我国植物组织培养的发展现状与前景展望_郝玉华

我国植物组织培养的发展现状与前景展望

郝玉华

(淮安生物工程高等职业学校,江苏淮安223200)

摘要:植物组织培养作为一种有效的技术手段已被广泛应用于生产实践的各个领域。本文从植物组织培养技术的应用现状,指出植物组织培养在植物学研究、育种学研究的基础地位和在林木花卉育苗产业中的科技支撑与保障作用。同时通过对植物组织培养中存在的问题进行分析,结合当前国内外在这一领域的一些范例,提出了我国植物组织培养的发展对策与展望。

关键词:植物;组织培养;发展现状;前景展望

中图分类号:S-1 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2008)04-0020-04

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以布局优化、品质优化、质量安全化为主线,以产业化链式开发为突破口,加快发展优质稻米产业。

据统计,自2001年以来,江苏省共审定通过了达国标优质三级以上的水稻品种55个,其中一级品种7个,二级17个,三级31个,为江苏发展优质稻米产业奠定了良好的基础。今后,在加快适应性广的优质高产品种选育的同时,重点要加大现有优质品种的推广力度,不断优化品种结构。在品种推广中注重扩大优质籼稻组合的推广,压缩中低质杂交稻组合的种植;扩大优质且适口性好的粳稻品种种植面积,压缩中低质粳稻的生产。

2.5 适应不同稻作技术需要,加快培育和推广专用品种

除了传统的大、中苗常规栽培技术外,水稻机械化栽培、直播栽培等技术均在江苏得到快速发展,由此带来了不同栽培技术体系对品种的合理选择与优化布局等问题。如水稻直播栽培,一般水稻苗期植株根系入土浅,根群量小,固着力不强,到水稻乳熟期,形成 头重脚轻根底浅 的现象,易发生倒伏。因此,应选择茎秆粗壮,基部节间较短,分蘖力较强,穗数较多,穗型中等,株型适中的中、矮秆品种。随机械的改进、塑料软盘育秧等相关配套技术的成熟,水稻机插秧省工、省时、高产、稳产优势得到充分体现,机插秧面积迅速发展。机插秧秧龄一般15~20 d,叶龄3.5~4叶,因此,对于前茬种有作物的大田,机插秧必须推迟播种。机插秧选用品种应符合机插秧的特点,尤其在熟期上应选用适宜迟播的早中熟品种。因此,必须重视适合稻作生产新技术要求的新品种选育和推广。

植物组织培养是从20世纪30年代初期发展起来的一项生物技术。它是指在无菌条件下,将离体的植物器官(如根、茎尖、叶、花、未成熟的果实、种子等)、组织(如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)、细胞(如体细胞、生殖细胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生质体(如脱壁后仍具有生活力的原生质体)培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱发产生愈伤组织、潜伏芽等,进而培育成完整的植株,统称为植物组织培养。由于是在试管内培养,而且培养的是脱离植株母体的培养物,因此

收稿日期:2008-04-16

作者简介:郝玉华(1957 ),女,江苏淮安人,副教授,高级农艺师,主要从事作物栽培和植物组织培养的教学与科研工作。Te:l (0517)85508886;E-m ai:l hnhaoyuhu a@126.co m。也称之为离体培养或试管培养。根据外植体来源和培养对象的不同,又分为植株培养、胚胎培养、器官培养、组织培养、原生质体培养等。

1 我国植物组织培养的应用现状

1.1 在植物育种上的应用

1.1.1 单倍体育种 单倍体植株往往不能结实,在培养中用秋水仙素处理,可使染色体加倍而成为纯合二倍体植株,这种培养技术在育种上的应用称为单倍体育种。单倍体育种具有高速、高效率、基因型一次纯合等优点,因此,通过花药或花粉培养的单倍体育种已经作为一种崭新的育种手段,并已开始育成大面积种植的作物新品种。

1.1.2 胚胎培养 在植物种间杂交或远缘杂交中,

杂交不孕给远缘杂交带来了许多困难。而采用胚的早期离体培养可以使胚正常发育,并成功地培养出杂交后代,再通过无性系繁殖获得数量较多、性状一致的群体。胚培养已在50多个科属中获得成功。远缘杂交中,可将未受精的胚珠分离出来,在试管内用异种花粉在胚珠上萌发受精,产生的杂种胚在试管中发育成完整植株,此法称为 试管受精 。用胚乳培养可以获得三倍体植株,为诱导形成三倍体植物开辟了一条新途径。三倍体加倍后能得到六倍体,可育成多倍体新品种。

1.1.3 细胞融合 通过原生质体融合,可部分克服有性杂交不亲和性而获得体细胞杂种,从而创造出新种群或育成优良品种,这是组织培养应用最诱人的一个方面,已获得40余个种间、属间、甚至科间的体细胞杂种、愈伤组织,有些还进而分化成苗。目前,采用原生质体融合技术已经能将不易杂交的植物(如番茄与马铃薯、烟草与龙葵、芥菜与油菜等)原生质体融合后获得属间杂种。随着原生质体融合、选择、培养技术的不断成熟和发展,今后可望获得更多有应用价值的经济作物体细胞杂种及新品种。

