南京林业大学 植物组织培养笔记(完整)

2)水解酪蛋白:100-500 mg/L 。

3)酵母提取物:0.01%-0.05%。YE:主要用于细菌培养。 4)麦芽提取物:0.01%-0.5%。 5)苹果和番茄的果汁等。

二、培养基的种类

基本培养基 完全培养基

按照培养基对植物的作用可分为:空白培养基(不加人激素的培养基)、诱导培养基(使植物细胞脱分化)、分化培养基(使脱分化的细胞再分化出根茎等器官)、生根培养基

常用的培养基:MS培养基、B5培养基、White培养基、N6培养基、KM—8P培养基等 按培养基物理性状分:固体培养基和液体培养基(精致培养、振荡培养)

1)MS培养基:高盐培养基。1962年由Murashige和Skoog为培养烟草细胞而设计的。特别是无机盐和离子浓度较高,为较稳定的平衡溶液。其养分的数量和比例较为合适。

2)B5培养基:低盐培养基。1968年由Gamborg等为培养大豆根细胞而设计的。其主要特点是含有较低的铵,因为铵可能对不少培养物的生长有抑制作用。

3)White培养基:1943年由White为培养番茄根尖而设计的。1963年又做了改良,称White改良培养基,提高了MgSO4的浓度并增加了硼素。其特点是无机盐数量较低,适于生根培养。

4)N6培养基:1974年由中科院植物所朱至清等为水稻等禾谷类植物而设计的。其特点是成分较简单,KNO3和(NH4)2SO4含量高。在国内已广泛应用于小麦、水稻及其他禾谷类植物的花药培养、细胞及原生质体培养。

5)KM-8P培养基:1974年为原生质体培养而设计的。其特点是有机成分较复杂,包括了所有的单糖和维生素,广泛用于原生质的融合培养。

三、培养基的配制:

(一)母液的配制和保存

为简便起见,通常先配制一系列母液,即贮备液。所谓母液是欲配制液的浓缩液。易于低温保存。一般为10~200倍。

MS培养基母液的配制:

母液1:为大量元素,包括 硝酸铵:33000mg、硝酸钾:38000mg、氯化钾-2H2O:8800mg、硫酸镁-7H2O:7400mg。配成20倍的母液,各化合物分别溶解后在顺次混合并加水至1000ml。

母液2:为微量元素,包括KI 166mg、硼酸 240mg、MnSO4-4H2O 4460mg、ZnSO4-7H2O 1720mg、钼酸钠-2H2O 50mg、CuSO4-5H2O 5mg、CoCl-6H2O 5mg。配成200倍的母液,化合物分别溶解后混合,加水至1000ml。

母液3:为铁盐,配成200倍母液,FeSO4-2H2O 5560mg、Na-EDTA-2H2O 7460mg。这两种化合物各用450ml蒸馏水溶解,然后混合并调节PH值为5.5,再加水至1000ml。

母液4:为维生素类,氨基酸母液包括肌醇20000mg,烟酸100mg、盐酸吡哆醇 100mg、盐酸硫胺素20mg、甘氨酸 400mg 形成200倍母液,各种化合物分别溶解再混合并加水至100ml。

注意事项:①配制好的母液分别贴上标签,注明母液号,日期及配制1L所得的能量;②放在冰箱内可保存几个月;③维生素和氨基酸类即母液4易发生霉菌,一次不易多配。④液体培养基的配制方法与固体相同。

(二)激素母液的配制

每种激素必须单独配制成母液,浓度单位mg/L(ppm),用时根据需要取用。因为激素用量少,一次可配成50ml或100ml。

各种激素配法:1)①将IAA、IBA、GA等先溶于少量的95%的酒精中,再加水定容一定浓度。②NAA先溶于热水或少量95%酒精中,再加水定容到一定浓度。③2,4—D可用少量1molNaOH,溶解后,再加水定容到一定溶度。④将KT和BA先溶于少量1mol的HCl中再加水定容。⑤将玉米素(ZT)先溶于少量95%酒精,再加热水到一定浓度。

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2)配制的激素浓度一般为200mg/L(ppm);

3)配制好的母液瓶上应分别贴上标签,注明母液名称,配制倍数、日期及配1L培养基时应取的量。 (三)工作培养基的配制

1、基本培养基配制:

1L MS培养基:母液1—50ml;母液2—5ml;母液3—5ml;母液4—5ml;

