植物组织培养基本知识.ppt

植物组织培养基本知识现在学习的是第1页，共47页本课程学习要求本课程学习要求掌握基本原理掌握基本原理掌握基本概念掌握基本概念了解开展组织培养工作的基本设施了解开展组织培养工作的基本设施掌握植物组织培养基本的操作技术及操作流程掌握植物组织培养基本的操作技术及操作流程 了解植物组织培养在植物快繁等方面的应用了解植物组织培养在植物快繁等方面的应用成绩评定：成绩评定：本课程为考查科目，采用理论考试（本课程为考查科目，采用理论考试（40%）、实验项目（包括实验报告、实验结果、团队）、实验项目（包括实验报告、实验结果、团队精神等）（精神等）（50%）、作业与平时表现（）、作业与平时表现（10%）相结合的考核方式。）相结合的考核方式。实验项目分值分配：实验项目分值分配：实验一实验一5%、实验二、实验二10%、实验三、实验三10%、实验四、实验四20%、实验五、实验五5%现在学习的是第2页，共47页本课程的学习方法本课程的学习方法做好基本功：做好基本功：植物学、植物生理学、细胞生物学、发育生物学植物学、植物生理学、细胞生物学、发育生物学重视实验课重视实验课（36节实验课、节实验课、14节理论）节理论）练就娴熟的实验技能练就娴熟的实验技能学会对新知识的不断吸收和总结：学会对新知识的不断吸收和总结：发展中的学科，有更多新知识、新结论、新技术发展中的学科，有更多新知识、新结论、新技术结合生产实际：结合生产实际：应用性强的学科，学会应用，才有作用。应用性强的学科，学会应用，才有作用。现在学习的是第3页，共47页第一章第一章 植物组织培养的基本知识植物组织培养的基本知识主要内容主要内容植物组织培养定义及类型植物组织培养定义及类型植物组织培养的基本原理植物组织培养的基本原理植物组织培养的发展简史植物组织培养的发展简史植物组织培养在农业上的应用植物组织培养在农业上的应用现在学习的是第4页，共47页目的与要求目的与要求掌握植物组织培养的概念与类型掌握植物组织培养的概念与类型掌握植物组织培养的基本原理掌握植物组织培养的基本原理了解植物组织培养的特点了解植物组织培养的特点 了解植物组织培养的发展简史了解植物组织培养的发展简史了解植物组织培养在农业上的应用了解植物组织培养在农业上的应用现在学习的是第5页，共47页一、植物组织培养一般概念一、植物组织培养一般概念 定义定义：离体离体（in vitro)条件下利用条件下利用人工培人工培养条件养条件在在无菌无菌情况下，对植物情况下，对植物组织组织（器官、组（器官、组织、细胞、原生质体等）织、细胞、原生质体等）进行培养，并使之生长、进行培养，并使之生长、发育再生出发育再生出完整植株完整植株的过程。的过程。外植体外植体（explant)：由活体（：由活体（in vivo)植物体上植物体上提取下来的，接种在培养基上的无菌细胞、组织、提取下来的，接种在培养基上的无菌细胞、组织、器官等。器官等。现在学习的是第6页，共47页现在学习的是第7页，共47页现在学习的是第8页，共47页现在学习的是第9页，共47页二、植物组织培养的类型二、植物组织培养的类型1.依外植体不同分：依外植体不同分：器官培养器官培养（organ culture）茎尖分生组织培养茎尖分生组织培养(shoot tip culture,shoot apex culture,apical meristem culture)愈伤组织培养愈伤组织培养(calluse cultrue)细胞培养细胞培养(cell culture)原生质体培养原生质体培养(protoplast culture)愈伤组织（愈伤组织（callus）:在人工培养基上由外植体上形成的一团无在人工培养基上由外植体上形成的一团无序生长状态的薄壁细胞。序生长状态的薄壁细胞。现在学习的是第10页，共47页蟹爪兰的愈伤组织蟹爪兰的愈伤组织现在学习的是第11页，共47页现在学习的是第12页，共47页二、植物组织培养的类型二、植物组织培养的类型按培养方法分为按培养方法分为固体培养（固体培养（solid culture）:在液体培养液中加入在液体培养液中加入0.5%1%的的琼脂使液体培养液半固化，再接种培养物的一种培养技术。