1.1.4 基因工程 用基因工程的方法,把目标基因切割下来并通过载体使外来基因整合进植物的基因组是完全有可能的,这项研究如果获得成功,将克服作物育种中的盲目性,而变成按人们的需要操纵作物的遗传变异,育成优良品种。目前这项研究成为最热门的领域,但植物的遗传背景比原核生物更为复杂,因此,要用基因工程实现作物改良以增加产量和改善品质,这是21世纪生物技术领域要解决的一个重大科学问题。

1.1.5 培养细胞突变体 无论是愈伤组织培养还是细胞培养,培养细胞均处在不断分生状态,容易受培养条件和外界环境(如射线、化学物质等)的影响而产生诱变,从中可以筛选出对人们有用的突变体,从而育成新品种。例如,对植物抗病虫性、抗寒性、耐盐性、抗除草剂毒性、生理生化变异株等的诱发为新品种筛选和选育提供了丰富的变异材料。目前,这种方法已筛选出抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白、矮秆高产的植物突变体,有些已应用于生产。

1.2 在植物脱毒和快速繁殖上的应用

植物脱毒和离体快速繁殖是目前植物组织培养应用最多、最有效的一项技术。很多农作物都带有病毒,特别是无性繁殖植物如马铃薯、甘薯、草莓、大蒜等。但是,感病植株并非每个部位都带有病毒。W h ite早在1943年就发现植物生长点附近的病毒浓度很低甚至无病毒。利用植物茎尖组织培养方法,取一定大小的茎尖进行培养,可获得脱病毒苗,再用脱毒苗进行快速繁殖,生产大量脱毒种苗应用于农业生产,能极大地提高产量和改善品质。目前组织培养脱毒快繁技术在马铃薯、甘薯、甘蔗、菠萝、香蕉、草莓等主要经济作物上已成功应用。一些繁殖系数低、不能用种子繁殖的 名、优、特、新、奇 作物品种以及脱毒苗、新育成品种、新引进品种、稀缺育种材料、优良单株、濒危植物和基因工程植株等都可通过离体快速繁殖,且获得比常规方法快数万倍至数百万倍的繁殖效果。另外,在观赏植物、园艺作物、经济林木上也大量利用了离体快繁技术,如华南植物园、上海园林科研所等单位利用组培快繁方法繁殖兰花、非洲紫罗兰,中国农科院花卉所成功培育出的香石竹、白鹤芋、火鹤等组培苗已在北京地区的鲜花生产企业进行了大规模的推广应用。组培试管苗生产已在国际国内市场形成产业化。

1.3 在植物有用次生代谢产物生产上的应用

利用植物组织或细胞的大规模培养,有可能生产出人类所需要的一切天然有机化合物,如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱及其他化合物。因此,近年来这一领域已引起人们的极大兴趣,许多产业部门纷纷投资进行研究。目前,大约已有20多种植物的培养组织中有效物质高于原植物,国际上已获得这方面专利100多项。用单细胞培养生产蛋白质,将给饲料和食品工业提供广阔的原料生产前途;用组织培养方法生产微生物以及人工不能合成的药物或有效成分的研究正在不断深入,如中国科学院植物研究所的紫草细胞大规模培养、华中理工大学的红豆杉细胞大规模培养、上海中医药大学的黄芪毛状根大规模培养等,有些已进行产业化生产,预计今后将有更大发展。

1.4 在植物种质资源保存和交换上的应用

农业生产是在现有种质资源的基础上进行的,由于自然灾害和生物之间的竞争以及人类活动对大自然的影响,已有相当数量的植物物种在地球上消失或正在消失。具有独特遗传性状生物物种的绝迹是一种不可挽回的损失。利用植物组织和细胞法低温保存种质,可大大节约人力、物力和土地,还可挽救濒危物种。同时,离体保存的材料不受各种病虫害侵染、不受季节限制,利于种质资源的地区间及国

际间的交换和转移,给保存和抢救有用基因带来了希望。例如胡萝卜和烟草等植物的细胞悬浮物,在-20~-196 的低温下贮藏数月,尚能恢复生长并且再生成植株。目前,我国在多个地方建立了植物种质资源离体保存设施。

1.5 在遗传、生理、生化和病理研究上的应用

植物组织培养技术推动了植物遗传、生理、生化和病理学的研究,已成为植物科学研究中的常规方法。花药和花粉培养获得的单倍体和纯合二倍体植株是研究细胞遗传的极好材料,在细胞培养中很容易引起变异和染色体变化,从而可得到作物的附加系、代换系和易位系等新类型,为研究染色工程开辟了新途径。细胞培养和组织培养为研究植物生理活动提供了一种极有力的手段。通过植物组织培养可以在植物的矿质营养、有机营养、生长活性物质等方面展开研究,有益于了解植物的营养问题。在细胞的生物合成研究中,细胞组织培养也极为有用,如查明了尼古丁在烟草中的部位等。细胞培养为研究病理学提供了方便,如植物的抗病性就可以通过单细胞或原生质体培养进行鉴定,短短几天之内就可以得到鉴定结果。

