植物组织培养技术方案.pptx
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1、一、基础知识一、基础知识1 1、植物的组织培养、植物的组织培养(1 1)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态、结在个体发育中,相同细胞的后代在形态、结构、生理功能上发生稳定性差异的过程构、生理功能上发生稳定性差异的过程 。举例举例:如:受精卵增殖、生长、分化形成组织、如:受精卵增殖、生长、分化形成组织、器官、系统。器官、系统。特点:特点:a a a a、持久性:、持久性:、持久性:、持久性:是一种持久性的变化,它发生在生是一种持久性的变化,它发生在生是一种持久性的变化,它发生在生是一种持久性的变化,它发生在生物体的整个生命过程中物体的整个生命过程中物体的整个生命
2、过程中物体的整个生命过程中,在胚胎期达到最大限度;在胚胎期达到最大限度;在胚胎期达到最大限度;在胚胎期达到最大限度;b b b b 、稳、稳、稳、稳定性:定性:定性:定性:细胞分化是稳定的,一般是不可逆转的;细胞分化是稳定的,一般是不可逆转的;细胞分化是稳定的,一般是不可逆转的;细胞分化是稳定的,一般是不可逆转的;c c c c 、全能、全能、全能、全能性:性:性:性:已分化的细胞,仍具有发育的潜能。已分化的细胞,仍具有发育的潜能。已分化的细胞,仍具有发育的潜能。已分化的细胞,仍具有发育的潜能。结果:结果:形成不同的细胞和组织。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
3、择基因在特定的时间和空间条件下的选择性表达的结果。性表达的结果。第1页/共41页(2 2)细胞的)细胞的全能性全能性定义:定义:生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。体的潜能的特性。原理:原理:生物体的每一个细胞都包含有该物种所特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,都有发育成为完整个体所必需有的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因。的全部基因。实例:实例:已分化的植物细胞,仍具有全能性。高度已分化的植物细胞,仍具有全能性。高度特化的动物细胞,从整个细胞来说,全能性受到限特化的动物细胞,从整个细胞来说,全能性受到限
4、制。但它的细胞核仍然保持着全能性,这是因为细制。但它的细胞核仍然保持着全能性,这是因为细胞核内含有该物种遗传性所需要的遗传物质。胞核内含有该物种遗传性所需要的遗传物质。全能性的比较全能性的比较:受精卵受精卵 生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞 植物细胞植物细胞 动物细胞动物细胞 第2页/共41页(3 3)植物组织培养)植物组织培养细胞离体细胞离体必要条件:必要条件:一定的营养物质、激素和其他外界一定的营养物质、激素和其他外界条件条件原理原理:细胞的全能性细胞的全能性外植体:外植体:外植体:外植体:从活植物体上切下进行培养的那部分细胞、组织从活植物体上切下进行培养的那部分细胞、组织从活植物体上切下进
5、行培养的那部分细胞、组织从活植物体上切下进行培养的那部分细胞、组织或器官。或器官。或器官。或器官。相关概念相关概念:脱分化:脱分化:脱分化:脱分化:由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化或者叫去分化。程,称为植物细胞的脱分化或者叫去分化。程,称为植物细胞的脱分化或者叫去分化。程,称为植物细胞的脱分化或者叫去分化。再分化:再分化:再分化:再分化:脱分化产生的愈伤组织继续培养,又可以重新分脱分化产生的愈伤组织继续培养,又可以重新分脱分化产生的愈伤
6、组织继续培养,又可以重新分脱分化产生的愈伤组织继续培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫再分化。化成根或芽等器官,这个过程叫再分化。化成根或芽等器官,这个过程叫再分化。化成根或芽等器官,这个过程叫再分化。愈伤组织愈伤组织愈伤组织愈伤组织:细胞排列疏松而无规则细胞排列疏松而无规则细胞排列疏松而无规则细胞排列疏松而无规则,是高度液泡化的、成无是高度液泡化的、成无是高度液泡化的、成无是高度液泡化的、成无定形状态的薄壁细胞。定形状态的薄壁细胞。定形状态的薄壁细胞。定形状态的薄壁细胞。第3页/共41页人参的愈伤组织人参的愈伤组织人参的愈伤组织人参的愈伤组织第4页/共41页菠萝的愈伤组织菠萝的愈伤
7、组织菠萝的愈伤组织菠萝的愈伤组织第5页/共41页第6页/共41页第7页/共41页2 2、影响植物组织培养的因素、影响植物组织培养的因素(1 1)植物材料的选择)植物材料的选择烟草和胡萝卜的组织培养较为容易烟草和胡萝卜的组织培养较为容易枸杞愈伤组织的芽诱导比较难枸杞愈伤组织的芽诱导比较难同一植物材料的年龄、保存时间的长短会同一植物材料的年龄、保存时间的长短会影响实验结果影响实验结果菊花的组织培养一般选择未开花植株的茎菊花的组织培养一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝上部新萌生的侧枝第8页/共41页(2 2)不同的离体组织和细胞对营养、环境等条)不同的离体组织和细胞对营养、环境等条件的要求相对特
8、殊,需配置不同的培养基件的要求相对特殊,需配置不同的培养基MSMS培养基主要成分包括:培养基主要成分包括:A A、大量元素、大量元素:N:N、P P、S S、K K、CaCa、MgMg等等B B、微量元素、微量元素:B:B、MnMn、CuCu、ZnZn、FeFe、MoMo、I I、CoCo等等C C、有机物、植物激素、有机物、植物激素第9页/共41页讨论:你能说出各种营养物质的作用吗?同专题讨论:你能说出各种营养物质的作用吗?同专题2 2中微生物培养基的配方相比,中微生物培养基的配方相比,MSMS培养基的配方培养基的配方有哪些明显的不同?有哪些明显的不同?答:答:微量元素和大量元素提供植物细胞
