植物器官培养ppt课件.ppt
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1、2022-8-81第四章第四章 植物器官培养植物器官培养第一节第一节 概述概述 第二节第二节 营养器官培养营养器官培养第三节第三节 繁殖器官培养繁殖器官培养 2022-8-82植物器官培养(植物器官培养(Organ Culture)是指对植物某一器官是指对植物某一器官的全部、部分或器官原基进行离体培养的技术。分为的全部、部分或器官原基进行离体培养的技术。分为营养器官营养器官(根、茎、叶)和(根、茎、叶)和繁殖器官繁殖器官(胚胎、种子、(胚胎、种子、花器官)培养。花器官)培养。第一节第一节 概述概述2022-8-83植植 物物 器器 官官 培培 养养营养器营养器官培养官培养繁殖器繁殖器官培养官培
2、养根培养根培养茎培养(茎培养( 包括茎尖、茎段)包括茎尖、茎段)叶培养(包括叶原基、叶柄、叶培养(包括叶原基、叶柄、 叶鞘、叶片、子叶)叶鞘、叶片、子叶)花培养花培养 (包括花托、花瓣、花丝、(包括花托、花瓣、花丝、 花柄、子房、花药)花柄、子房、花药)种子培养(包括成熟与未成熟)种子培养(包括成熟与未成熟)胚胎培养(包括幼胚、成熟胚、胚胎培养(包括幼胚、成熟胚、 胚珠、胚珠、 子房、胚乳培养子房、胚乳培养 ) 外植体形态发生形成完整植株的途径外植体形态发生形成完整植株的途径(一)外植体(一)外植体- -愈伤组织愈伤组织- -完整植株。完整植株。 具体又可分为三种:具体又可分为三种: 1 1、
3、愈伤组织、愈伤组织- -同时长芽和根同时长芽和根- -植株。植株。2 2、愈伤组织、愈伤组织- -茎茎- -根根- -植株。植株。3 3、愈伤组织、愈伤组织- -根根- -芽芽- -植株。植株。4 4、愈伤组织、愈伤组织- -体细胞胚体细胞胚- -植株植株第二节第二节 营养器官培养营养器官培养2022-8-86一、离体根的培养一、离体根的培养二、茎尖的培养二、茎尖的培养* *三、茎段的培养三、茎段的培养四、离体叶的培养四、离体叶的培养*一、离体根的培养一、离体根的培养 (一)(一) 意义:意义: 生理代谢研究的优良实验体系生理代谢研究的优良实验体系 研究器官分化形态建成的良好体系研究器官分化形
4、态建成的良好体系 建立快速生长的根无性系建立快速生长的根无性系 进行诱变育种进行诱变育种2022-8-871. 1. 培养基选择培养基选择 White培养基;培养基;2/3或或1/2 MS 和和 B5培养基培养基 注:离体根生长要求提供全部必需元素,蔗糖、硝态氮效注:离体根生长要求提供全部必需元素,蔗糖、硝态氮效果好,加入果好,加入VB1、VB6最重要,生长素对离体根影响不一致。最重要,生长素对离体根影响不一致。培养温度培养温度2527,暗光培养。,暗光培养。2022-8-88(二)(二) 培养方法培养方法 离体根生长的营养要求n1、无机成分 要求培养基中有全部必要元素,因为它是离体生长所需要
5、的,一般的为MS、B5培养基。n2、氮源 氮源有铵态氮、硝态氮和可溶性有机氮如氨基酸或酰胺等,其中以硝态氮的效果最好。加入含各种氨基酸的水解酪蛋白,能促进离体根的生长。n3、碳源 以蔗糖的效果最佳,几乎为葡萄糖的10倍。蔗糖的浓度为23%。n4、维生素 维生素以B1和B6最为重要,缺少它根的生长受到阻碍,而加入它可使根的生长成倍的加快。B1的使用浓度为0.1-1.0mg/L为宜。n5、生长物质 对离体根的生长而言,生长素的效应最为明显,在一般情况,加入适量的生长素能促进根的生长,其反应和需要量因植物种而异:n6、温度和光照 黑暗有利于根的形成,温度一般在16-25n7、PH 根发生和生长所需的
6、PH范围一般为5.0-6.02. 2. 无性繁殖系的建立无性繁殖系的建立 种子消毒种子消毒 接种接种待根伸长后从根尖一端切取长待根伸长后从根尖一端切取长1 1.2cm.2cm的根尖的根尖接种于培养基接种于培养基发育出侧根发育出侧根待侧待侧根生长约根生长约1 1周后切取侧根的根尖进行扩大培养周后切取侧根的根尖进行扩大培养又迅速又迅速生长并长出侧根生长并长出侧根切下进行培养,如此反复切下进行培养,如此反复得到得到从单个根尖衍生而来的离体根的无性系。从单个根尖衍生而来的离体根的无性系。 3. 培养条件培养条件 暗光和温度暗光和温度25-27。2022-8-8114、根的间接增殖n第一步在脱分化培养基