2 我国植物组织培养的研究进展

2.1 组培技术研究进展快速

从20世纪50年代我国植物组织培养创始人之一罗士韦教授在中国科学院上海植物生理研究所开展了组织培养的研究以来,植物组织培养技术已有丰硕的研究成果。在近10多年来其发展更为迅速,全国各地许多农业科研院所和高校都开展了植物组织培养研究工作,对农作物、观赏植物、园艺作物、经济林木等上千种植物进行组织培养研究并取得了成功,同时在实践中总结出很多有益的经验,如郑文静等较好地总结了植物组织培养中的常见问题和具体解决方法;吴毅明等在植物组织培养的环境微生态的研究中,用通透性好的化学纤维、纸卷、蛭石、沙子等代替琼脂作培养基,可有效地改善根际环境,促进小植物生根;刘思九采用的暴露培养法,即在敞口培养器中用特制的粉沫状灭菌材料覆盖培养基和外殖体,使其不受污染,通过特制装置补水,让组培苗暴露在室内空气中生长,其长势优良,不炼苗即可移栽。肖玉兰等研究的无糖箱式培养法(培养基不放糖,在培养瓶内用特殊装置注入CO2,然后加强光照3~5倍,小植物能进行光合作用自给养分),使植株生长量成倍增长,有效地降低了生产成本。

2.2 组织培养设施不断改进,规模不断扩大

随着植物茎尖培养脱病毒技术以及离体快繁技术日趋成熟,20世纪90年代以来全国各地相继建立了一批工厂化试管苗繁育基地,在马铃薯、草莓、香蕉、甘蔗、桉树、杨树以及一些花卉上已有商业化的试管苗生产体系,产生了良好的经济效益和社会效益,形成了 兰花工业 、 香蕉工业 。如从1986 ~1992年春,我国香蕉主产区的香蕉组培苗栽培总面积达18万h m2,2000年全国香蕉组培苗商品量达1亿株左右,占全国商品组培苗总量的2/3。马铃薯作为重要的经济作物,其脱毒苗增产可达60%,脱毒种苗的生产也越来越被知名企业看好,如百事可乐公司投资在中国农业科学院建立的脱毒种薯组培生产车间。据不完全统计,目前我国约有2000多家组培室,在上千种植物中建立了组培再生技术,年产组培苗几亿株。同时随着组织培养规模不断扩大,国内比较大的一些组培公司如新会组培育苗厂、海南热带植物组织培养研究中心、海南万恒种苗公司、杨凌农业高新技术开发区新建的组培中心等设施不断改进。目前新会组培中心的生产线已达半自动化,万恒种苗公司也从国外引进了高新技术和设备。这些组培厂年产种苗数千万株,极大地满足了市场的需求。

2.3 积极寻求开展同国内外组培技术的交流合作

对外开放以来,我国各农业科研院所、高等院校和组培中心(公司)在组织培养技术领域积极开展对外的技术交流与合作,借鉴和学习荷兰、美国、加拿大、英国等组培产业发达国家的成功经验,从而使国内组培产业得到了较大的发展。例如,中荷农业部合作组建了上海园艺培训示范中心,定期开设组培专业技术和管理知识等培训课程;组织专家访问美国加洲的植物实验室公司总部,参观学习其现代化生产技术、先进管理水平和崭新的经营理念;安排有关专业人员出国学习农业高新技术;引进品种资源和组培生产管理技术等,这些措施有效推动了我国组培技术的发展。

3 我国植物组织培养中存在的主要问题

3.1 组培技术尚不完全成熟,组培投入成本较高、效益较低

目前,我国的组织培养技术相对于国外来说,还只是边摸索边应用的阶段,一些组培关键的技术问

题尚未能克服,如组培苗的污染、褐化、玻璃化问题以及繁殖系数较低等技术未能达到理想效果,有些国内外热俏和名贵的植物品种因技术体系不完全成熟而不能进行规模化生产。同时由于植物组培生产要求组培设施、仪器设备较完备,需较大投资,在生产过程中水电费用高,生产效益较低。我国组培产业的研究和发展还有待进一步加强。

3.2 组培专业技术和管理人员较少

在农业发达的国家和地区,组培技术人员都是经过严格培训出来的,多者专业培训十几年,少的也有几年专业培训;而我国除少部分组培技术人员有机会接受专业技术培训外,大多数从事组培的人员都没有机会培训,特别是能出国接受专业培训的人微乎其微。在组培产业中,很多参与组培厂管理和技术工作的人员都是工作后才真正接触组培,边工作边学习,而少量专门从事组培研究的专家却不能直接参与生产和管理,使得技术和管理不能有机地结合,从而影响了其产效。这些状况影响了我国组培技术的研究和发展进程。

3.3 组培设施系统较落后,国际竞争力较弱

国外新型工厂化组培苗的生产,从培养基的制备、消毒、存储和植物的接种、培养、观察等都是在无菌工作间进行的,这样大大降低了污染率,提高了工作效率;而在国内,由于资金有限,除了在接种台上必需的无菌操作外,其他的都是在自然空气中,加之培养室环境控制不好,故污染率较高。在培养方式方面,发达国家采用穴盘纤维营养液无糖培养方式,有效地降低了成本,其培养室内的光照、光质、光周期、温湿度、CO2浓度等全部采用自动控制,而我国多数还是采用基质容器的粗放培养。在日本等国家接种上已投入能分清材料好坏的机器人操作,但我国至今还是人工接种。这些因素影响了我国组培产业的国际竞争力。