琼脂使液体培养液半固化，再接种培养物的一种培养技术。液体培养（液体培养（submerged culture）：）：把细胞或生物体的一部把细胞或生物体的一部分，置于液体培养基中使其发育，并不断振荡，使之均匀地在分，置于液体培养基中使其发育，并不断振荡，使之均匀地在悬浊液中进行培养的一种方法悬浊液中进行培养的一种方法现在学习的是第13页，共47页看护培养看护培养（nurse culture）：将亲本愈伤组织或高密度的）：将亲本愈伤组织或高密度的悬浮细胞同低密度细胞一起培养，以促进低密度细胞生长、悬浮细胞同低密度细胞一起培养，以促进低密度细胞生长、分裂的培养方法。分裂的培养方法。看护培养是由缪尔（看护培养是由缪尔（Muir）于）于1953年创立的。年创立的。微室培养（微室培养（microchamber culture）：利用玻璃或塑料制作：利用玻璃或塑料制作的小室进行细胞培养的技术。的小室进行细胞培养的技术。现在学习的是第14页，共47页看护培养看护培养（nurse culture）：将亲本愈伤组织或高密度的）：将亲本愈伤组织或高密度的悬浮细胞同低密度细胞一起培养，以促进低密度细胞生长、悬浮细胞同低密度细胞一起培养，以促进低密度细胞生长、分裂的培养方法。分裂的培养方法。看护培养是由缪尔（看护培养是由缪尔（Muir）于）于1953年创立的。年创立的。现在学习的是第15页，共47页微室培养（微室培养（microchamber culture）：利用玻璃或塑料：利用玻璃或塑料制作的小室进行细胞培养的技术。制作的小室进行细胞培养的技术。现在学习的是第16页，共47页二、植物组织培养的类型二、植物组织培养的类型3.按培养过程分为：按培养过程分为：初代培养（初代培养（Primary culture）(无菌培养物无菌培养物)将从植物体上分离下来的第一次培养。将从植物体上分离下来的第一次培养。继代培养（继代培养（Subculture）（增殖培养）（增殖培养）将初代培养得到的培养物转移到新的培养将初代培养得到的培养物转移到新的培养基上进行培养，称为继代培养。基上进行培养，称为继代培养。现在学习的是第17页，共47页三、植物组织培养的基本原理三、植物组织培养的基本原理植植物细胞的全能性物细胞的全能性基本原理：基本原理：植物细胞的全能性（植物细胞的全能性（totipotent)：-植物细胞具有该植物体植物细胞具有该植物体全部遗传全部遗传的可能性，在一定条件下具有的可能性，在一定条件下具有发育成发育成完整植物体完整植物体的的潜在能力潜在能力。从理论上讲，生物体的每一个活细。从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性胞都应该具有全能性.细胞差异细胞差异：（1）受精卵的全能性最高（胚性强）受精卵的全能性最高（胚性强）（2）体细胞的全能性比生殖细胞的低体细胞的全能性比生殖细胞的低。实践证明实践证明：处于离体状态的植物活细胞，在一定的处于离体状态的植物活细胞，在一定的营养物质营养物质、激激素素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养。植株。人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养。现在学习的是第18页，共47页三、植物组织培养的基本原理三、植物组织培养的基本原理植物植物细胞的全能性细胞的全能性植物细胞全能性的表达植物细胞全能性的表达两个过程：两个过程：脱分化脱分化（dedifferentiation)：一个成熟细胞转变为分生状态的过一个成熟细胞转变为分生状态的过程。恢复细胞的分裂活性。程。恢复细胞的分裂活性。