离子结合或形成磷脂，参与细胞膜的组成以形成植酸，与阳离子结合或形成磷脂，参与细胞膜的组成。利于胚和芽的形成。利于胚和芽的形成天然有机物天然有机物一些天然的有机物如椰乳、番茄提取物、酵母提取物、一些天然的有机物如椰乳、番茄提取物、酵母提取物、马铃薯煮汁也常用于植物组织培养，并表现出了良好的促进马铃薯煮汁也常用于植物组织培养，并表现出了良好的促进作用。作用。AAAA类物质类物质 绝大多数绝大多数AAAA适量时对培养效果都有正象效应。常用的有适量时对培养效果都有正象效应。常用的有GlyGly、AsnAsn、GlnGln。在植物组织培养中，有时也用水解乳蛋白和。在植物组织培养中，有时也用水解乳蛋白和水解酪蛋白。水解酪蛋白。第24页，此课件共62页哦4.2.1.2 4.2.1.2 培养基的种类和配制培养基的种类和配制MSMS培养基培养基 它是它是19621962年由年由MurashigeMurashige和和SkoogSkoog为培养烟草细为培养烟草细胞而设计的。特点是无机盐和离子浓度较高，为较稳定胞而设计的。特点是无机盐和离子浓度较高，为较稳定的平衡溶液。其养分的数量和比例较合适，可满足植物的平衡溶液。其养分的数量和比例较合适，可满足植物的营养和生理需要。它的硝酸盐含量较其他培养基为高的营养和生理需要。它的硝酸盐含量较其他培养基为高，广泛地用于植物的器官、花药、细胞和原生质体培养，广泛地用于植物的器官、花药、细胞和原生质体培养，效果良好。有些培养基是由它演变而来的。，效果良好。有些培养基是由它演变而来的。B5B5培养基培养基 是是19681968年由年由GalmborgGalmborg等为培养大豆根细胞而设等为培养大豆根细胞而设计的。其主要特点是含有较低的铵，这可能对不少培养计的。其主要特点是含有较低的铵，这可能对不少培养物的生长有抑制作用。从实践得知有些植物在物的生长有抑制作用。从实践得知有些植物在B5B5培养基培养基上生长更适宜，如双子叶植物特别是木本植物。上生长更适宜，如双子叶植物特别是木本植物。第25页，此课件共62页哦WhiteWhite培养基培养基 是是19431943年由年由WhiteWhite为培养番茄根尖而设计的。为培养番茄根尖而设计的。19631963年又作了改良，称作年又作了改良，称作WhiteWhite改良培养基，提高了改良培养基，提高了MsSO4MsSO4的浓的浓度和增加了硼素。其特点是无机机盐数量较低，适于生根培养。度和增加了硼素。其特点是无机机盐数量较低，适于生根培养。N6N6培养基培养基 是是19741974年朱至清等为水稻等禾谷类作物花药培养而年朱至清等为水稻等禾谷类作物花药培养而设计的。其特点是成分较简单，设计的。其特点是成分较简单，KNOKNO3 3和（和（NHNH4 4）2 2SOSO4 4含量高。在含量高。在国内已广泛应用于小麦、水稻及其他植物的花药培养和其他组织国内已广泛应用于小麦、水稻及其他植物的花药培养和其他组织培养。培养。KM8PKM8P培养基培养基 它是它是19741974年为原生质体培养而设计的。其特年为原生质体培养而设计的。其特点是有机成分较复杂，它包括了所有的单糖和维生素，广泛点是有机成分较复杂，它包括了所有的单糖和维生素，广泛用于原生质融合的培养。用于原生质融合的培养。