4 我国植物组织培养产业发展的对策思考

4.1 加强宏观管理和指导,建立良好的生产秩序

首先要加强宏观管理和指导,从我国国情出发,根据国家计划、地区发展和市场需求,及时地调整产品方向,并选一些技术已成熟、难以繁殖或珍稀名贵品种来繁殖或脱毒,避免多家品种重复生产;同时,应该由政府有关部门负责,建立和健全行业组织,规范生产和管理行为,要加强市场调研,根据市场的需求指导确定不同作物的组培苗生产。应充分吸取1998年我国芦荟组培苗生产的教训,避免生产的盲目性,使我国的组织培养产业步入有序、健康的发展轨道。

4.2 加强技术交流与合作,提高组培科技水平

加强对外技术交流和合作关系,聘请国内外知名组培专家、学者做技术顾问,开办培训班,加强组培技术和经营管理人员的专业培训,提高组培产业从业人员技术水平,完善组培科技支撑体系,提高组培产业技术水平。根据实际情况,着力解决组培生产过程中遇到的污染、褐化、玻璃化问题和繁殖系数较低等问题,采取有效措施,降低人工接种污染率和提高繁殖系数,最终提高组培苗移栽成活率和组培效益。

4.3 引进外资,改善组培设施系统,提高组培规模化生产水平

生产实践证明,组培快繁自动化、现代化、专业化程度越高,生产效益越大。我国组培工厂规模普遍偏小,竞争力差,应集中力量培育一批龙头组培生产企业,积极引进外资,引进国外组培苗工厂化生产的新型设备,促进产业升级。同时在 品种调准、产品做优 的原则指导下,紧跟国际发展前沿,根据市场需求,重点研究市场开发潜力好、经济价值高的珍稀苗木,因地制宜地开展组培技术研究和工厂化生产,建立种苗工厂化生产繁育基地,实现组培种苗专业化和规模化生产。

5 我国植物组织培养的前景展望

植物组培快繁的国内现状与趋势表明该项技术已由试验阶段进入了生产阶段,在花卉、蔬菜、果树、中草药等已有100多个品种能工厂化生产,花卉年出口创汇能力已达8000多万美元。同时,随着我国加入WTO后国内农业的国际贸易出现更加自由宽松的环境,要抓住机遇,引进、吸收、消化国外先进的组培经验和成果,根据我国现在的经济和农业发展情况,积极发展组培业,适当创建半自动化、专业化的组培快繁工厂,有选择地生产一些名贵、珍稀及国内外紧俏的植物品种,或在植物脱毒、转基因上进行商业化生产,在实践中培养和造就出一批组培产业的生产、技术及经营管理人才,形成自己的特色和生产格局,在未来的国际竞争中和在组培苗品种、生产技术、经营管理、市场流通等方面逐步缩小与组培业发达国家的差距,逐步与国际市场接轨,从而为发展我国现代农业提供可靠的技术支撑。

植物组织培养在花卉生产上的应用

…………号… 座………………线………… 号… 学………………………封级 班…………………………别… 系…密………………名… 姓………植物组织培养在花卉生产上的应用 摘要： 植物栽培技术虽然发展比较晚，但是在经过20世纪后的几十年，经过众多科学家的努力与奋斗，这项技术越来越完善，越来越成熟。尤其近40年以来，植物组培技术已渗透到植物生理学、病理学、遗传学、药学、育种以及生物化学等各个研究领域，为快速繁育优良品种，培育无毒苗木，进行突变筛选培育，药用植物工厂化生产，种质保存和基因库建立等方面开辟了新途径，成为生物学科中的重要研究技术和手段之一。现如今，植物组织培养技术具有保持花卉优良性状、培育脱毒苗木、保存种质资源等优质，根据这些优势，植物栽培技术也被广泛应用于花卉的种苗繁殖与生产之中。 关键字： 植物组织培养；快繁；花卉 1花卉产业介绍 在我国随着人民生活水平和文化素养提高，花卉消费这一时尚已逐步进入家庭，这是一个巨大的消费市场。全国各地兴起许多花卉交易市场，对这种发展趋势又起着推波助澜的作用。组培苗具有无杂菌、优质、均匀、分蘖性强、繁殖率高、批量生产、周年供应、便于运输等优点。 2花卉领域中组织栽培优势

2.1脱毒及快繁 植物生长在自然环境下，十分容易受到病毒的感染。植物感染病毒后，虽然未必死忙，但却会引起产量下降，品质变劣，观赏价值下降。采用无性繁殖的植物，在繁殖过程中病毒可通过营养体进行传递，逐代积累，使病毒病的危害更为严重。 为保持植物体原有的优良晶质和经济价值，达到无病源菌化，其前提就是使无病无菌植物体再生。最有效的方法就是使用植物组织培养法之一的茎尖生长点培养法。这种培养技术最先应用于花卉。宿根性茬卉有康乃馨、菊、大丁草、丝石竹、补血草;球根性花卉有百合、小苍兰、唐葛蒲、茸尾、柱顶红;还有花木类的蔷薇、杜鹃花等都已广泛应用。 作为无病无菌植物体再生的手段，主要有两方面: (1)培养茎尖生长点，获得一顶一芽一株植物体; (2)由茎尖长成愈伤组织再分化形成大量植物体。 由于后者有出现植物体变异的可能性，不应考虑克隆。茎尖生长点就是芽顶端直径为 0.6一 0.1毫米的半球形组织。在这部分，病源体(病毒、病菌)含有的浓度比其他任何部位都低。无病毒植物体和无病无菌植物休再生的优点在于可以避免因病害造成的生产量和品质的损失.，提高经济效益，具体表现在: (1)花卉色泽鲜艳; (2)每一花茎的着花数增加; (3)植株生长的速度和能力增加; (4)栽培管理的劳动量减少;伍)单位面积产量增加等等。这些优点在受到病害的植物体是不存在的，因此很有价值。 2.2大量快速繁殖

