植物组织培养的基本技术 (2)精选PPT.ppt
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1、关于植物组织培养的基本技术(2)第1页,讲稿共134张,创作于星期二第一节第一节 实验室的设计实验室的设计一、植物组织培养实验室设计二、设备和仪器三、玻璃器皿及用具四、培养条件主要内容主要内容第2页,讲稿共134张,创作于星期二 一、一、植物组织培养实验室设计准备间准备间缓冲室缓冲室无菌室无菌室培养室培养室第3页,讲稿共134张,创作于星期二实验室设计在进行植物组织培养工作之前,首先应对工作目的和规模以及需要哪些最基本的设备和条件有个全面的了解,以便因地制宜地利用现有房屋,或新建、改建实验室。第4页,讲稿共134张,创作于星期二 实验室的大小取决于工作的目的和规模实验室的大小取决于工作的目的和
2、规模:1.以工厂化生产为目的,实验室规模太小,则会限制生产影响效率。2.在设计组织培养实验室时,应按组织培养程序来设计 避免某些环节倒排,引起日后工作混乱。植物组织培养是在严格无菌的条件下进行的。要做到无菌的条件,需要一定的设备、器材和用具,同时还需要人工控制温度、光照、湿度等培养条件。第5页,讲稿共134张,创作于星期二n。准备室准备室缓冲间缓冲间培培养养室室接种室接种室第6页,讲稿共134张,创作于星期二准备室第7页,讲稿共134张,创作于星期二第8页,讲稿共134张,创作于星期二主要工作主要工作:完成完成各种器具的洗涤、干燥、各种药品 贮备、称量、溶解、配制、培养基分装、培养基的灭菌等。
3、主要设备:水池、工作台、高压灭菌锅、烘箱、药品柜、冰箱、天平、蒸馏水器、酸度计及常用的培养基配制用玻璃仪器.第9页,讲稿共134张,创作于星期二缓冲室第10页,讲稿共134张,创作于星期二具体要求和工作具体要求和工作:面积5m2为宜。进入无菌操作室前在此更衣换鞋,以减少进出时带入杂菌。缓冲间最好也安一盏紫外线灭菌灯,以照射灭菌。第11页,讲稿共134张,创作于星期二无菌室(也叫接种室,操作室)第12页,讲稿共134张,创作于星期二第13页,讲稿共134张,创作于星期二主要工作主要工作:用于植物材料的消毒、接种、培 养物的转移、试管苗的继代、原生质体的制备以及一切需要进行无菌操作的技术程序。主要
4、设备主要设备:紫外光源、超净工作台、显微镜、解剖镜、酒精灯、接种器械(接种镊子、剪刀、解剖刀、接种针)等。第14页,讲稿共134张,创作于星期二具体要求具体要求:接种室宜小不宜大,一般78平方米,要求地面、天花板及四壁尽可能密闭光滑,易于清洁和消毒。配置拉动门,以减少开关门时的空气扰动。接种室要求干爽安静,清洁明亮。在适当位置吊装12盏紫外线灭菌灯,用以照射灭菌。最好安装一小型空调,使室温可控,这样可使门窗紧闭,减少与外界空气对流。第15页,讲稿共134张,创作于星期二培养室第16页,讲稿共134张,创作于星期二第17页,讲稿共134张,创作于星期二主要工作:将接种的材料进行培养生长的场所。培
5、养室的大小可根据需要培养架的大小、数目、及其他附属设备而定。其设计以充分利用空间和节省能源为原则。第18页,讲稿共134张,创作于星期二具体要求具体要求:周围墙壁要求有绝热防火的性能。培养室温度一般保持在2027左右,安装空调机。由于热带植物和寒带植物等不同种类要求不同温度,最好不同种类有不同的培养室。室内湿度也要求恒定,相对湿度以保持在70%80%为好,可安装加湿器。控制光照时间可安装定时开关钟,一般需要每天光照10-16h。第19页,讲稿共134张,创作于星期二主要设备:培养架、空调机、除湿机、摇床、培养箱、紫外光源等。第20页,讲稿共134张,创作于星期二二、设备、仪器二、设备、仪器(一