第26页，此课件共62页哦（1 1）培养基的种类（根据无机盐的浓度）：）培养基的种类（根据无机盐的浓度）：高无机盐含量培养基高无机盐含量培养基 钾盐、铵盐及硝酸盐含量较高，微量元素种类齐全，钾盐、铵盐及硝酸盐含量较高，微量元素种类齐全，比例适当，离子平衡性好，具有较强的缓冲性，养分数量比例适当，离子平衡性好，具有较强的缓冲性，养分数量及比例比较合适，广泛用于植物的器官、花药、细胞及原及比例比较合适，广泛用于植物的器官、花药、细胞及原生质体的培养。主要有生质体的培养。主要有MSMS、LSLS、BLBL、BMBM、ERER培养基。培养基。第27页，此课件共62页哦第28页，此课件共62页哦第29页，此课件共62页哦第30页，此课件共62页哦根据培养物的培养过程，培养基分为初代培养基和继代培根据培养物的培养过程，培养基分为初代培养基和继代培养基。初代培养基是指用来第一次接种外植体的培养基。继代养基。初代培养基是指用来第一次接种外植体的培养基。继代培养基是指用来接种继初代培养物的培养基。培养基是指用来接种继初代培养物的培养基。根据其作用不同，培养基分为诱导培养基、增殖培养根据其作用不同，培养基分为诱导培养基、增殖培养基和生根培养基。基和生根培养基。第31页，此课件共62页哦根据其营养水平不同，培养基可分为基本培养基根据其营养水平不同，培养基可分为基本培养基和完全培养基。基本培养基（就是通常称呼的培养基和完全培养基。基本培养基（就是通常称呼的培养基）主要有）主要有MSMS、WhiteWhite、N6N6、B5 B5、改良、改良MSMS、HellerHeller、NitshNitsh、SHSH、MillerMiller等。完全培养基就是基本培养基等。完全培养基就是基本培养基的基础上，根据试验的不同需要，附加一些物质，的基础上，根据试验的不同需要，附加一些物质，如生长调节物质和其他复杂有机物质等。如生长调节物质和其他复杂有机物质等。第32页，此课件共62页哦培养基的筛选：培养基的筛选：无机营养成分：一般在现有培养基配方中选择。可以参考前无机营养成分：一般在现有培养基配方中选择。可以参考前人的经验，例如：人的经验，例如：MSMS是广谱性培养基，是广谱性培养基，N6N6用于单子叶植物的用于单子叶植物的培养。豆科多用培养。豆科多用B5B5培养基。培养基。植物生长调节剂：必须进行筛选试验。总体原则植物生长调节剂：必须进行筛选试验。总体原则-当诱当诱导愈伤组织形成时，细胞分裂素和生长素相对平衡；诱导芽导愈伤组织形成时，细胞分裂素和生长素相对平衡；诱导芽分化时，细胞分裂素水平应高于生长素，诱导根则要低。分化时，细胞分裂素水平应高于生长素，诱导根则要低。有机成分要根据培养类型考虑，如进行器官和组织培养有机成分要根据培养类型考虑，如进行器官和组织培养，一般不加复杂有机成分，而进行细胞和原生质体培养则要，一般不加复杂有机成分，而进行细胞和原生质体培养则要加。加。第33页，此课件共62页哦（2 2）培养基的配制）培养基的配制配制培养基前，为了使用方便和用量准确，常将大量配制培养基前，为了使用方便和用量准确，常将大量元素、微量元素、铁盐、有机物类和激素类分别配制成比元素、微量元素、铁盐、有机物类和激素类分别配制成比培养基浓度大若干倍的母液。当配制培养基时，只需按预培养基浓度大若干倍的母液。当配制培养基时，只需按预先计算好的量吸取母液稀释即可。先计算好的量吸取母液稀释即可。母液应保存在冰箱中备用，保存时间不可过长，母液应保存在冰箱中备用，保存时间不可过长，当母液出现沉淀或霉菌团时，则不能使用。当母液出现沉淀或霉菌团时，则不能使用。