7、上诱导形成愈伤组织,如胡杨的根段培养,可诱导形成白色愈伤组织。n第二步在再分化培养基上诱导形成芽的分化,如胡杨从绿色愈伤组织分化出小植株。一、离体根的培养一、离体根的培养 胡萝卜根培养5、培养方式 离体根的培养方式有三种类型。 第一种固体培养法,即将根尖接种在固体培养基上,根依靠培养基中的养分和生长物质而不断生长。 第二种是液体培养法,把根尖接种在无琼脂的液体培养基中,经常振荡使根获得充足的氧气。 第三种是固体-液体培养法,就是把根基部插入固体琼脂培养基中,根尖浸在液体培养基中,根尖生长而根不断的伸长和分枝。 2022-8-815二、茎尖的培养二、茎尖的培养* *(一)茎尖培养概念及类型(一)
8、茎尖培养概念及类型(二)病毒在植物体内的分布(二)病毒在植物体内的分布(三)茎尖培养方法及步骤(三)茎尖培养方法及步骤 ( (一一) )茎尖培养概念及类型茎尖培养概念及类型 茎尖培养茎尖培养:切取茎的先端部分或茎尖分生组织部分,进行:切取茎的先端部分或茎尖分生组织部分,进行无菌培养。无菌培养。 茎尖培养根据培养目的和取材大小可分为:茎尖培养根据培养目的和取材大小可分为: 微茎尖培养微茎尖培养: : 带有带有1-21-2个叶原基的生长点个叶原基的生长点, , 其长度不超其长度不超过过 0.5mm0.5mm。 2022-8-816 普通茎尖培养:较大的茎尖普通茎尖培养:较大的茎尖( (如几如几mm
9、mm到几十到几十mm)mm)、芽尖及侧、芽尖及侧芽。芽。 这里主要讲普通茎尖培养。这种培养技术简单,操作方便,这里主要讲普通茎尖培养。这种培养技术简单,操作方便,茎尖容易成活,成苗所需时间短茎尖容易成活,成苗所需时间短 。 茎尖培养的意义:茎尖培养的意义: 普通茎尖培养技术简单,操作方便,易成活,成苗普通茎尖培养技术简单,操作方便,易成活,成苗 时间短,加快繁殖。时间短,加快繁殖。 微茎尖培养可获得脱毒苗;微茎尖培养可获得脱毒苗;2022-8-817v病毒侵染植株的叶片后,经过一段时间,即向附近的细胞增殖转移。转移速度很慢,每小时只有几微米。当叶片内病毒浓度增大到一定量时,就转移到韧皮部,随后
10、通过维管束转移到其它部分。由于病毒转移速度慢,加上茎尖分生组织无维管束,病毒只能通过胞间连丝传递,赶不上细胞分裂和生长的速度,所以生长点的病毒数量极少,几乎检测不出。茎尖培养时,切取的茎尖越小,带病毒的可能性就越小。茎尖脱毒的基本原理茎尖脱毒的基本原理 ( (二二) )病毒在植物体内的分布病毒在植物体内的分布(三)茎尖培养方法及步骤(三)茎尖培养方法及步骤2022-8-820取材取材材料处理材料处理及消毒及消毒培培 养养接种接种驯化移栽驯化移栽直接取材:在生长旺盛、枝直接取材:在生长旺盛、枝条健壮、无病的母株上选生条健壮、无病的母株上选生长不久、杂菌污染少的顶梢长不久、杂菌污染少的顶梢(1 1
11、2 2cmcm)()(取前可喷杀菌取前可喷杀菌药,可顶芽或侧芽)。药,可顶芽或侧芽)。从试管苗获取。从试管苗获取。2022-8-8211 1、 取材取材取取1-2顶梢顶梢2022-8-8222 2、材料处理及消毒、材料处理及消毒 将采集到的茎尖切成将采集到的茎尖切成0.5-1.0cm0.5-1.0cm长长去叶(休眠去叶(休眠芽预先剥除鳞片)芽预先剥除鳞片) 流水冲洗流水冲洗2-4h 2-4h 7575的酒的酒精中处理精中处理30s 30s 稀释稀释2020倍的次氯酸钠中浸倍的次氯酸钠中浸5-8min(5-8min(取取自老枝条上的可适当延长时间)自老枝条上的可适当延长时间)用无菌水冲洗数次,用
12、无菌水冲洗数次,准备接种。准备接种。 3 3、接种接种 接种前再剥掉一些叶片,使茎尖接种前再剥掉一些叶片,使茎尖0.5cm 0.5cm 接种接种 要求:随切随接,动作迅速。要求:随切随接,动作迅速。 亦可将切下茎尖材亦可将切下茎尖材 料在料在1 15% 5% V VC C液中浸一下。液中浸一下。2022-8-8234 4、培养的方法和程序培养的方法和程序(1)培养基)培养基 基本培养基基本培养基 MS、White、 B5、 Heller培养基。培养基。 蔗糖作碳源效果好,浓度蔗糖作碳源效果好,浓度23%。 激素(激素( 2,4-D,IAA, NAA )和有机添加物有明显)和有机添加物有明显影响