6、)大型设备和仪器 大多由铝合金制成,一般设5-7层,最低一层离地高约2Ocm,其他每层间隔30cm左右,培养架即高2左右。培养架长度都是根据日光灯的长度而设计,如采用40W日光灯,长1.3m,宽度一般为60cm。培培养养架架第21页,讲稿共134张,创作于星期二 用于植物材料的培养,其内有温度感受器,控制箱内温度到所调指标。生化培养箱还配有光照装置。恒温培养箱恒温培养箱第22页,讲稿共134张,创作于星期二 超净工作台 用于培养物的无菌操作(由鼓风机、滤板、操作台、紫外灯和照明灯组成)。超净台分水平式和垂直式二种型号第23页,讲稿共134张,创作于星期二 用于干燥洗净的玻璃器皿,也可用于干热灭
7、菌和测定干物重.用于干燥需保持80-100;进行干热灭菌需保持150,达1-3h;若测定干物重,则温度应控制在80烘干至完全干燥为止。烘 箱第24页,讲稿共134张,创作于星期二 高压灭菌锅类型:手提式高压灭菌锅立式高压灭菌锅作用:培养基、水和各种器皿的消毒第25页,讲稿共134张,创作于星期二v种类较多,用于分离微茎尖可采用双筒实体解剖镜。解剖镜上带有照相装置,根据需要随时对所需材料进行摄影记录。第26页,讲稿共134张,创作于星期二作用:作用:用于称取大量元素、微量元素、维生素、激素等药品精确度00001g。电子天平第27页,讲稿共134张,创作于星期二作用:测定培养基及酶制剂的值酸度计第
8、28页,讲稿共134张,创作于星期二作用:低温保存材料,存放药品、培养基母液、激素、酶制剂。冰箱第29页,讲稿共134张,创作于星期二空空 调调 机机一般要保持在2327左右,具备产热装置,并安装吊式或立式空调机。第30页,讲稿共134张,创作于星期二(二)二)小型用品小型用品 1镊镊子子类类(forceps)常应用医疗上的镊子。根据操作需要有各种类型 2剪刀剪刀类类(scissors)可采用医疗五官科用的中型剪刀。主要用于切断茎段、叶片等。也可以用弯形剪刀,由于其头部弯曲,可以深入到瓶口中进行剪切。第31页,讲稿共134张,创作于星期二 3.解解剖剖刀刀:切割较小材料和分离茎尖分生组织时,可
9、用解剖刀。刀片要经常调换,使之保持锋利状态,否则切割时会造成挤压,引起周围细胞组织大量死亡,影响培养效果。4.解解剖剖针针:解剖针可深入到培养瓶中,转移细胞或愈伤组织。也可用于分离微茎尖的幼叶,可以自制。5.接种接种盘盘:第32页,讲稿共134张,创作于星期二n 组组培培瓶瓶(玻玻璃璃)-要求透光度好,能耐高压高温,以试管、三角瓶、培养皿等使用较多。n 三角三角锥锥瓶瓶-适用于各种培养(如固体培养、液体培养、大规模培养或一般培养)。n 培养皿培养皿-适于作单细胞的固体平板培养、胚和花药培养和无菌发芽。n 试试管管-适合于用少量培养基及试验各种不同配方时选用。三、玻璃器皿及用具三、玻璃器皿及用具
10、第33页,讲稿共134张,创作于星期二n 在组织培养中配制培养基,贮藏母液,材料的消毒等需要各种化学实验用的玻璃器。n 包括各种型号的烧杯、量筒、移液管、试剂瓶、容量瓶、试管以及移液管架、玻璃棒、滴瓶等。n 吸耳球、刷子、记号笔、定时钟、手套、封口膜、脱脂棉、拖鞋、口罩、白大褂、滤纸。第34页,讲稿共134张,创作于星期二 湿度的影响包括培养容器内湿度的保持和环境的湿度条件。(三三)、湿度、湿度第35页,讲稿共134张,创作于星期二第二节 器具洗涤一、一、洗涤液洗涤液 洗涤液的种类很多,配制方法也不一样,可根据要求选择经济有效的洗涤液。常用的洗涤剂主要有肥皂、洗衣粉、洗洁精和铬酸洗涤液等。洗衣
