专题四菊花的组织培养.ppt
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1、菊菊 花花 的的 组组 织织 培培 养养 大多绿色开花植大多绿色开花植物都是靠物都是靠种子种子繁殖。繁殖。那么,有没有不用那么,有没有不用种子来培育植物的种子来培育植物的方法呢?方法呢?扦插扦插嫁接嫁接压条压条 茎的营养茎的营养繁殖方式繁殖方式 指在人工培养基上,离体培指在人工培养基上,离体培养植物的器官、组织、细胞和原生质体,养植物的器官、组织、细胞和原生质体,并使其生长、增殖、分化以及再生植株并使其生长、增殖、分化以及再生植株的技术。的技术。组织培养组织培养(1 1)基础知识)基础知识细胞离细胞离体体必要条件:必要条件:一定的营养物质、激素和其他外一定的营养物质、激素和其他外一定的营养物质
2、、激素和其他外一定的营养物质、激素和其他外界条件界条件界条件界条件原理原理:细胞的全能性细胞的全能性即已分化的细胞,仍具有发育形成即已分化的细胞,仍具有发育形成完整个体的潜能。完整个体的潜能。原理:原理:定义:定义:生物体的每一个细胞都包含有该物种所生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质,都有发育成为完特有的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因整个体所必需的全部基因高度特化的动物细胞,从整个细胞来说,全能高度特化的动物细胞,从整个细胞来说,全能性受到限制。但它的性受到限制。但它的细胞核细胞核仍然保持着全能性,仍然保持着全能性,这是因为细胞核内含有这是因为细胞核内含有
3、该物种遗传性所需要的该物种遗传性所需要的遗传物质遗传物质已分化的植物细胞,仍具有已分化的植物细胞,仍具有全能性全能性实例实例受精卵受精卵 生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞全能性的比较全能性的比较:体细胞体细胞 生殖细胞生殖细胞 受精卵受精卵分化程度低的细胞分化程度低的细胞分化程度低的细胞分化程度低的细胞 分化程度高的细胞分化程度高的细胞植物植物植物植物细胞细胞细胞细胞 动物细胞动物细胞动物细胞动物细胞细胞的分化细胞的分化概念:概念:在个体发育中,相同细胞的后代在形在个体发育中,相同细胞的后代在形态、结构、生理功能上发生稳定性差态、结构、生理功能上发生稳定性差异的过程异的过程 结果:结果:形成不同
4、的细胞和组织形成不同的细胞和组织原因:原因:基因在特定的时间和空间条件下的选基因在特定的时间和空间条件下的选择性表达的结果择性表达的结果细胞分化细胞分化是一种持久性的变化,它发生在生物是一种持久性的变化,它发生在生物体的整个生命过程中体的整个生命过程中,在在胚胎期胚胎期达到最大限度。达到最大限度。特点:特点:(2 2)稳定性:稳定性:细胞分化是稳定的,一般是细胞分化是稳定的,一般是不可逆转的不可逆转的(3 3)全能性:全能性:已分化的细胞,仍具有发育已分化的细胞,仍具有发育的的 潜能潜能(1 1)持久性:持久性:是一种持久性的变化,它发是一种持久性的变化,它发生在生物体的整个生命过程中生在生物
5、体的整个生命过程中.离体的离体的植物植物器官、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 胚状胚状体或体或丛芽丛芽植植物物体体植物组织培养的基本过程植物组织培养的基本过程脱分化脱分化:指已经分化的植物器官、组织或指已经分化的植物器官、组织或细胞细胞,当受到创伤或进行离体当受到创伤或进行离体(也受到创伤也受到创伤)培养时培养时,已停止分裂的细胞已停止分裂的细胞,又重新恢复分又重新恢复分裂裂,细胞改变原有的分化状态细胞改变原有的分化状态,失去原有结失去原有结构和功能构和功能,成为具有未分化特性的细胞。成为具有未分化特性的细胞。在植物中在植物中,去分化细胞成为薄壁细胞去分化细