2、激素配制:一般生长素浓度的使用为0.05—5mg/L,细胞分裂素0.05—10mg/L;

3、母液一般配制100—200mg/L;培养基中添加的量:如要求NAA2.0,母液为200mg/L,配制1L培养基所取的量为100×2/200=10(ml)

4、定容至1000ml;

5、添加蔗糖溶液30g、琼脂6—7g;

6、调节PH值(较为关键)一般在5.8左右,因培养材料来源而异,大多数为5.6—6.0,用1N氢氧化钠和1N盐酸调整,高压灭菌后,PH值会向偏酸的侧移动0.1—0.3。

PH影响培养基的硬度 PH>6.5培养基会变硬,PH<5.0培养基不易凝固; 7、加热溶解; 8、分装; 9、灭菌。

配制培养基的注意点:1)在使用提前配制好的母液时,应在量取各种母液之前,轻轻摇动盛放母液的瓶子,

如果瓶中有沉淀、悬浮物或被微生物污染,应立即淘汰这种母液,重新进行配制;

2)用量筒或移液管取培养基母液之前,必须用所取的母液将量筒或移液管润洗2次; 3)量取的顺序写在纸上,量取一种,划掉一种,以免出错。

第四节 灭菌及无菌操作

植物组织培养成败的关键:保证无菌,避免污染。

一、 器皿和用具的洗涤(P28):

玻璃器皿洗涤方法:先用碱洗,即用肥皂粉刷洗,用清水清洗,晾干。

难洗的器具:需用铬酸-硫酸混合洗涤液浸泡,浸泡后用自来水冲洗,最后用蒸馏水冲洗。

二、 培养基灭菌及培养基、植物材料的消毒

(一)培养基的灭菌(高压灭菌)

一般程序:

1.按实验需求配制?? 2.??加水,防止干烧。

3.将培养基瓶,所用的培养皿,接种用的器具,蒸馏水等需要灭菌的东西放入锅内。 4.关上锅盖,拧紧。

5.打开电源,开始加热,至100℃,3~5min。

6.灭菌锅自动关上排气阀,开始加压,温度继续上升,温度到达121℃。 7.维持此温度,压力维持0.1~0.2MPa下,保持10-20分钟。 8.时间到后自动降压降温至100℃,压力为零。

9.在94℃时切断电源,可打开锅盖,取出培养基冷却,灭菌完毕。 灭菌最少时间: mL 20~50 75~150 250~500 1000 min 15 20 25 30 注意事项:①在灭菌之前一定要检查锅中的水位,严禁干烧,以免造成事故。

②灭菌前还需检查排气阀是否关上。

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③只有当锅中压力为零时才能打开锅盖,否则会有危险。 ④锅内应留有空隙,不能太满。

⑤灭菌时间不宜过长,也不可以超过灭菌锅规定的压力范围。

(二)物体表面灭菌

灭菌方式:喷雾、涂抹杀菌。

范围:桌面、墙面、双手、材料表面。

消毒剂:70%酒精;1-2%来苏水;0.25-1%新洁尔灭,洗衣粉;吐温-80。 (三)接种工具灭菌

用前干热灭菌 160-180℃,1.5-2.0h 用前湿热灭菌 121℃,20-30min

接种前用酒精棉球檫试,侵入95%酒精液中,并在酒精灯上灭菌。 (四)实验服、口罩、滤纸灭菌

湿热灭菌 121℃,20-30min ??

(五)接种室灭菌

紫外灯照射(接种室、超净台、接种箱):波长260nm,距离小于1.2m,2.-30min。 臭氧灭菌机:1~2h。

熏蒸灭菌:5-8mL/m3甲醛+5g/m3高锰酸钾;冰醋酸。 接种台喷雾消毒:75%酒精。 (六)培养室灭菌

新建培养??