再分化再分化（redifferentiation):经脱分化的组织或细胞在一定的经脱分化的组织或细胞在一定的培养条件下转变为各种不同细胞类型的过程。培养条件下转变为各种不同细胞类型的过程。现在学习的是第19页，共47页离体的植物器离体的植物器官、组织、细官、组织、细胞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胚胚状状体体植植物物体体 植物组织培养过程植物组织培养过程（细胞全能性表达过程）（细胞全能性表达过程）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(无机、有机营养、无机、有机营养、植物激植物激素素)、一定的温度、空气、光照、适合的pH、无菌环境等。植物激素控制理论：植物激素控制理论：细胞分裂素细胞分裂素/生长素生长素-可控制器官的分化：高可控制器官的分化：高-茎芽的分化；中茎芽的分化；中-诱导愈伤组织；低诱导愈伤组织；低-根的形成）根的形成）现在学习的是第20页，共47页四、植物组织培养特点四、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 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利影响，且条件均一，对植物生长极为有利，便于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产。稳定地进行周年培养生产。生长周期短，繁殖率高生长周期短，繁殖率高 由于人为控制培养条件，因此生长较快，一般由于人为控制培养条件，因此生长较快，一般2030d为一个周期。植物材料按几为一个周期。植物材料按几何级数繁殖生产，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何级数繁殖生产，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。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、湿度、营养、激素等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，也利于自动化控制生产。它是未来农业工厂条件，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、田间栽培等相比省去了中耕除草、浇水施肥、防治病虫害等化育苗的发展方向。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，可以大大节省人力、物力及田间种植所需要的土地。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。现在学习的是第21页，共47页五、植物组织培养的发展简史五、植物组织培养的发展简史探索阶段（探索阶段（1902-1929年）年）组培方法和定义的建立阶段（组培方法和定义的建立阶段（1930-1939年）年）细胞全能性的证实阶段（细胞全能性的证实阶段（1940-1959）组培技术和理论迅速发展阶段（组培技术和理论迅速发展阶段（1960-今）今）四个阶段四个阶段现在学习的是第22页，共47页1.探索阶段（探索阶段（1902-1929年）年）Haberlandt：基础：基础：贡献：贡献：提出细胞全能性假设提出细胞全能性假设实验实验-检验细胞学说检验细胞学说小野芝麻和凤眼兰的栅栏细胞和虎小野芝麻和凤眼兰的栅栏细胞和虎眼万年青属表皮细胞眼万年青属表皮细胞无分裂无分裂细胞高度分化细胞高度分化+培养基中无生长激素培养基中无生长激素首次进行离体细胞培养首次进行离体细胞培养细胞学说细胞学说Knop+蔗糖蔗糖现在学习的是第23页，共47页关于单离植物细胞培养实验关于单离植物细胞培养实验我愿意指出：在我的我愿意指出：在我的培养实验中，虽然经常培养实验中，虽然经常观察到细胞的明显生长，观察到细胞的明显生长，但从未观察到细胞分裂。