9、生活所必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,同时能够维持细胞需的无机盐;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的渗透压;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足离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。微生物培养基以有机营所产生的特殊营养需求。微生物培养基以有机营养为主。与微生物的培养不同,养为主。与微生物的培养不同,MSMS培养基则需培养基则需提供大量无机营养,无机盐混合物包括植物生长提供大量无机营养,无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。必须的大量元素和微
10、量元素两大类。第10页/共41页常用的植物激素:生长素、细胞分裂素和常用的植物激素:生长素、细胞分裂素和赤霉素赤霉素生长素类:生长素类:2 2,4 4二氯苯氧乙酸(二氯苯氧乙酸(2 2,4 4D D)、)、吲哚乙酸(吲哚乙酸(IAAIAA)、萘乙酸()、萘乙酸(NAANAA)、)、吲哚丁酸(吲哚丁酸(IBAIBA)细胞分裂素类:细胞分裂素类:激动素(激动素(KTKT)、)、6 6苄基嘌呤苄基嘌呤(6 6BABA)、玉米素()、玉米素(ZTZT)赤霉素类:赤霉素类:赤霉酸(赤霉酸(GA3GA3)(3 3)植物激素的影响)植物激素的影响第11页/共41页生长素和细胞分裂素作用生长素和细胞分裂素作用
11、植物中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、植物中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。在生长素存在脱分化和再分化的关键性激素。在生长素存在的情况下,细胞分裂素的作用呈现加强的趋势的情况下,细胞分裂素的作用呈现加强的趋势使用顺序使用顺序实验结果实验结果先使用生长素,后使用先使用生长素,后使用细胞分裂素细胞分裂素有利于细胞分裂,但不有利于细胞分裂,但不利分化利分化先使用细胞分裂素后使先使用细胞分裂素后使用生长素用生长素细胞既分裂也分化细胞既分裂也分化同时使用同时使用分化频率高分化频率高第12页/共41页生长素生长素细胞分裂素:细胞分裂素:有利于根的分化有利于根的分化生长素生长
12、素细胞分裂素:细胞分裂素: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 生长素生长素生长素生长素再分化再分化再分化再分化植物细胞培养植物细胞培养植物细胞培养植物细胞培养不需要光不需要光不需要光不需要光需要光需要光需要光需要光第14页/共41页1 1、培育无病毒植株、培育无病毒植株2 2、培养紫草愈伤组织培养紫草愈伤组织,提取紫草素(治疗烫伤提取紫草素(治疗烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料)和割伤的药物以及染料和化妆品的原料)4 4、基因工程中亦需用到植物组织培养的方法、基因工程中亦需用到植物组织培养的方法4 4、植物组织培养的应用:植物组织培养的应用:3 3、诱导离体
13、的植物组织形成具有生根发芽能力、诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构,包裹上人造种皮,制成人工种子,的胚状结构,包裹上人造种皮,制成人工种子,可以解决有些作物品种繁殖能力差,结子困难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或发芽率低等问题第15页/共41页人工种子人工种子第16页/共41页二、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 MS MS培养基包括培养基包括2020多种营养成分,实验室一般多种营养成分,实验室一般使用使用4 4。C C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、配置各种母液、配置各种母液无机物
14、中大量元素浓缩无机物中大量元素浓缩1010倍,微量元素浓缩倍,微量元素浓缩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,需要根据各种母液的用母液配制培养基时,需要根据各种母液的浓缩倍数,计算用量。浓缩倍数,计算用量。第17页/共41页2 2、配置培养基、配置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 调调PHPH培养基的分装培养基的分装 由于菊花
15、的茎段的组织培养比较容易,因此不必添由于菊花的茎段的组织培养比较容易,因此不必添加植物激素。加植物激素。3 3、灭菌、灭菌分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌。汽灭菌。第18页/共41页1 1、选材:、选材:菊花茎段,取生长旺盛的嫩枝菊花茎段,取生长旺盛的嫩枝(二)外植体消毒(二)外植体消毒2 2、消毒、消毒流水冲洗:流水冲洗:菊花茎段用流水冲洗后可少许洗衣粉,菊花茎段用流水冲洗后可少许洗衣粉,用软刷轻轻刷洗,刷洗后在流水下冲洗用软刷轻轻刷洗,刷洗后在流水下冲洗20min20min左左右。右。酒精处理:酒精处理:用无菌吸水纸吸干外植体表面的水用
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