植物组织培养的应用及发展前景修订稿

植物组织培养的应用及 发展前景 集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]

植物组织培养技术应用及进展 摘要：本文综述了植物组织培养理论的发展，重点论述其再脱毒、快繁、育种与有机化合物工业生产以及种质资源的保存等方面的应用，并对应用的前景作简单的展望。 关键词:植物组织培养；应用；进展 中图分类号： 1.理论起源 19世纪30年代，德国家施莱登和德国动物学家创立了细胞学说，根据这一学说，如果给细胞提供和生物体内一样的条件，每个细胞都应该能够独立生活。1902年，德国植物学家哈伯兰特在的理论是植物组织培养的理论基础。1958年，一个振奋人心的消息从传向世界各地，美国植物学家斯等人，用韧皮部的细胞进行培养，终于得到了完整，并且这一植株能够开花结果，证实了哈伯兰特在五十多年前关于细胞全能的预言。 植物组织培养的简单过程如下：剪接植物器官或组织——经过（也叫去分化）形成愈伤组织——再经过形成组织或器官——经过培养发育成一颗完整的植株。 植物组织培养的大致过程是：在无菌条件下，将植物器官或组织（如芽、茎尖、根尖或花药）的一部分切下来，用纤维素酶与果胶酶处理用以去掉细胞壁，使之露出原生质体，然后放在适当的人工上进行培养，这些器官或组织就会进行，形成新的组织。不过这种组织没有发生分化，只是一团薄壁细胞，叫做。在适合的光照、温度和一定的营养物质与激素等条件下，愈伤组织便开始分化，产生出植物的各种器官和组织，进而发育成一棵完整的植株。 植物组织培养即植物无菌培养技术，又称离体培养，是根据植物细胞具有全能性的理论，利用植物体离体的器官如根、茎、叶、茎尖、花、果实等）组织（如形成层、表皮、皮层、髓部细胞、胚乳等）或细胞（如大孢子、小孢子、体细胞等）以及,在无菌和适宜的人工培养基及光照、温度等人工条件下，能诱导出愈伤组织、不定芽、不定根，最后形成完整的植株的学科 2.植物组织培养发展简史 植物组织培养是20世纪30年代初期发展起来的一项生物技术。它是在人工配制的培养基上，于无菌状态下培养植物器官、组织、细胞、原生质体等材料的方法。 植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础。20世纪初，曾有人提出能否将植物的薄壁细胞培养成完整植株研究者从胡萝卜根的韧皮部取下一块组织，并在液体培养基中培养，使其分化出了愈伤组织，从愈伤组织又得到胚状体，胚状体转移到固体培养基上继续培养后，获得了完整的胡萝卜试管植株。经过栽培，此植株能够正常生长并开花结果，其种子繁衍出来的后代与正常植株的种子所繁衍出的后代别无二致。根据此实验可以得出以下结论：即不经过有性生殖过程也能将植物的薄壁细胞培养出与母体一样的完整植株。由于植物的每个有核细胞都携带着母体的全部基因，故在一定条件下，它们均能发育成完整植株，这就是所谓的植物细胞全能性。

植物组培培养基的成分

植物组培培养基的成分 培养基是人工配制的，满足不同材料生长，繁殖或积累代谢产物的营养物质。在离体培养条件下，不同种类植物对营养的要求不同，甚至同一种植物不同部位的组织以及不同培养阶段对营养要求也不相同。筛选合适的培养基是植物组织培养极其重要的内容，是决定成败的关键因素之一。 大多数植物组织培养基的主要成分是无机营养物质（大量营养元素和微量营养元素）、碳源、有机添加物、植物生长调节剂和凝胶剂。一些组织可以生长在简单的培养基上，这些培养基只含无机盐和可利用的碳源（蔗糖），但大多数组织必须在培养基中添加维生素、氨基酸和生长物质，而且经常还将一些复合的营养物质加入到培养基中，这种由“化学定义”的化合物组成的培养基称为“合成”培养基。 人们已设计了许多培养基用于特殊组织和器官的培养。 怀特培养基是最早的植物组织培养基之一，最初作为根培养的培养基。为了诱导培养组织器官发生和再生植株，广泛使用含有大量无机盐成分的MS（Murashige和Skoog，1962）和LS(Linsmaier 和Skoog，1965)培养基。原本为细胞悬液或愈伤组织培养而设计的B5培养基，经过改良后，被证实有利于原生质体培养。同时，B5培养基也被用于诱导原生质体再生植株。尽管Nitshch(1969)为花药培养设计的培养基仍然使用频繁，但另一个称为N6的培养基，专门用于禾谷类花药培养和其他组织培养。类似的，N6培养基越来越多地