6、胞成为薄壁细胞,称称为为愈伤组织愈伤组织 外植体:外植体:从活植物体上切下进行培养的从活植物体上切下进行培养的那部分细胞、组织或器官那部分细胞、组织或器官外植体:外植体:脱分化:脱分化:再分化:再分化:已经脱分化的细胞在一定条件下已经脱分化的细胞在一定条件下,又可经过愈伤组织或胚状体又可经过愈伤组织或胚状体,再分化出根和再分化出根和芽芽,形成完整植株形成完整植株,这一过程叫作这一过程叫作再分化。再分化。愈伤组织愈伤组织:细胞排列疏松而无规则细胞排列疏松而无规则,是高度是高度液泡化的、成无定形状态的薄壁细胞液泡化的、成无定形状态的薄壁细胞再分化:再分化:愈伤组织:愈伤组织:菠萝的愈伤组织菠萝的愈
7、伤组织菠萝的愈伤组织菠萝的愈伤组织愈伤组织愈伤组织过程过程:离离离离体体体体组组组组织织织织或或或或细细细细胞胞胞胞植植植植物物物物体体体体脱分化脱分化脱分化脱分化细胞分细胞分细胞分细胞分裂素裂素裂素裂素生长素生长素生长素生长素愈愈愈愈伤伤伤伤组组组组织织织织芽芽芽芽根根根根细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂素素素素 生长素生长素生长素生长素细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂素素素素 有利于根的分化有利于根的分化生长素生长素细胞分裂素:细胞分裂素:有利于芽的分化,抑有利于芽的分化,抑制根的分化制根的分化生长素生长素细胞分裂素:细胞分裂素:促进愈伤组织生长促进愈伤组织生长生长素和细胞分裂素同时使用,
8、用量的比例生长素和细胞分裂素同时使用,用量的比例对植物细胞发育方向的影响对植物细胞发育方向的影响(4 4)除了上述因素外,除了上述因素外,PHPH、温度、光照等条件、温度、光照等条件也很重要。也很重要。不同的植物对各种条件的要求往往不同的植物对各种条件的要求往往不同。进行菊花的组织培养,一般将不同。进行菊花的组织培养,一般将PHPH值控制值控制在在5.85.8左右,温度控制在左右,温度控制在18-2218-22,并且每日用,并且每日用日光灯照射日光灯照射12h12h。讨论:讨论:1 1、你能说出各种营养物质的作用吗?同、你能说出各种营养物质的作用吗?同专题专题2 2中微生物培养基的配方相比,中
9、微生物培养基的配方相比,MSMS培养基的培养基的配方有哪些明显的不同?配方有哪些明显的不同?微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐;蔗糖提供碳源,同时能够维持细胞的渗无机盐;蔗糖提供碳源,同时能够维持细胞的渗透压;甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离透压;甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。生的特殊营养需求。微生物培养基以有机营养为主。微生物培养基以有机营养为主。与微生物的与微生物的培养不同,培养不同,MSMS培养基则需提供培养基则需提供大量
10、无机营养,大量无机营养,无无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。元素两大类。阅读课文,思考以下问题阅读课文,思考以下问题2、你认为组织培养过程中,成功的关键、你认为组织培养过程中,成功的关键有哪些?这些步骤的适宜条件是什么?有哪些?这些步骤的适宜条件是什么?组织的脱分化及愈伤组织的再分化。组织的脱分化及愈伤组织的再分化。植物组织培养过程中,影响植物细胞植物组织培养过程中,影响植物细胞脱分化、再分化的最重要因素是植物激素,脱分化、再分化的最重要因素是植物激素,细胞分裂素与生长素之间的浓度比可以调细胞分裂素与生长素之间的浓度比可以调控植株
11、组培过程中芽和根的形成。控植株组培过程中芽和根的形成。生长素生长素/细胞分裂素细胞分裂素高高 有利于根的分化、抑制芽的形成有利于根的分化、抑制芽的形成低低 有利于芽的分化、抑制根的形成有利于芽的分化、抑制根的形成同常规的无性繁殖方法相比,组织培养快速同常规的无性繁殖方法相比,组织培养快速繁殖法主要具有以下优点:繁殖法主要具有以下优点:(1 1)快速。)快速。采用常规的方法如分株法,一棵花采用常规的方法如分株法,一棵花卉一年一般只能生产几株或几十株,但用组织卉一年一般只能生产几株或几十株,但用组织培养的方法则每年可以繁殖出几万甚至数百万培养的方法则每年可以繁殖出几万甚至数百万的小植株。的小植株。