11、粉、洗洁精和肥皂均是很好的去污剂,对于带油脂太多的玻璃器皿,可先用其他洗涤液除污垢再用洗衣粉水等洗涤。第36页,讲稿共134张,创作于星期二二、各种器具的洗涤二、各种器具的洗涤n新器皿;新购置的玻璃器皿一般都有游离的碱性物质,使用前要在1%的盐酸溶液中浸泡24h再清洗,再用自来水冲洗,最后用蒸馏水洗23次彻底清洁后,烘干备用。n用过器皿;用过后玻璃器皿如烧杯、试管和培养瓶等要先除去其残渣,清水冲洗后将器皿放入洗衣粉溶液中浸泡一段时间,然后涮去器皿内污物,如洗涤效果不好,可增加洗衣粉水浓度或适当加热,器皿内外都要刷到,再用水冲洗干净,最后用蒸馏水冲洗一遍,干燥后备用。第37页,讲稿共134张,创
12、作于星期二第三节 培养基及其配制主要内容主要内容 一、培养基成分 二、培养基的pH 三、培养基的种类、配方及其特点第38页,讲稿共134张,创作于星期二 在建立培养系统时,首先找到一合适的培养基。在植物组织培养历史进程中,事实上也紧密地伴随着培养基的研制史。对植物的营养要求的不断认识,对已有培养基的改进,或者将新发现的植物激素、新的有益成分应用于培养基之中,都大大促进了组织培养研究的迅速发展,取得越来越多的成功。一、培养基成分第39页,讲稿共134张,创作于星期二 培培养养基基成成分分1、水和琼脂、水和琼脂2、大量元素大量元素3、微量元素微量元素4、铁盐铁盐5、有机质有机质 6、其它辅助性物质
13、、其它辅助性物质7、植物生长调节物质、植物生长调节物质一、培养基成分第40页,讲稿共134张,创作于星期二 1、水、水 水是植物原生质体的组成成分,也是一切代谢过程的介质和溶媒。它是生命活动过程中不可缺少的物质。配制培养基母液时要用蒸馏水,以保持母液及培养基成分的精确性,防止储藏过程发霉变质。大规模生产时可用自来水。但在少量研究上尽量用蒸馏水,以防成分的变化引起不良效果。第41页,讲稿共134张,创作于星期二琼脂琼脂(agar)(agar)作用作用:最好的固化剂。琼脂是一种由海藻中提取的高分子碳水化合物,本身并不提供任何营养。特性特性:溶解在热水中,成为溶胶,冷却至40即凝固为固体状凝胶。通常
14、所说的“煮化”培养基,就是使琼脂溶解于90以上的热水。浓度浓度:琼脂的用量在6-10gL之间,若浓度太高,培养基就会变得很硬,营养物质难以扩散到培养的组织中去。若浓度过低,凝固性不好。第42页,讲稿共134张,创作于星期二2、大量元素 大量元素就是人们平常所说在培养基中的浓度大于100mg/L的元素。在植物生命中具有非常重要的作用。如氮(N)、硫(S)、磷(P)是蛋白质、氨基酸、核酸和许多生物催化剂即酶的主要或重要组分。它们与蛋白质、氨基酸、核酸和酶的结构、功能、活性等有直接的不可缺少的关系。第43页,讲稿共134张,创作于星期二 氮占蛋白质含量的16%-18%,在植物生命活动中占有首要的地位
15、,故又称为生命元素。磷在糖代谢、氮代谢、脂肪转变等过程中不可缺少。第44页,讲稿共134张,创作于星期二 钾 对于参与活体内各种重要反应的酶起着活化剂的作用,钾供应充分时糖类合成加强,纤维素和木质素含量提高,茎秆坚韧,植株健壮。硫 氨基酸中都含有硫,这些氨基酸几乎是所有蛋白质的构成分子。第45页,讲稿共134张,创作于星期二钙钙:是细胞壁的组分之一,果胶酸钙是植物细胞胞间层的主要成分,缺钙时细胞分裂受到影响,细胞壁形成受阻,严重时幼芽、幼根会溃烂坏死。镁 是叶绿素分子结构的一部分,缺少镁,叶绿素就不能形成,叶子就会失绿,就不能进行光合作用。镁也是染色体的组成成分,在细胞分裂过程中起作用。第46