贮备液（母液）的配制：贮备液（母液）的配制：a a、方便、方便 b b、准确（有些成分量太小）、准确（有些成分量太小）第34页，此课件共62页哦根据配制培养基的量和母液的浓度计算需要吸取母液的量，根据配制培养基的量和母液的浓度计算需要吸取母液的量，计算公式：吸取量计算公式：吸取量 ml=ml=培养基中物质的含量（培养基中物质的含量（mg/Lmg/L）1000ml/1000ml/母液浓度（母液浓度（mg/Lmg/L）。）。取医用瓷缸一只，加入少量的蒸馏水，按照计算吸取母液取医用瓷缸一只，加入少量的蒸馏水，按照计算吸取母液的量依次吸取各母液置于医用瓷量杯中备用。的量依次吸取各母液置于医用瓷量杯中备用。注意注意 （1 1）用量筒或移液管量取培养基母液之前，必须用）用量筒或移液管量取培养基母液之前，必须用所量取的母液将量筒或移液管润洗所量取的母液将量筒或移液管润洗2 2次。次。（2 2）量取母液时，不要漏掉或多加。（）量取母液时，不要漏掉或多加。（3 3）移液管不能混用。）移液管不能混用。第35页，此课件共62页哦用搪瓷量杯量取用搪瓷量杯量取600600700ml700ml的蒸馏水放在电炉上，加的蒸馏水放在电炉上，加入琼脂，边加热边用玻璃棒搅拌，直到液体呈半透明状将其入琼脂，边加热边用玻璃棒搅拌，直到液体呈半透明状将其取下，加入蔗糖。取下，加入蔗糖。大烧杯底的外表面不能沾水，否则加热时烧杯容易炸裂大烧杯底的外表面不能沾水，否则加热时烧杯容易炸裂，使溶液外溢，造成烫伤。，使溶液外溢，造成烫伤。第36页，此课件共62页哦将融化的琼脂和母液充分混合，用蒸馏水定容到将融化的琼脂和母液充分混合，用蒸馏水定容到1000ml1000ml，来回混合几次。，来回混合几次。用滴管吸取物质的量浓度为用滴管吸取物质的量浓度为1 mol/L1 mol/L的的NaOHNaOH或或HClHCl溶液溶液，逐滴滴入溶化的培养基中，边滴边搅拌，并随时用精密的，逐滴滴入溶化的培养基中，边滴边搅拌，并随时用精密的pHpH试纸试纸(5.4(5.47.0)7.0)测培养基的测培养基的pHpH，一直到培养基的，一直到培养基的pHpH达到达到要求为止要求为止(在调制时要比目标在调制时要比目标pHpH值偏高值偏高0.20.20.50.5个单位，因个单位，因为培养基在灭菌过程中由于糖等物质的降解，为培养基在灭菌过程中由于糖等物质的降解，pHpH值会下降值会下降0.20.20.50.5个单位左右个单位左右)。第37页，此课件共62页哦溶化的培养基应该趁热分装。注意不要让培养基沾到溶化的培养基应该趁热分装。注意不要让培养基沾到瓶口和瓶壁上。锥形瓶中培养基的量约为锥形瓶容量的瓶口和瓶壁上。锥形瓶中培养基的量约为锥形瓶容量的1/51/51/41/4。每。每1L1L培养基，可分装培养基，可分装20203030瓶。瓶。用封口膜封口，外边可加一层牛皮纸，扎好绳子，用铅用封口膜封口，外边可加一层牛皮纸，扎好绳子，用铅笔或碳素墨水笔在牛皮纸上写上培养基的代号。笔或碳素墨水笔在牛皮纸上写上培养基的代号。第38页，此课件共62页哦4.2.2 4.2.2 影响植物组织培养的环境条件影响植物组织培养的环境条件 培养中温度、光照、湿度等各种环境条件，培养基组培养中温度、光照、湿度等各种环境条件，培养基组成、成、pHpH值、渗透压等各种化学环境条件都会影响组织。值、渗透压等各种化学环境条件都会影响组织。