用于大豆、红三叶草和其他豆科植物的培养。该培养基营养成分促进胚性细胞和原生质体再生细胞快速生长。使用这些培养基成功的原因很可能是营养元素的比例和浓度基本上满足不同培养体系中细胞或组织生长和分化的最适需要。 植物组织培养基中无机和有机成分的浓度用质量浓度（mg/L 或ppm，但现在习惯用mg/L）或物质的量浓度(mol/L)表示。按照国际植物生理学协会的推荐，应该用mol/L表示大量营养元素和有机营养成分浓度，用μmol/L表示微量营养元素、激素、维生素和有机成分浓度。用物质的量浓度的优点是，每一种化合物每一摩尔的分子数是常数，所以按照特定培养基配方配制培养基时，无论无机盐化合物的水分子数为多少，原物质的量浓度都可以使用。但是，用质量浓度来表示浓度的话，就不能不考虑无机盐化合物的水分子数目了。 1、水分 水分是植物体的主要组成部分，也是一切代谢过程的介质和溶媒，在植物生命活动过程中不可缺少。配制培养基母液时要用蒸馏水或纯水，以保持母液及培养基成分的精确性，防止储藏过程中发霉变质。研究培养基配方时尽量用蒸馏水，以防成分的变化引起不良效果。而在大规模工厂化生产时，为了降低生产成本，常用自来水代替蒸馏水。如自来水中含有大量的钙、镁、氯和其他离子，最好将自来水煮沸，经过冷却沉淀后再使用。

植物组织培养发展简史

植物组织培养发展简史 植物组织培养是20世纪30年代初期发展起来的一项生物技术。它是在人工配制的培养基上，于无菌状态下培养植物器官、组织、细胞、原生质体 等材料的方法。 植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础。20世纪初，曾有人提出能否将植物的薄壁细胞培养成完整植株？研究者从胡萝卜根的韧皮部取下一块组织，并在液体培养基中培养，使其分化出了愈伤组织，从愈伤组织又得到胚状体，胚状体转移到固体培养基上继续培养后，获得了完整的胡萝卜试管植株。经过栽培，此植株能够正常生长并开花结果，其种子繁衍出来的后代与正常植株的种子所繁衍出的后代别无二致。根据此实验可以得出以下结论：即不经过有性生殖过程也能将植物的薄壁细胞培养出与母体一样的完整植株。由于植物的每个有核细胞都携带着母体的全部基因，故在一定条件下，它们均能发育成完整植株，这就是所谓的植物细胞全能性。 科学家在植物激素对器官建成，及改进培养基配方等方面所取得的成果，极大地推动了组织培养技术的发展，使这项技术可以实际应用于快速繁殖、品种改良等方面。20世纪50年代初期，法国科学家利用组织培养技术成功地脱除了染病大丽花植株所携带的病毒，从而为脱毒苗的生产提供了一种可行的途径。现在凭借组织培养技术来脱除植物的病毒已经在生产中广泛应用。20世纪50年代中期，由

于细胞分裂素的发现，使组织培养状态下外植体芽的形态建成成为可人为调控的因素，从而使在组织培养状况下进行植株再生成为现实。进入60年代以后，组织培养技术在基础理论、实际操作方面不断取得进展，相继在植物体细胞杂交、单倍体育种、种质资源保存、快速育苗、人工种子制造、次生代谢物生产等方面有了可喜的成果。时至今日，组织培养技术已经成为基础坚实、易于掌握、应用面广的一种技术手段。