12、(2 2)周年生产。)周年生产。花卉组织培养快速繁殖是在实花卉组织培养快速繁殖是在实验室中进行,因条件可控,所以不受季节限制,验室中进行,因条件可控,所以不受季节限制,可以全年进行连续生产。而常规的无性繁殖则可以全年进行连续生产。而常规的无性繁殖则受季节限制,只能在花卉生长季节进行繁殖。受季节限制,只能在花卉生长季节进行繁殖。组织培养与常规繁殖相比优点众多组织培养与常规繁殖相比优点众多(3 3)经济效益高。)经济效益高。花卉组织培养快速繁殖所花卉组织培养快速繁殖所需要的空间小,在一个需要的空间小,在一个200200平方米的培养室平方米的培养室内一年可生产试管苗上百万株。如按每株内一年可生产试管
13、苗上百万株。如按每株1 1元计算,每年产值上百万元。元计算,每年产值上百万元。(4 4)以组织培养繁殖的种苗与母株有著相同)以组织培养繁殖的种苗与母株有著相同的遗传基因。的遗传基因。所以使用这项技术可让优良所以使用这项技术可让优良的品种不断地延续。的品种不断地延续。组织培养与常规繁殖相比优点众多组织培养与常规繁殖相比优点众多2 2、培育无病毒植株(作物脱毒)、培育无病毒植株(作物脱毒)4 4、转基因植物的培育,转基因植物的培育,基因工程中亦需用到植基因工程中亦需用到植物组织培养的方法。物组织培养的方法。植物组织培养的应用:植物组织培养的应用:3 3、制备人工种子,制备人工种子,可以解决有些作物
14、品种繁殖可以解决有些作物品种繁殖能力差,结子困难或发芽率低等问题能力差,结子困难或发芽率低等问题1 1、植物快速繁殖、植物快速繁殖人人人人工工工工种种种种子子子子二、实验操作二、实验操作制备制备MSMS固体固体培养基培养基外植体消毒外植体消毒接种接种培养培养栽培栽培移栽移栽冲洗冲洗70%酒精酒精无菌水冲洗无菌水冲洗氯化汞氯化汞无菌水冲洗至少三无菌水冲洗至少三次之上次之上二、实验操作二、实验操作(一)制备(一)制备MSMS固体培养基固体培养基MSMSMSMS培养基包括培养基包括培养基包括培养基包括20202020多种营养成分,实验室一般使用多种营养成分,实验室一般使用多种营养成分,实验室一般使用
15、多种营养成分,实验室一般使用4 4 4 4保存配制好的培养基母液来制备。保存配制好的培养基母液来制备。保存配制好的培养基母液来制备。保存配制好的培养基母液来制备。1 1、配制各种母液、配制各种母液为了避免每次配制培养基都要称量几十种成分,为了避免每次配制培养基都要称量几十种成分,减少工作量,可以将各种成分按比例配制成浓减少工作量,可以将各种成分按比例配制成浓缩液,即培养基母液,一般将常用药品配成比缩液,即培养基母液,一般将常用药品配成比所需浓度高所需浓度高1010100100倍的母液。使用时,根据倍的母液。使用时,根据浓缩比例浓缩比例计算用量计算用量,加水稀释。,加水稀释。无机物中大量元素浓缩
16、无机物中大量元素浓缩1010倍,微量元素浓倍,微量元素浓缩缩100100倍,常温保存。倍,常温保存。激素类、维生素类以及用量较小的有机物一激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按般可按1mg/ml1mg/ml的质量浓度单独配制成母液。的质量浓度单独配制成母液。用母液配制培养基时,需要根据各种母液用母液配制培养基时,需要根据各种母液的的浓缩倍数,计算用量。浓缩倍数,计算用量。2 2、配制培养基、配制培养基分装到锥形瓶中,每瓶分装分装到锥形瓶中,每瓶分装50ml50ml或或100ml100ml。配制培养液配制培养液配制配制1LMS1LMS培养基,先将称好的琼脂加培养基,先将称好的琼脂加800m
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