13、。但激素浓度以影响。但激素浓度以0.1mg/L为宜,不要太高。为宜,不要太高。2022-8-824生长太慢:生长太慢:茎尖不增大茎尖不增大变绿变绿细胞逐渐老化细胞逐渐老化休眠休眠 原因原因: 生长素浓度太低;温度过低或过高;生长素浓度太低;温度过低或过高;生长太快:生长太快:茎尖迅速增大茎尖迅速增大愈伤组织愈伤组织丧失成苗能力丧失成苗能力 原因原因: 生长素浓度过高;光照太弱或温度太高生长素浓度过高;光照太弱或温度太高; 生长正常:生长正常:茎尖基部稍增大并形成少量愈伤组织,茎尖颜色茎尖基部稍增大并形成少量愈伤组织,茎尖颜色 逐渐变绿,并伸长,叶原基发育成可见的小叶,逐渐变绿,并伸长,叶原基发
14、育成可见的小叶, 进而形成小苗。进而形成小苗。2022-8-825茎尖生长状态茎尖生长状态(2 2)初代培养条件)初代培养条件 每天每天 光照光照16h16h, 光强度光强度1500-30001x1500-30001x, 温度温度252522 2022-8-826(3 3) 继代培养继代培养 茎尖长成的新梢茎尖长成的新梢切成小段切成小段增殖培养基中增殖培养基中 1个月左右个月左右新梢又可切成小段新梢又可切成小段再转入新培养基再转入新培养基建立和维持了茎尖无性系。建立和维持了茎尖无性系。 (即微型扦插)(即微型扦插) 继代培养可用继代培养可用MS培养基。培养基。2022-8-827 (4 4)
15、诱导生根诱导生根 采用采用12MS培养基培养基 加入一定的生长素类调节物质,如加入一定的生长素类调节物质,如NAA、IBA等。等。新梢基部浸入新梢基部浸入50或或100mg/l的的IBA溶液处理溶液处理4-8h,然后转移到无激素的生根培养基中。然后转移到无激素的生根培养基中。2022-8-828(5) (5) 驯化移栽入土驯化移栽入土 在生根培养在生根培养1 1个月左右个月左右生长健壮而发达的根系生长健壮而发达的根系炼苗炼苗移栽移栽 管理(温、光、湿、气)管理(温、光、湿、气)2022-8-829 指不带芽和带一个以上定芽或不定芽(包括块茎、球茎指不带芽和带一个以上定芽或不定芽(包括块茎、球茎
16、在内)的幼茎切段的无菌培养。在内)的幼茎切段的无菌培养。 2022-8-830三、茎段培养三、茎段培养茎段培养用于快速繁殖的优点茎段培养用于快速繁殖的优点培养技术简单易行,繁殖速度较快,每年可增殖105-1012株苗;加速良种和珍贵植物的繁殖,芽生芽方式增殖的苗木质量好,且无病,性状均一;解决不能用种子繁殖的无性繁殖植物的快速繁殖的问题,且可节省种株;试管苗便于运输和防止种苗带菌传播,有利于国际种质交流;试管苗可用于保存某些难以用种子保存的种质资源。 (一)定义:(一)定义: 离体叶培养指包括叶原基、叶柄、叶离体叶培养指包括叶原基、叶柄、叶鞘、叶片、子叶在内的叶组织的无鞘、叶片、子叶在内的叶组
17、织的无菌培养。菌培养。 它大多经脱分化形成愈伤组织,再它大多经脱分化形成愈伤组织,再由愈伤组织分化出芽和根。由愈伤组织分化出芽和根。 其中叶片培养是一个典型的代表。其中叶片培养是一个典型的代表。 2022-8-832四、离体叶的培养四、离体叶的培养* *(二)意义:(二)意义: 1.1.是繁殖稀有名贵品种的有效手段;是繁殖稀有名贵品种的有效手段; 2.2.可用于研究形态建成、光合作用、叶绿素形成等理论问题。可用于研究形态建成、光合作用、叶绿素形成等理论问题。2022-8-833(三)叶片的离体培养方法(三)叶片的离体培养方法 发育方式:叶片培养再生成完整植株有两种方式:发育方式:叶片培养再生成
18、完整植株有两种方式: 是直接诱导形成芽和根是直接诱导形成芽和根完整植株;完整植株; 是先诱导形成愈伤组织,再经愈伤组织分化形成芽和根是先诱导形成愈伤组织,再经愈伤组织分化形成芽和根完整植株。完整植株。 其中,以第二种方式最为常见。其中,以第二种方式最为常见。2022-8-834叶片离体培养发育方式(成苗途径)叶片离体培养发育方式(成苗途径)2022-8-835叶原基叶原基叶鞘叶鞘叶片叶片子叶子叶叶柄叶柄愈伤组织愈伤组织芽和根芽和根试管苗试管苗 不定芽不定芽 1. 1. 材料选择及灭菌材料选择及灭菌 取植物的幼嫩叶片,切割成适当大小(取植物的幼嫩叶片,切割成适当大小(23cm23cm),),在流
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