隔2-5天用洗衣粉水或来苏水拖地一次,用高锰酸钾擦。

三、无菌操作

灭菌:用物理或化学方法,杀死物体表面积和孔隙内一切微生物或生物体,即所有有生命的物质全部杀死。

消毒:杀死、

消除或抑制部分微生物,使之不发生作用。 常用化学消毒剂:

灭菌剂名称 使用浓度% 清洗难易 灭菌时间 灭菌效果

70-75 0.1-3 酒精 易 好

Ca(ClO)2 9—10 易 5—30 好

0.1-0.2 2-10 氯化汞 较难 最好

酒精灭菌的原理:

1) 酒精具有较强的穿透能力和杀菌力,它使细菌蛋白质变性。使用的浓度一般为70—75%。

2) 处理时间15—30s,不宜太久,因此细胞容易收缩脱水。它具有浸润和灭菌双重作用,适用于表面消毒;

3) 在乙醇溶液中加入0.1%的酸或碱,可提高杀菌效果。

植物材料消毒程序:1)清洗(流动自来水冲洗数小时,洗衣粉毛刷等清洗);2)灭菌剂浸泡灭菌;3)无

菌水清洗4、5次擦干;4)加表面活性剂(吐温-20或吐温-80,加强表面活性剂,磁力搅拌,超声振荡)。

常规二次消毒法:材料先放入70%的乙醇中,约30s后再在0.1%的氯化银中浸泡,2—0min,或在2%次氯

酸钠中浸泡20min,然后用无菌水冲洗3、4次。

四、广谱实验法

在广谱试验中,把培养基中所有组分分为4大类:无机盐、有机物质、生长素、细胞分裂素 4类物质各3种浓度的自由组合即构成了3项包括81个处理的实验。

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第五节 培养条件

1.光照:组织培养中有的材料需要在按条件下培养,有的需要在光条件下。 2.温度:

低温:使培养物生长停顿。 高温:不利于培养物生长,?? 变温:??

3.湿度:70%~80%

思考题:

1.一个正规的组织培养实验室应具备哪些房间? 2.组织培养常用的设备有那些?各有何用途? 3.组织培养的条件有那些?

第三章

第一节 植物外植体选择及其消毒

1、外植体的特点:

植物生长都要经过幼年期和成年期两个大的阶段。幼年期是植物早期生长阶段。成熟过程发生在幼态组织中。植物组织一旦进行细胞“决定”,并就如成熟态,则一般不可以逆转,而且具有很强的稳定性。这种稳定性可以通过许多代细胞分裂而传递,类似一种“记忆”功能。

成熟度分布:对于同株植物从幼年到成年转变是由茎基部向顶部转变的,即木本植物基部通常是幼年期,顶部是成熟期,中部则是中间类型。

植物的微体快繁,一般称为微繁殖,分为四个阶段:1)选择、2)增殖、3)壮苗和生根、4)试管苗的移植

复壮:P54

完全复壮:由成熟组织或细胞经胚胎发生形成正常的幼态植株。有性生殖产生的合子是自然的完全复壮。

部分复壮:树木器官、组织细胞中仅仅有某些成熟特性消失和某些幼态特性重现,发生变化的特征和发生变化的过程可能各不相同,但组织或细胞在一定程度上恢复了形态发生能力。

复壮措施:1)栽培技术措施:将成熟枝条的接穗嫁接到幼嫩砧木上。反复修剪和强修剪以矮化母株可能提高复壮程度。2)物理化学措施:NaOH、H2SO4、萜烯、抗菌素等化学处理。3)组织培养措施:幼年部位的外植体要比成年部位外植体容易组织培养成功。对于取自成熟植株的外植体组织培养时可采取以下方法:外植体小型化、离体培养物的连续培养、组织培养中使用的培养基添加剂(激素等)。

2、外植体的种类:1)带芽外植体:顶芽、腋芽、根茎连接处的萌蘖等。2)胚:指天然状态和试管中精卵融合受精后形成的各个时期的胚。

3、外植体选择的特点:①选用实生苗组织②植物的种质:成年优树作为供体母树(如抗逆性、产量高、品质好等)③各器官的生理、发育年龄、幼态区的分布(分布部位)④外植体的增殖能力⑤注意取材时的季节和时间。春季较好,秋季较差,雨季不易成功⑥选取材料的大小:茎段0.5-1cm,脱毒苗外植体0.2-0.5cm。

4、外植体的消毒:

植物材料的预处理:1)修剪树木组织。2)先培养在无糖的培养基中。3)避免在雨天取样。

5、茎、叶的消毒:①用流水冲洗②洗后先用70%乙醇浸20-30秒钟③再置于第二种消毒药剂浸泡消毒④无菌水洗4~5次。

6、果实种子的消毒(基本同上)

7花药的消毒:将幼穗或花蕾进行体表灭菌即可。

第二节 外植体的增殖

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