但从未观察到细胞分裂。发现单细胞培养的条件，发现单细胞培养的条件，将是未来培养试验的难将是未来培养试验的难题。在未来，人们可以题。在未来，人们可以成功地从营养细胞培养成功地从营养细胞培养出人工胚。出人工胚。现在学习的是第24页，共47页1904年年：Hanning胚培养：培养萝卜和辣根菜的胚培养：培养萝卜和辣根菜的胚，得到植株胚，得到植株1922年年：Kotte和和Robbins根培养根培养1925年年：Laibach亚麻种间杂交幼胚培养得到杂种亚麻种间杂交幼胚培养得到杂种其它研究其它研究1922年：年：Knudson采用胚培养法获得兰花幼苗，采用胚培养法获得兰花幼苗，克服其种子发芽困难的问题。克服其种子发芽困难的问题。现在学习的是第25页，共47页2.组培方法和定义的建立阶段（组培方法和定义的建立阶段（1930-1939年）年）1934年：年：White番茄根建立第一个活跃生长的植物无性系。番茄根建立第一个活跃生长的植物无性系。当根当根2厘米长切成厘米长切成0.5-1厘米厘米切断切断，无菌，无菌液体培养液体培养完全完全相相同的同的离体根离体根根离体培养真正成功。根离体培养真正成功。28年年-1600代。代。1934年：年：Gautherete培养山毛杨、黑杨形成层组织产生了培养山毛杨、黑杨形成层组织产生了Callus1937年：年：White发现发现3种种B族维生素族维生素（吡哆醇、硫胺素、烟酸）（吡哆醇、硫胺素、烟酸）和和IAA对植物生长有用对植物生长有用1939年：年：Gautherete培养胡萝卜培养胡萝卜根根小外植体成功小外植体成功1939年：年：White培养烟草种间杂种培养烟草种间杂种幼茎切段幼茎切段原形成层成功原形成层成功1939年：年：Nobecourt培养胡萝卜培养胡萝卜根块茎薄壁组织根块茎薄壁组织成功成功组织培养学科的奠基人组织培养学科的奠基人现在学习的是第26页，共47页组织培养的奠基人组织培养的奠基人现在学习的是第27页，共47页3.细胞全能性的证实阶段（细胞全能性的证实阶段（1940-1959）1943年：年：White植物组织培养手册植物组织培养手册A Handbook of Plant Tissue Culture，标志组织培养成为一，标志组织培养成为一门新兴学科门新兴学科1946年：年：罗士韦在菟丝子茎尖培养中观察到花的罗士韦在菟丝子茎尖培养中观察到花的形成，为形成，为试管受精试管受精奠定了基础奠定了基础1948年：年：Skoog和崔真培养烟草茎段时，发现腺嘌和崔真培养烟草茎段时，发现腺嘌呤或腺苷可解除生长素对芽生长的抑制作呤或腺苷可解除生长素对芽生长的抑制作用，用，腺嘌呤腺嘌呤/生长素生长素高，生芽；低，生根；高，生芽；低，生根；相等，不分化。相等，不分化。现在学习的是第28页，共47页1952-1953年：年：美国科学家美国科学家Steward F.C.用胡萝卜根的细胞用胡萝卜根的细胞悬浮培养，发现悬浮培养，发现单个细胞单个细胞能经历象受精卵发育成胚一样的途径，能经历象受精卵发育成胚一样的途径，发育成完整植抹。发育成完整植抹。证实了植物细胞全能性学说。证实了植物细胞全能性学说。1952年：年：Morel和和Martin首次报道茎尖分生组织的离体培首次报道茎尖分生组织的离体培养，获得养，获得无病毒无病毒大丽花植株。大丽花植株。1954年：年：Muir将烟草愈伤组织置于固体培养基上，在其上放一将烟草愈伤组织置于固体培养基上，在其上放一片滤纸，再在滤纸片上放上一片滤纸，再在滤纸片上放上一 个烟草体细胞，个烟草体细胞，单细胞培养成功单细胞培养成功。1957年：年：Skoog、Miller提出了激素控制理论提出了激素控制理论（细胞分（细胞分裂素裂素/生长素生长素-可控制器官的分化：高可控制器官的分化：高-茎芽的分化；中茎芽的分化；中-诱导诱导愈伤组织；低愈伤组织；低-根的形成）根的形成）现在学习的是第29页，共47页4.