16、页,讲稿共134张,创作于星期二3、微量元素B B,MnMn,ZnZn,CuCu,MoMo,CoCo等,也是植物组织培养中不可缺少的元素,缺少这些物质会导致生长、发育异常现象。微量元素微量元素 指小于100mg/L的元素。第47页,讲稿共134张,创作于星期二MnMn 对糖酵解中的某些酶有活化作用。B B 影响植物的有性生殖如花器官的发育和受精作用。还具有抑制有毒的酚类化合物的形成的作用,改善某些植物组织的培养状况,缺硼时细胞分裂停滞,愈伤表现出老化现象。第48页,讲稿共134张,创作于星期二ZnZn 是吲哚乙酸生物合成必需的,也是谷氨酸脱氢酶、乙醇脱氢酶等的活化剂。CuCu 是细胞色素氧化酶
17、、多酚氧化酶等氧化酶的成分,可影响氧化还原过程。MoMo 是硝酸还原酶和钼铁蛋白的金属成分。第49页,讲稿共134张,创作于星期二4、铁盐铁铁 是一些酶(氧化酶、细胞色素氧化酶、过氧化氢酶等)的重要组成成分,又是叶绿素形成的必要条件。培养基中的铁对胚的形成、芽的分化和幼苗转绿有促进作用。但由于Fe的特殊性质,即很不稳定、易沉淀,需要在酸性条件下才能比较稳定,故在培养基配制时常常把Fe盐单独配制,且以螯合物的形式存在。第50页,讲稿共134张,创作于星期二5、有机质有机质-糖糖不同糖类对生长的影响不同。从各种糖对水稻根培养的影响来看,以葡萄糖效果最好,果糖和蔗糖相当,麦芽糖差一些。不同植物不同组
18、织的糖类需要量也不同,实验时要根据配方规定按量称取,不能任意取量。第51页,讲稿共134张,创作于星期二种类:种类:VB1(盐酸硫胺素盐酸硫胺素)、VB6(盐酸吡哆醇盐酸吡哆醇)、VB3(烟酸烟酸)、Vc(抗坏血酸抗坏血酸),有时还使用生物素、叶酸、核黄素等。,有时还使用生物素、叶酸、核黄素等。浓度:浓度:0.11.0mg/L作用:作用:VB1促愈伤组织产生,提高活力促愈伤组织产生,提高活力 VB6 促根生长促根生长 VB3与代谢和胚发育有关与代谢和胚发育有关 Vc防组织褐变防组织褐变维生素维生素(vitamin)(vitamin)第52页,讲稿共134张,创作于星期二肌醇(环己六醇)肌醇(环
19、己六醇)促进愈伤组织生长促进愈伤组织生长以及以及胚状体和芽的形成胚状体和芽的形成对组织细胞繁殖、分化的促进作用对组织细胞繁殖、分化的促进作用浓度浓度100 mg/L第53页,讲稿共134张,创作于星期二氨基酸氨基酸(aminoacide)是很好的有机氮源,可直接被细胞吸收利用。培养基中最常用的氨基酸是甘氨酸,其他的如精氨酸、谷氨酸、谷酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、丙氨酸等也常用。第54页,讲稿共134张,创作于星期二为了特殊的培养目的,在一部分培养基中还添加了一些特殊成分,如水解酪蛋白,水解乳蛋白,酵母提取物,胰蛋白胨,椰乳,西红柿汁,香蕉粉,橘子汁,可可汁等天然复合物以及活性炭,渗透调节剂等。6
20、、其它辅助性物质、其它辅助性物质第55页,讲稿共134张,创作于星期二 1)椰乳椰乳是椰子的液体胚乳。它是使用最多、效果最大的一种天然复合物。一般使用浓度在10-20 在愈伤组织和细胞培养中有促进作用。第56页,讲稿共134张,创作于星期二 2)香蕉香蕉浓度:150-200ml/l。用黄熟的小香蕉,加入培养基后变为紫色。对pH值的缓冲作用大。主要在兰花的组织培养中应用,对发育有促进作用。第57页,讲稿共134张,创作于星期二3)马铃薯马铃薯(potato)去掉皮和芽后,加水煮30min,再经过过滤,取其滤液使用。用量为150-200gL。对pH值缓冲作用也大。添加后可得到健壮的植株。第58页,