第39页，此课件共62页哦4.2.2.1 4.2.2.1 温度温度 培养都是在培养都是在23232727之间进行，一般采用之间进行，一般采用252522。喜温性植物：茄科、禾本科、兰科等。培养温度一喜温性植物：茄科、禾本科、兰科等。培养温度一般控制在般控制在26-2826-28。冷凉性植物：百合科、十字花科、菊科等。通常培养温度冷凉性植物：百合科、十字花科、菊科等。通常培养温度控制在控制在18-22 18-22 或或2525。第40页，此课件共62页哦4.2.2.2 4.2.2.2 光照的影响光照的影响 培养中光照也是重要的条件之一，主要表现在光强培养中光照也是重要的条件之一，主要表现在光强、光质、以及光周期等方面：、光质、以及光周期等方面：光周期：黑暗与光照交替的时间光周期：黑暗与光照交替的时间 光光 量：光照强度量：光照强度 光光 质：光的波长质：光的波长第41页，此课件共62页哦1 1、光周期对植物细胞脱分化和再分化的效应、光周期对植物细胞脱分化和再分化的效应例例1 1：黑暗中培养的烟草花药，其胚状体的分化与幼植物的生：黑暗中培养的烟草花药，其胚状体的分化与幼植物的生长，同经光照培养一样的多。长，同经光照培养一样的多。例例2 2：短日照敏感的葡萄品种，它的茎切段，仅在短日照条件下：短日照敏感的葡萄品种，它的茎切段，仅在短日照条件下才能分化成根。才能分化成根。例例3 3：对日照不敏感的葡萄品种，可在任何光周期下分化成根。：对日照不敏感的葡萄品种，可在任何光周期下分化成根。结论：光周期的需要与否，应根据植物种类、培养的目的来决结论：光周期的需要与否，应根据植物种类、培养的目的来决定。定。第42页，此课件共62页哦离体培养中光周期的调节离体培养中光周期的调节 最常用的周期是最常用的周期是16h16h的光照，的光照，8h8h的黑暗。的黑暗。愈伤组织诱导阶段，一般采用三种做法：全暗、周愈伤组织诱导阶段，一般采用三种做法：全暗、周期性光照、散射性光照。依据植物种类不同做法不同，期性光照、散射性光照。依据植物种类不同做法不同，多数植物适合全暗或周期性光照。多数植物适合全暗或周期性光照。器官发生阶段：一般给予周期性光照比较好。器官发生阶段：一般给予周期性光照比较好。第43页，此课件共62页哦2 2、光量的影响、光量的影响 光照强度对培养细胞的增殖和器官的分化有重要影响，从目前光照强度对培养细胞的增殖和器官的分化有重要影响，从目前的研究情况看，光照强度对外植物体、细胞的最初分裂有明显的影的研究情况看，光照强度对外植物体、细胞的最初分裂有明显的影响。一般来说，光照强度较强，幼苗生长的粗壮，而光照强度较弱响。一般来说，光照强度较强，幼苗生长的粗壮，而光照强度较弱幼苗容易徒长。幼苗容易徒长。离体培养条件下常用的光量，一般为离体培养条件下常用的光量，一般为1000-4000lx1000-4000lx（勒克斯）。（勒克斯）。离体培养中通常难以达到离体培养中通常难以达到4000lx4000lx，一般光量在，一般光量在2000-3000lx2000-3000lx。光。光照强度的高低直接影响器官分化的频率。照强度的高低直接影响器官分化的频率。高光量可以降低植物体内生长素水平，低光量使植物体内生高光量可以降低植物体内生长素水平，低光量使植物体内生长素素水平较高，容易生根。长素素水平较高，容易生根。第44页，此课件共62页哦3 3、光质的影响、光质的影响 光质对愈伤组织诱导，培养组织的增殖以及器官的分光质对愈伤组织诱导，培养组织的增殖以及器官的分化都有明显的影响。