组培技术和理论迅速发展阶段（组培技术和理论迅速发展阶段（1960-今）今）1960年以来组织培养理论、实践、技术和方法不断年以来组织培养理论、实践、技术和方法不断完善和发展，形成独具特色的专业技术完善和发展，形成独具特色的专业技术在实验技术上建立了较完整的实验程序，已成为在实验技术上建立了较完整的实验程序，已成为一种重要和精细的实验技术一种重要和精细的实验技术组织培养已广泛应用于生物学的许多分支学科，组织培养已广泛应用于生物学的许多分支学科，并取得丰硕的成果。并取得丰硕的成果。现在学习的是第30页，共47页4.1原生质体培养原生质体培养1960年：年：Cocking酶解法分离原生质体获得成功。酶解法分离原生质体获得成功。使植物细使植物细胞可以象动物细胞一样进行细胞融合。胞可以象动物细胞一样进行细胞融合。1971年，日本年，日本 takebe和和Nagata首次利用烟草叶片分离原首次利用烟草叶片分离原生质体并获得再生植株。生质体并获得再生植株。我国我国获得了获得了30个以上品种的原生质体再生植株个以上品种的原生质体再生植株，其中包括，其中包括难度较大的重要粮食作物和经济作物大豆、水稻、玉米、难度较大的重要粮食作物和经济作物大豆、水稻、玉米、小麦、谷子、高梁、大麦、棉花、油莱、马铃薯等小麦、谷子、高梁、大麦、棉花、油莱、马铃薯等现在学习的是第31页，共47页4.2 细胞融合与体细胞杂交细胞融合与体细胞杂交1972年，美国年，美国Carlson诱导粉蓝烟草和郎氏烟草的原生质体融诱导粉蓝烟草和郎氏烟草的原生质体融合得到合得到种间体细胞杂种种间体细胞杂种第一株体细胞杂种。第一株体细胞杂种。1978年，有性杂交不亲和的番茄年，有性杂交不亲和的番茄/马铃薯间的体细胞杂交获得马铃薯间的体细胞杂交获得了了杂种植株杂种植株(Melchers)。随后获得了地上结番茄，地下生马。随后获得了地上结番茄，地下生马铃薯的杂种植物。铃薯的杂种植物。1985年，马铃薯的栽培品种与野生种的体细胞杂交，得到了抗年，马铃薯的栽培品种与野生种的体细胞杂交，得到了抗晚疫病和卷叶病的晚疫病和卷叶病的体细胞杂种体细胞杂种(Austin)。现在学习的是第32页，共47页4.3 胚胎培养和试管受精胚胎培养和试管受精避免避免受精后胚乳发育不良受精后胚乳发育不良或因或因种胚与胚乳间不亲和种胚与胚乳间不亲和而致使杂而致使杂种胚夭折，种胚夭折，及时分离幼胚及时分离幼胚接种在接种在无激素培养基无激素培养基上使之上使之直接直接成苗成苗，这就是，这就是胚挽救胚挽救。大大提高远缘杂交的成功率大大提高远缘杂交的成功率。印度科学家印度科学家在裁培种菜豆、黄麻和花生的远缘杂交中获得在裁培种菜豆、黄麻和花生的远缘杂交中获得了理想的重组体。了理想的重组体。中国农科院蔬菜所中国农科院蔬菜所培养结球甘蓝和大白菜的杂种胚得到了培养结球甘蓝和大白菜的杂种胚得到了种间杂种。种间杂种。现在学习的是第33页，共47页4.4 组织及细胞培养生产有用物质组织及细胞培养生产有用物质 Arregnin和和bonner在在1950年首先进行了年首先进行了培养橡胶茎愈伤组织获取橡胶的培养橡胶茎愈伤组织获取橡胶的尝试尝试。近近50年来飞速的发展。从年来飞速的发展。从400多种植物培养细胞中分离到多种植物培养细胞中分离到600多种次级多种次级代谢产物代谢产物，其中，其中60多种在含量上多种在含量上超过或等于其原植物超过或等于其原植物，20种以上干重超过种以上干重超过1。在日本，在日本，人参细胞培养人参细胞培养已达已达130600L发酵罐；德国用发酵罐；德国用1000L发酵罐发酵罐培养培养毛地黄细胞毛地黄细胞；在我国，人参细胞培养技术也已实现产业化。；在我国，人参细胞培养技术也已实现产业化。利用培养细胞的生物转化能力生产利用培养细胞的生物转化能力生产高值化合物高值化合物，德国科学家进行了出色，德国科学家进行了出色的研究。他们在毛地黄细胞的培养中加入生物合成途径的的研究。