参考文献
1、孙敬三,桂耀林主编.植物细胞工程实验技术.北京:科学出版社,1995 2、周维燕主编.植物细胞工程原理与技术.北京:中国农业大学出版社,2001 3、刘庆昌 吴国良 植物细胞组织培养 2005.3 中国农业大学出版社 4、奚元龄等.植物细胞培养手册.北京:农业出版社,1992.278~297 5、李浚明编译.植物组织培养教程[第2版].北京:中国农业大学出版社,2004
[单元章节]
第五章 植物器官和组织培养 [教学目的]
掌握植物器官和组织培养的主要技术,特别是茎段、叶片、愈伤组织培养技术的应用。
[重点难点]
茎节和切段、叶片、花器官、愈伤组织培养
[教学方法]
启发式;讲授;多媒体课件
[教学时数]
2课时。
[教学内容]
第一节 植物器官和组织培养的基本程序
器官培养指:以植物的根,茎,叶,花,果等器官为外植体的离体无菌培养。 一、无菌外植体的获得
1、外植体:如根的根尖,茎尖,茎节,叶片,花蕾,果实、块茎、鳞茎、种子等 2、灭菌(以上讲过)。 二、初代培养物的建立
采来的植物材料经过灭菌处理得到无菌外植体--初代培养,是在无菌条件下经无菌操作而获得。
三、形态发生和植株再生
形态发生途径;器官发生、体细胞胚胎发生。
器官发生中芽多发生在愈伤组织的表层,即外起源。而根发生在愈伤组织的深处,即内
12
起源。体细胞胚胎起源于单细胞,体细胞胚具有双极性。 四、培养产物的观察记载
(一)愈伤组织、外植体愈伤组织诱导率、愈伤组织生长量。 (二)体细胞胚、胚状体诱导率。 (三)芽分化诱导率。
第二节 植物营养器官培养
一、离体根的培养
以植物根切段为外植体进行的离体培养技术.离体根培养是进行根系生理和代谢研究的最优良的实验体系. (一)根无性系的建立
将种子进行表面消毒,在无菌条件下萌发,待根伸长后从根尖一端切取长1cm的根尖,接种于培养基中。
1、根直接增殖:养基如MS也可采用,但必须将其浓度稀释到2/3或1/2,25-27 ℃黑暗条件培养,使根直接增殖。
2、根间接增殖;根--愈伤组织---芽或根。 4、根形成过程:以不定根方式进行。 (二)影响离体根发生和生长的因素
培养基、激素、加适当浓度生长素有利根生长,赤霉素能增加侧根发生与生长。 植物材料:一般用种子在无菌条件下萌发根尖。光照和温度:25-27℃黑暗条件培养有利。
二、植物茎培养
植物茎培养又分为茎尖和茎段培养
茎尖培养:切取茎的先端部分或茎尖分生组织(茎尖)0.1mm部分进行无菌培养,应用于无病毒苗培育。
茎段培养:对带有腋芽或叶柄的茎段进行无菌培养。
茎段培养优点:是以芽生芽方式繁殖,易培养成功,变异小,性状均一,繁殖速度快,故作快速繁殖的主要外植体.茎段培养中可能出现四种情况:单芽、丛生苗、完整植株、愈伤组织。 三、离体叶的培养
13
离体叶培养指;以植物叶器官为外植体进行的离体培养技术.(叶原基、叶柄、叶鞘、叶片、子叶在内的叶组织的无菌培养)。它大多经脱分化形成愈伤组织,再由后者分化出茎和根。 (1)材料选择及灭菌 (2)接种 把灭菌过的叶组织切成约0.5cm见方小块或薄片(如叶柄和子叶),接种在MS或其他培养基上,培养基中附加BA和NAA。(3)培养 叶接种后培养条件为每天10-12h光照,光强1500-30001x。培养约2周至4周,叶切块开始增厚肿大,进而形成愈伤组织。这时应转移到再分化培养基上进行分化培养。
第三节 植物繁殖器官培养
一、花器官的培养
花器官培养指整朵花或其组成部分如花托、花瓣、花丝、花柄、子房、花药等的无菌培养。其培养方法如下:
取材 从健壮植株上取未开放的花蕾作外植体材料。经消毒、接种培养 。要加入生长激素和细胞分裂素,诱导形成愈伤组织或胚状体,再分化培养成植株。 二、种子培养
种子培养是指受精后发育完全的成熟种子和发育不完全的未成熟种子的无菌培养。 培养技术如下:
(1)种子灭菌 种皮厚或不饱满的种子,宜用0.1%升汞消毒10-20min。应先用75%酒精或吐温40处理,提高消毒效果。对壳厚难萌发的种子,可去壳培养。
(2)培养基 对某些发育不全的无胚乳的种子培养,应提供适当的生长激素。种子培养的糖浓度可稍低,一般1%-3%。
(3)接种培养 种子培养的接种较容易,把种子按每瓶3-5粒放人培养瓶中,均匀排列,放在20-28℃的条件下培养,1000-20001x光强,每天光照10h。
第四节 植物组织培养
组织培养:指以分离出植物各部位的组织(如分生组织,形成层,木质部,韧皮部,表皮,皮层,胚乳组织,薄壁组织,髓部等),或已诱导的愈伤组织为外植体的离体无菌培养。
一、分生组织培养
分生组织培养指对分生组织进行离体培养,包括根尖、茎尖等顶端分生组织和形成层组织的培养。
14
茎尖的培养;茎尖培养是切取茎的先端部分或茎尖分生组织部分,进行无菌培养。 微茎尖和普通茎尖培养。茎尖培养步骤如下:
(1)取材 挑选杂菌污染少,生长不久的茎尖。(2)消毒接种 (3)接种 为了减少污染,可在接种前再剥掉一些叶片,使茎尖为0.5cm左右大小。这样取茎尖大小只能作为快速繁殖。
为脱病毒:在剖取茎尖时,把茎芽置于解剖镜下,用解剖针或解剖刀片将分生组织切下来(0.2-0.5mm),可带1~2枚叶原基。
茎尖培养后可能出现四种情况:芽萌发、产生胚状体、产生不定器官、产生愈伤组织。 二、愈伤组织培养
愈伤组织培养:指诱导植物外植体产生无序生长的薄壁细胞及其培养技术。 通过植物的器官和组织的培养去分化诱导产生愈伤组织,然后从愈伤组织再分化产生芽,长成小植株.
三、植物薄层组织培养
植物薄层组织培养:指植物薄细胞层组织进行离体培养的技术。
薄层细胞培养采用茎表皮层细胞做外植体,进行平板培养。该种培养技术具有取材方便,表面消毒方便,不通过愈伤阶段直接分化成芽、根等优点。
[自学指导与训练方案]
复习思考题:
1、植物器官和组织培养的基本程序是什么? 2、什么是茎尖、叶培养?
3、茎尖、茎段、叶培养的方法和步骤? 4、什么是植物薄层组织培养? 6、茎段培养的目的是什么? 参考书:
1、梅家训、丁习武主编 组培快繁技术及其应用 2003.4 中国农业出版社 2、高新一、王玉英编著 植物无性繁殖实用技术 2003.12 金盾出版社 3、李浚明编译.植物组织培养教程[第2版].北京:2004部中国农业大学出版社,
[单元章节]
15