植物组织培养研究进展

植物组织培养研究进展 摘要 植物组织培养技术作为一种科研手段,发展异常迅猛。从组织培养的原理、培养过程中遇到的问题以及前景和展望这3方面综述了我国近几年植物组织培养的新研究。 关键词: 组织培养；存在问题；措施；发展 20 世纪后半叶，植物组织培养发展十分迅速，利用组织培养，不仅可以生产大量的优良无性系，并可获得人类需要的多种代谢物质；细胞融合可打破种属间的界限，克服远缘杂交不亲和性障碍，在植物新品种的培育和种性的改良中有着巨大的潜力；还可获得单倍体、三倍体及其它多倍体、非整倍体；组织培养的植物细胞也成为在细胞水平上分析研究的理想材料[1]。因此，植物组织培养广泛应用于植物科学的各个分支，如植物学、植物生理学、遗传学、育种学、栽培学、胚胎学、解剖学、病理学等，并广泛应用在农业、林业、医药业等多种行业，产生了巨大的经济效益和社会效益，被认为是一项很有潜力的高新技术。 1组织培养的基本原理 1.1植物组织培养的概念 植物组织培养技术是指在无菌条件下，将离体的植物器官(如根尖、茎尖、叶、花、未成熟的果实、种子等)、组织(如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)、细胞(如体细胞、生殖细胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生质体培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱发产生愈伤组织或潜伏芽等，或长成完整的植株的技术[2]。 1.2植物组织培养的依据 植物组织培养的依据是植物细胞“全能性”及植物的“再生作用”。1902年，德国著名植物学家GHaberlanclt根据细胞学理论[3]，大胆地提出了高等植物的器官和组织可以不断分割，直到单个细胞，即植物体细胞在适当的条件下具有不断分裂和繁殖，发育成完整植株的潜力的观点。1943年，美国人White在烟草愈伤组织培养中, 偶然发现形成一个芽, 证实了GHaberlanclt的论点[4]。在许多科学家的努力下，植物组织培养技术得到了迅速发展，其理论和方法趋于完善和成熟，并广泛应用产生了巨大的经济效益和社会效益。 1.3培养基的选择 组织培养的基础培养基有MT、MS、SH、White等[5]。由于不同植物所需要的生长条件有所不同，会对培养基做一些不同的处理，一般采用较多的是MS。组织培养采用固体培养基的较多，但只有在植物周围的营养物和激素被吸收，如果其他残留的培养基也能被利用，对工厂化生产的成本减少方面有很大的帮助。董雁等[6]利用回收转换后废弃的继代培养基，加入原继代培养基30 %浓度母液的培养基，培养效果与原继代培养基的基本相同，说明继代培养基再利用是可行的，这为规模化组培育苗开辟了新的途径。杜勤[7]等在无外源激素条件下，研究液体和固体培养基对黄瓜子叶培养器官分化的影响，结果用液体培养基直接诱导花芽率更高，分化高峰期出现的时间也更早，说明液体培养基对外植体的生长更有利，只是固体培养基更易操作而被较广泛应用。 2植物组织培养过程中存在的问题 2.1 污染问题 组织培养过程中的污染包括内因污染和外因污染。内因污染指由于外植体的表面或者内部带菌而引起的污染；外因污染则是主要由环境污染和操作不当引起，是指在接种或培养过程中病菌入侵，例如培养基、接种工具和接种室消毒不严格以及操作不规范等[8]。 针对植物组织培养中污染产生的原因，应从以下2个方而着手来控制污染。一是控制外植体自身带菌，外植体的表而带菌可以经过一系列的杀菌处理来减少；而外植体的内部带菌是不

国内外植物组织培养技术的差距

国内外植物组织培养技术的差距 姓名：*** 学号：********* 指导教师：*** 专业班级：生物工程2009级1班 完成日期：2012-06-05

摘要 植物组织培养技术是农业生物技术中最早实现产业化并取得显著经济效益和社会效益的领域，在理论研究和生产实践中具有广泛的应用价值。通过对国内外植物组培的发展概况以及技术差距的分析，指出了我国植物组织培养技术的发展现状、目前存在的主要问题和应采取的措施，并对植物组织培养技术的发展作了展望。 关键词：组织培养概况差距展望 Abstract The plant tissue culture technology is agricultural biotechnology as the first realized industrialization and get a remarkable economic and social benefits of the field, in the theoretical research and production practice has wide application value. Through the domestic and international plant tissue and the development situation of the technology gap analysis, and pointed out the plant tissue culture technology's development present situation, the existing problems and the measures should be taken, and the development of plant tissue culture technology are discussed. Key words：Tissue culture situation gap looking

植物组织培养的研究进展和发展趋势

植物组织培养的研究进展和发展趋势 （甘肃农业大学生命科学技术学院植物生物技术，甘肃兰州730070） 摘要:植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。本文简要概述了植物组织培养的概念及研究进展，较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状，最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词：组织培养；研究进展；发展趋势 Research Progress in Plant Tissue Culture and trends (College of life science and technology of plant biotechnology of Gansu Agricultural University,gansulanzhou 730070) Abstract: Plant tissue culture plant cells are totipotent under the principle and developed a biotechnology. This article provides a brief overview of the concepts and plant tissue culture research, a more comprehensive overview of plant tissue culture propagation of new technologies as well as in detoxification, breeding, germplasm conservation, extraction of secondary metabolites, and other aspects of gene transfer research status , Finally, the future trends in plant tissue culture. Key words: organizational culture; research status; trends 引言 植物组织培养是20世纪之初，以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术，是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体，在人工配制的环境里培养成完整的植株，也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934 年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究，已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学 等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一[1]。近年来，随着 科学技术的不断发展，植物组织培养新方法和新技术不断涌现，研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪，生物技术是最有生命力的一门学科，而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段，被认为具有巨大的潜力，现就植物组织培养技术研究进展做一简单综述。 1在植物育种上的应用 植物组织培养技术对培养有粮作物品种开辟了全新的途径。目前，国内外已