他们在毛地黄细胞的培养中加入生物合成途径的中间化合物中间化合物毛地黄毒素毛地黄毒素和和 一甲基毛地黄毒素一甲基毛地黄毒素，培养细胞以几乎，培养细胞以几乎 100的转化速率使的转化速率使之之羟基化羟基化，变为医药，变为医药强心剂地高辛强心剂地高辛。现在学习的是第34页，共47页4.5 单倍体育种单倍体育种1964年年，印印度度的的Guba和和Meheshiwari培培养养毛毛叶叶曼曼陀陀罗罗花花药药获获得得了第一棵单倍体植株。了第一棵单倍体植株。我国于我国于1970年开始这方面的研究，取得了很大的成果。年开始这方面的研究，取得了很大的成果。40种种以以上上植植物物获获得得单单倍倍体体植植株株，其其中中小小麦麦、玉玉米米、橡橡胶胶树树、杨杨树树、辣辣权权、油油菜菜、柑柑桔桔、甘甘蔗蔗、大大豆豆、葡葡萄萄和和苹苹果果等等的的单单倍倍体体植植株株为为我我国国首首创创。通通过过单单倍倍体体育育种种获获得得了了水水稻稻、小小麦麦、烟烟草草、辣辣椒椒和和甜甜樱樱新新品品种种。中中花花8号号、9号号等等15个个水水稻稻新新品品种种，总种植面积达总种植面积达1000万亩。万亩。通过花粉和花药培养已获得了通过花粉和花药培养已获得了几百种植物几百种植物的单倍体植株。的单倍体植株。现在学习的是第35页，共47页花药培养花药培养：中花：中花8 8号水稻、京花号水稻、京花1 1号小麦。号小麦。体细胞无性系变异：体细胞无性系变异：我我国国已已经经培培育育出出抗抗白白叶叶枯枯病病及及赖赖氨氨酸酸、甲甲硫硫氨氨酸酸、异异亮亮氨氨酸酸、丝丝氨氨酸酸和酪氨酸含量高于亲本系的水稻变异体和酪氨酸含量高于亲本系的水稻变异体。突变体诱导和筛选突变体诱导和筛选细细胞胞突突变变体体的的筛筛选选最最早早始始于于19591959年年，G G，MelchersMelchers在在金金鱼鱼草草悬悬浮浮细细胞胞培培养养中中获获得得了了温温度度突突变变体体。迄迄今今为为止止，不不少少于于1515个个科科、4545个个种种的的植植物物细细胞胞培培养养中中筛筛选选出出100100个个以以上上的的细细胞胞突突变变体体或或变变异异体体，有有抗抗病病细细胞胞突突变变体体、逆逆境境胁胁迫迫抗抗性性突突变变体体、抗抗除除草草剂剂细细胞胞突突变变体体及及营养缺陷型营养缺陷型细胞突变体等。细胞突变体等。其他：其他：现在学习的是第36页，共47页植物快速繁殖技术植物快速繁殖技术60年代，法国的年代，法国的Morel用用茎尖培养茎尖培养的方法大量的方法大量繁殖兰花繁殖兰花获得获得成功。植物成功。植物快速繁殖技术快速繁殖技术、试管苗工厂化生产试管苗工厂化生产和和无病毒种苗无病毒种苗生产技术生产技术在在70年代得到了快速的发展。年代得到了快速的发展。美国、法国、意大利、荷兰等欧美国家美国、法国、意大利、荷兰等欧美国家试管苗的年产量试管苗的年产量均在均在数千万株以上，并且以每年数千万株以上，并且以每年7-8的速度增加。的速度增加。我国快速繁殖和无病毒种苗生产的研究始于我国快速繁殖和无病毒种苗生产的研究始于70年代，到年代，到“七五七五”期间研究期间研究成果开始向应用转化成果开始向应用转化并大见成效。并大见成效。马铃薯马铃薯无毒种薯无毒种薯和和甘蔗种苗甘蔗种苗已在生产上大面积种植。已在生产上大面积种植。现在学习的是第37页，共47页 组织细胞培养物的超低温保存及种质库的建立组织细胞培养物的超低温保存及种质库的建立植物细胞植物细胞全能性全能性的发现和证实，为植物的种质资源的长期保的发现和证实，为植物的种质资源的长期保存开辟了一条新途径。存开辟了一条新途径。许多植物的许多植物的组织培养物在液氮中超低温保存组织培养物在液氮中超低温保存以后，仍然能保持以后，仍然能保持很很高的存活率高的存活率，并且能再生出新植株和保持原来的遗传特性。并且能再生出新植株和保持原来的遗传特性。如胡萝卜和烟草的如胡萝卜和烟草的悬浮细胞超低温保存悬浮细胞超低温保存6个月个月以后仍然能恢以后仍然能恢复生长并分化出植株。复生长并分化出植株。