如百合珠芽在红光下培养，化都有明显的影响。如百合珠芽在红光下培养，2 2周后，周后，分化出愈伤组织。但在蓝光下培养，几周后才出现愈伤分化出愈伤组织。但在蓝光下培养，几周后才出现愈伤组织，而唐菖蒲子球块接种组织，而唐菖蒲子球块接种1515天后，在蓝光下培养首先天后，在蓝光下培养首先出现芽，形成的幼苗生长旺盛，而白光下幼苗纤细。出现芽，形成的幼苗生长旺盛，而白光下幼苗纤细。离体培养条件下，一般用日光灯进行光照，光谱成离体培养条件下，一般用日光灯进行光照，光谱成分主要是蓝紫光，波长为分主要是蓝紫光，波长为419-467nm419-467nm。对芽分化有效光谱成分为蓝紫光，根分化则受对芽分化有效光谱成分为蓝紫光，根分化则受600-600-680nm680nm所刺激。所刺激。第45页，此课件共62页哦4.2.2.3 4.2.2.3 湿度湿度 组织培养中湿度的影响有两个方面：组织培养中湿度的影响有两个方面：一是一是培养容器内的湿度条件，容器内主要受培养基培养容器内的湿度条件，容器内主要受培养基水分含量和封口材料的影响。水分含量和封口材料的影响。一是一是环境的湿度条件。环境的相对湿度一般要求环境的湿度条件。环境的相对湿度一般要求707080%80%。常用加湿器或经常洒水的方法来调节湿度。常用加湿器或经常洒水的方法来调节湿度。第46页，此课件共62页哦4.2.2.4 pH4.2.2.4 pH值值 不同的植物对培养基最适不同的植物对培养基最适pHpH值的要求也是不同的，大多值的要求也是不同的，大多在在5.5-6.55.5-6.5左右，一般培养基皆要求左右，一般培养基皆要求5.85.8，这基本能适应大多，这基本能适应大多数植物培养的需要。一般来说数植物培养的需要。一般来说pHpH值高于值高于6.56.5时，培养基全变时，培养基全变硬；低于硬；低于5 5时，琼脂不能很好地凝固。因为高温灭菌会降低时，琼脂不能很好地凝固。因为高温灭菌会降低pHpH值（约值（约0.2-0.30.2-0.3个个pHpH值）因此在配制时常提高值）因此在配制时常提高pHpH值值0.2-0.2-0.30.3单位。单位。第47页，此课件共62页哦4.2.2.5 4.2.2.5 渗透压渗透压 培养基中由于有添加的盐类、蔗糖等化合物，因此，而影响到培养基中由于有添加的盐类、蔗糖等化合物，因此，而影响到渗透压的变化。通常渗透压的变化。通常1-21-2个大气压对植物生长有促进作用，个大气压对植物生长有促进作用，2 2个个大气压以上就对植物生长有阻碍作用，而大气压以上就对植物生长有阻碍作用，而5-65-6个大气压植物生个大气压植物生长就会完全停止，长就会完全停止，6 6个大气压植物细胞就不能生存。个大气压植物细胞就不能生存。渗透压调节物质渗透压调节物质 培养基各种物质中，糖对培养基渗透压起决定性作用。因此培养基各种物质中，糖对培养基渗透压起决定性作用。因此调节渗透压往往从调节糖浓度着手。糖除了作为渗透压调节物质调节渗透压往往从调节糖浓度着手。糖除了作为渗透压调节物质外，还是培养基重要的碳源和能源。另外，甘露醇，山梨醇等也外，还是培养基重要的碳源和能源。另外，甘露醇，山梨醇等也可以作为调节物质。可以作为调节物质。第48页，此课件共62页哦4.2.2.6 4.2.2.6 气体影响气体影响 氧气是培养中必需的因素，瓶盖封闭时要考虑通气问氧气是培养中必需的因素，瓶盖封闭时要考虑通气问题，可用附有滤气膜的封口材料。