21、讲稿共134张,创作于星期二4)水解酪蛋白或水解乳蛋白水解酪蛋白或水解乳蛋白为蛋白质的水解物,主要成分为氨基酸(含有约20种氨基酸的混合物)使用浓度为100-200mgL。受酸和酶的作用易分解。第59页,讲稿共134张,创作于星期二5)其他其他 酵母提取液(YE)(0.01-0.05),主要成分为氨基酸和维生素类;麦芽提取液(001-05)苹果和番茄的果汁、黄瓜的果实、未熟玉米的胚乳等。第60页,讲稿共134张,创作于星期二6)6)其它辅助性物质其它辅助性物质A.抗生物质B.抗氧化物C.活性炭第61页,讲稿共134张,创作于星期二A A、抗生物质、抗生物质(antibiotic)(antibi
22、otic)种类种类:青霉素、链霉素、庆大霉素等用量:5-20mgL。作用:防止菌类污染,减少培养中材料的损失。对于刚感染的组织材料,可向培养基中注入5-10的抗菌素。注意:抗生素各有其抑菌谱,要加以选择试用,也可两种抗生素混用。但是应当注意抗生素对植物组织的生长也有抑制作用,使用要慎重。第62页,讲稿共134张,创作于星期二B、抗氧化物(antioxide)酚污染植物组织在切割时会溢泌一些酚类物质,接触空气中的氧气后,自动氧化或由酶类催化氧化为相应的醌类,产生可见的茶色、褐色以致黑色。这些物质渗出细胞外就造成自身中毒,使培养的材料生长停顿,失去分化能力,最终变褐死亡。在木本,尤其是热带木本及少
23、数草本植物中较为严重。第63页,讲稿共134张,创作于星期二抗酚类氧化常用的药剂有抗酚类氧化常用的药剂有半胱氨酸及半胱氨酸及VcVc用量:50-200mgL的浓度方法:洗涤刚切割的外植体表面或过滤灭菌后加入 固体培养基的表层。其他抗氧化剂:二硫苏糖醇、谷胱甘肽、硫乙醇、及二乙基二硫氨基甲酸酯第64页,讲稿共134张,创作于星期二C、活性炭 主要是利用其吸附能力,减少一些有害物质的影响,例如防止酚类物质污染而引起组织褐化死亡。但活性炭对物质吸附无选择性、既吸有害物质,也吸附有利物质,因此使用时应慎重考虑,不能过量,一般用量为1%-5%。第65页,讲稿共134张,创作于星期二7 7、植物生长调节物
24、质、植物生长调节物质植植物物激激素素是是指自然状态下植物体内合成,并从产生处运送到别处,对生长发育产生显著作用的微量(1毫克/升以下)有机物;植物生长调节剂植物生长调节剂是指一些具有植物激素活性的人工合成的物质。第66页,讲稿共134张,创作于星期二植植物物激激素素植植物物生生长长调调节节剂剂在植物组织培养中使用的生长调节物质主要有生长素类和细胞分裂素类两大类,少数培养基中还添加赤霉素GA3等植植物物生生长长调调节节物物质质第67页,讲稿共134张,创作于星期二 种类IAANAAIBA2,4D 作用诱导愈伤组织形成和根分化,促进细胞分裂和伸长生长。根对生长素最敏感,在极低浓度下(10.5-10
25、.8mgL)就可促进生长,其次是茎和芽。浓度0.055mg/L,(1)、生长素类、生长素类(auxin)植物生长调节物质植物生长调节物质生长素生长素第68页,讲稿共134张,创作于星期二天然的生长素热稳定性差,高温高压或受光条件易被破坏。在植物体内也易受到体内酶的分解。组织培养中常用人工合成的生长素类物质。生长素配制可先用少量95酒精助溶。2,4-D可用01molL的NaOH或KOH助溶。生长素常配成1mg/ml的溶液贮于冰箱中备用。植物生长调节物质植物生长调节物质生长素生长素第69页,讲稿共134张,创作于星期二植物生长调节物质植物生长调节物质生长素生长素IAA(IAA(吲吲哚哚乙乙酸酸)是
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