现在学习的是第38页，共47页体细胞胚胎发生和人工种子体细胞胚胎发生和人工种子1958年，年，Reinert在胡萝卜的组织培养中在胡萝卜的组织培养中最先发现了体细胞胚最先发现了体细胞胚胎胎(胚状体胚状体)。水稻、小麦、玉米等水稻、小麦、玉米等100多种植物（多种植物（43科、科、92属）属）能通过离体培养产生胚状体。能通过离体培养产生胚状体。1977年，年，Murashige第一次提出人工种子构想。第一次提出人工种子构想。把胚状体包埋把胚状体包埋在胶囊内形成球状结构，使其具有种子的机能并可直接播种在胶囊内形成球状结构，使其具有种子的机能并可直接播种于田间。于田间。80年代初，美、日、法等国相继开展了人工种子的研究，年代初，美、日、法等国相继开展了人工种子的研究，并且在并且在胡萝卜胡萝卜、苜蓿、芹菜、花椰菜、莴苣、花旗松苜蓿、芹菜、花椰菜、莴苣、花旗松等植物等植物上获得了初步的成功。上获得了初步的成功。我国人工种子的研究开始于我国人工种子的研究开始于“七五七五”期间，并且被列人期间，并且被列人了了“863高技术研究发展计划高技术研究发展计划”。现在学习的是第39页，共47页六、应用领域六、应用领域1、快速繁殖、快速繁殖 运用组织培养的途径，一个单株一年可以繁殖几万到几百万个植株。例如：一株葡萄一年繁殖到3万多株，一株兰花一年繁殖到400万株。现在学习的是第40页，共47页2、种苗脱毒、种苗脱毒针对病毒对农作物造成的严重危害，通针对病毒对农作物造成的严重危害，通过组织培养可以有效地培育出大量的无过组织培养可以有效地培育出大量的无病毒种苗。已经取得成功的有马铃薯、病毒种苗。已经取得成功的有马铃薯、草莓、香蕉、葡萄等等。草莓、香蕉、葡萄等等。平均产量提高平均产量提高30%，最高达，最高达300%目前茎尖脱毒苗已有目前茎尖脱毒苗已有100多种多种现在学习的是第41页，共47页现在学习的是第42页，共47页3、远缘杂交、远缘杂交利用组织培养可以利用组织培养可以使难度很大的远缘使难度很大的远缘杂交取得成功，克杂交取得成功，克服远源杂交的不亲服远源杂交的不亲和性，从而育成一和性，从而育成一些罕见的新物种。些罕见的新物种。比如辽宁果树研究比如辽宁果树研究所利用这种方法获所利用这种方法获得苹果与梨的杂交得苹果与梨的杂交种。种。现在学习的是第43页，共47页4、突变育种、突变育种采用组织培养可以直接诱变和筛选出具采用组织培养可以直接诱变和筛选出具抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白等优良抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白等优良性状的品种。象中国林科院用逐步加大性状的品种。象中国林科院用逐步加大培养基中盐的浓度，直接获得耐盐的杨培养基中盐的浓度，直接获得耐盐的杨树株系。树株系。现在学习的是第44页，共47页5、基因工程、基因工程基因工程主要研究基因工程主要研究DNA的转导，的转导，而基因转导后必须通过组织培养途而基因转导后必须通过组织培养途径才能实现植株再生。径才能实现植株再生。现在学习的是第45页，共47页6、生物制品、生物制品 有些极其昂贵的生物制品，如抗癌首选有些极其昂贵的生物制品，如抗癌首选药物药物-紫杉醇等，可以用大规模培养植物紫杉醇等，可以用大规模培养植物细胞来直接生产。近年国内在红豆杉组细胞来直接生产。近年国内在红豆杉组织培养中获得生长量高达织培养中获得生长量高达0.49gFW/（gFWd）的）的细细胞系，每升胞系，每升细细胞培养物中紫杉醇的胞培养物中紫杉醇的产产量可达量可达0.25mg。现在学习的是第46页，共47页7、种质资源的保存、种质资源的保存保存的材料：茎尖、花粉、体细胞胚、保存的材料：茎尖、花粉、体细胞胚、细胞系等细胞系等优点：小空间大存量；无干扰；便于携优点：小空间大存量；无干扰；便于携带；繁殖系数高。带；繁殖系数高。现在学习的是第47页，共47页