通气最好的是棉塞封闭题，可用附有滤气膜的封口材料。通气最好的是棉塞封闭瓶口，但棉塞易使培养基干燥，夏季易引起污染。固体培瓶口，但棉塞易使培养基干燥，夏季易引起污染。固体培养基可加进活性炭来增加通气度，以利于发根。培养室要养基可加进活性炭来增加通气度，以利于发根。培养室要经常换气，改善室内的通气状况。液体振荡培养时，要考经常换气，改善室内的通气状况。液体振荡培养时，要考虑振荡的次数、振幅等，同时要考虑容器的类型、培养基虑振荡的次数、振幅等，同时要考虑容器的类型、培养基等。等。第49页，此课件共62页哦4.34.3外植体的选择及消毒外植体的选择及消毒4.3.14.3.1外植体的选择外植体的选择4.3.24.3.2植物材料的消毒植物材料的消毒第50页，此课件共62页哦4.3.14.3.1外植体的选择外植体的选择 外植体是指用于离体培养的活的植物组织、器官等外植体是指用于离体培养的活的植物组织、器官等材料。它是植物离体培养的基本材料。材料。它是植物离体培养的基本材料。总体原则：总体原则：a.a.根据培养需求选择植物部位。根据培养需求选择植物部位。b.b.多年生植物注意树龄和季节。多年生植物注意树龄和季节。c.c.在不影响培养目的的前提下尽可能选择自然繁殖在不影响培养目的的前提下尽可能选择自然繁殖器官作外植体。器官作外植体。第51页，此课件共62页哦4.3.1.1 4.3.1.1 取材部位的选择取材部位的选择 外植体选取合理与否，不仅影响培养的难易，而外植体选取合理与否，不仅影响培养的难易，而且有时甚至影响分化的程度和器官类型。且有时甚至影响分化的程度和器官类型。19741974年年Tran Tran Thanh VanThanh Van等取烟草正在开花的植株的薄层表皮进行培等取烟草正在开花的植株的薄层表皮进行培养，结果不同部位的表皮外植体所形成的芽的类型不同养，结果不同部位的表皮外植体所形成的芽的类型不同。从生长旺盛、健壮、无病虫害的植株上取材。母柱从生长旺盛、健壮、无病虫害的植株上取材。母柱代谢旺盛期切取的外植体再生能力强，试验容易成功。代谢旺盛期切取的外植体再生能力强，试验容易成功。第52页，此课件共62页哦4.3.1.2 4.3.1.2 器官的发育阶段和生理状态器官的发育阶段和生理状态 外植体对诱导反应及其再生能力的影响体现在外植外植体对诱导反应及其再生能力的影响体现在外植体的生理状态上。总体来讲，生理状态年轻，来源于生体的生理状态上。总体来讲，生理状态年轻，来源于生长活跃或生长潜力大的组织和器官的细胞更有利于培养长活跃或生长潜力大的组织和器官的细胞更有利于培养，但具体到不同的植物类型则有较大差异。因此，最好，但具体到不同的植物类型则有较大差异。因此，最好在植物生长的最适宜时期取材培养，会得到较好的结果在植物生长的最适宜时期取材培养，会得到较好的结果。第53页，此课件共62页哦4.3.1.3 4.3.1.3 外植体的大小外植体的大小 接种外植体的大小和形状并不需要严格限制，但是不能太小接种外植体的大小和形状并不需要严格限制，但是不能太小，小到肉眼能见到的限度时，细胞分裂可能难以发生。故一般要，小到肉眼能见到的限度时，细胞分裂可能难以发生。故一般要求切块的大小要适当。外植体细胞的数目多，能获得愈伤组织的求切块的大小要适当。外植体细胞的数目多，能获得愈伤组织的机会也多。研究表明：外植体的损伤表面积会分泌出某些物质，机会也多。研究表明：外植体的损伤表面积会分泌出某些物质，这些物质具有促进愈伤组织形成的能力，因此表面积越大，产生这些物质具有促进愈伤组织形成的能力，因此表面积越大，产生这类物质的数量也就越多，愈伤组织得率也越高。这类物质的数量也就越多，愈伤组织得率也越高。如果可取的组织不多，则外植体的体积应该尽可能小一些，从如果可取的组织不多，则外植体的体积应该尽可能小一些，从而得到较大数量的外植体。而得到较大数量的外植体。如利用茎尖培养，脱毒快繁，茎尖大小对脱毒效果非常明显。如利用茎尖培养，脱毒快繁，茎尖大小对脱毒效果非常明显。再如幼胚培养，胚龄也非常重要。再如幼胚培养，胚龄也非常重要。第54页，此课件共62页哦4.3.24.3.2植物材料的消毒植物材料的消毒 大田或温室植物材料，都带有大量的的细菌和真菌，一大田或温室植物材料，都带有大量的的细菌和真菌，一旦与培养基接触，这些微生物就迅速繁殖，从而抑制了愈伤旦与培养基接触，这些微生物就迅速繁殖，从而抑制了愈伤组织的生长。组织的生长。因此必须事先有效的进行表面消毒，但需小心因此必须事先有效的进行表面消毒，但需小心不使植物组织受到损伤，以免影响生长。不使植物组织受到损伤，以免影响生长。第55页，此课件共62页哦4.3.2.1 4.3.2.1 常用消毒剂常用消毒剂第56页，此课件共62页哦4.3.2.2 4.3.2.2 各类植物材料的一般消毒方法各类植物材料的一般消毒方法 取材后将老的组织去掉自来水冲洗取材后将老的组织去掉自来水冲洗洗衣粉水洗（简单杀菌）自来水冲洗洗衣粉水洗（简单杀菌）自来水冲洗7070酒酒精处理（精处理（10-3010-30秒）消毒剂处理（升汞秒）消毒剂处理（升汞5 51212分钟）分钟）灭菌蒸馏水冲洗灭菌蒸馏水冲洗3 35 5遍。遍。第57页，此课件共62页哦4.3.2.3 4.3.2.3 材料内部所带杂菌的处理材料内部所带杂菌的处理 （1 1）二次灭菌。二次灭菌。（2 2）加入抗生素，注意抗生素的用量，高浓度容易加入抗生素，注意抗生素的用量，高浓度容易造成培养物的死亡。造成培养物的死亡。（3 3）取生长期旺盛的生长点部位作为起始培养的外取生长期旺盛的生长点部位作为起始培养的外植体。植体。（4 4）取被内生菌污染的培养物的取被内生菌污染的培养物的 茎尖不停的转茎尖不停的转接。接。第58页，此课件共62页哦4.44.4外植体的切取和培养外植体的切取和培养4.4.14.4.1外植体的切取外植体的切取4.4.24.4.2外植体的接种和培养外植体的接种和培养第59页，此课件共62页哦4.4.14.4.1外植体的切取外植体的切取 用于外植体分离的母体植物材料一般有用于外植体分离的母体植物材料一般有3 3种来源：一是种来源：一是生长在自然环境下的植物；二是在温室控制环境条件下生生长在自然环境下的植物；二是在温室控制环境条件下生长的植物；三是无菌环境下已经过离体培养的植物。长的植物；三是无菌环境下已经过离体培养的植物。从生长旺盛、健壮、无病虫害的植株上取材。母从生长旺盛、健壮、无病虫害的植株上取材。母柱代谢旺盛期切取的外植体再生能力强，试验容易成柱代谢旺盛期切取的外植体再生能力强，试验容易成功。功。外植体的大小必须一致，形状和组成也要基本相同。外植体的大小必须一致，形状和组成也要基本相同。第60页，此课件共62页哦4.4.24.4.2外植体的接种和培养外植体的接种和培养 培养方式可以分为固体培养和液体培养。固体培养基需要培养方式可以分