我国植物组织培养的发展现状与前景展望

际间的交换和转移,给保存和抢救有用基因带来了希望。例如胡萝卜和烟草等植物的细胞悬浮物,在-20~-196 的低温下贮藏数月,尚能恢复生长并且再生成植株。目前,我国在多个地方建立了植物种质资源离体保存设施。1.5 在遗传、生理、生化和病理研究上的应用 植物组织培养技术推动了植物遗传、生理、生化和病理学的研究,已成为植物科学研究中的常规方法。花药和花粉培养获得的单倍体和纯合二倍体植株是研究细胞遗传的极好材料,在细胞培养中很容易引起变异和染色体变化,从而可得到作物的附加系、代换系和易位系等新类型,为研究染色工程开辟了新途径。细胞培养和组织培养为研究植物生理活动提供了一种极有力的手段。通过植物组织培养可以在植物的矿质营养、有机营养、生长活性物质等方面展开研究,有益于了解植物的营养问题。在细胞的生物合成研究中,细胞组织培养也极为有用,如查明了尼古丁在烟草中的部位等。细胞培养为研究病理学提供了方便,如植物的抗病性就可以通过单细胞或原生质体培养进行鉴定,短短几天之内就可以得到鉴定结果。 2 我国植物组织培养的研究进展2.1 组培技术研究进展快速 从20世纪50年代我国植物组织培养创始人之一罗士韦教授在中国科学院上海植物生理研究所开展了组织培养的研究以来,植物组织培养技术已有丰硕的研究成果。在近10多年来其发展更为迅速,全国各地许多农业科研院所和高校都开展了植物组织培养研究工作,对农作物、观赏植物、园艺作物、经济林木等上千种植物进行组织培养研究并取得了成功,同时在实践中总结出很多有益的经验,如郑文静等较好地总结了植物组织培养中的常见问题和具体解决方法;吴毅明等在植物组织培养的环境微生态的研究中,用通透性好的化学纤维、纸卷、蛭石、沙子等代替琼脂作培养基,可有效地改善根际环境,促进小植物生根;刘思九采用的暴露培养法,即在敞口培养器中用特制的粉沫状灭菌材料覆盖培养基和外殖体,使其不受污染,通过特制装置补水,让组培苗暴露在室内空气中生长,其长势优良,不炼苗即可移栽。肖玉兰等研究的无糖箱式培养法(培养基不放糖,在培养瓶内用特殊装置注入CO 2,然后加强光照3~5倍,小植物能进行光合作用自给养分),使植株 生长量成倍增长,有效地降低了生产成本。2.2 组织培养设施不断改进,规模不断扩大 随着植物茎尖培养脱病毒技术以及离体快繁技术日趋成熟,20世纪90年代以来全国各地相继建立了一批工厂化试管苗繁育基地,在马铃薯、草莓、香蕉、甘蔗、桉树、杨树以及一些花卉上已有商业化的试管苗生产体系,产生了良好的经济效益和社会效益,形成了 兰花工业 、 香蕉工业 。如从1986~1992年春,我国香蕉主产区的香蕉组培苗栽培总 面积达18万h m 2 ,2000年全国香蕉组培苗商品量达1亿株左右,占全国商品组培苗总量的2/3。马铃薯作为重要的经济作物,其脱毒苗增产可达60%,脱毒种苗的生产也越来越被知名企业看好,如百事可乐公司投资在中国农业科学院建立的脱毒种薯组培生产车间。据不完全统计,目前我国约有2000多家组培室,在上千种植物中建立了组培再生技术,年产组培苗几亿株。同时随着组织培养规模不断扩大,国内比较大的一些组培公司如新会组培育苗厂、海南热带植物组织培养研究中心、海南万恒种苗公司、杨凌农业高新技术开发区新建的组培中心等设施不断改进。目前新会组培中心的生产线已达半自动化,万恒种苗公司也从国外引进了高新技术和设备。这些组培厂年产种苗数千万株,极大地满足了市场的需求。 2.3 积极寻求开展同国内外组培技术的交流合作 对外开放以来,我国各农业科研院所、高等院校和组培中心(公司)在组织培养技术领域积极开展对外的技术交流与合作,借鉴和学习荷兰、美国、加拿大、英国等组培产业发达国家的成功经验,从而使国内组培产业得到了较大的发展。例如,中荷农业部合作组建了上海园艺培训示范中心,定期开设组培专业技术和管理知识等培训课程;组织专家访问美国加洲的植物实验室公司总部,参观学习其现代化生产技术、先进管理水平和崭新的经营理念;安排有关专业人员出国学习农业高新技术;引进品种资源和组培生产管理技术等,这些措施有效推动了我国组培技术的发展。 3 我国植物组织培养中存在的主要问题 3.1 组培技术尚不完全成熟,组培投入成本较高、效益较低 目前,我国的组织培养技术相对于国外来说,还只是边摸索边应用的阶段,一些组培关键的技术问 22 江苏农业科学 2008年第4期

植物组织培养MS培养基配方

植物组织培养MS培养基配方 （一）母液配制与保存 配制培养基时，如果每次配制都要按着杨成分表依次称量，既费时，又增加了多次称量误差。为了提高配制培养基的工作效率，一般将常用的基本培养基配制成10～200倍，甚至1000倍的浓缩贮备液，即母液。母液贮存于冰箱中，使用时，将它们按一定的比例进行稀释混合，可多次使用，并在配制较多数量的培养基时，降低工作强度，也提高试验的精度。 基本培养基的母液有四种：大量元素（浓缩20倍），微量元素（浓缩100倍），铁盐（浓缩200倍），除蔗糖之外的有机物质（浓缩100倍） 1大量元素 配制大量元素母液时要分别称量，分别溶解，在定容时按表1中的序号依次加入容量瓶中，以防出现沉淀。倒入磨口试剂瓶中，贴好标签和做好记录后，可常温保存或放入冰箱内保存。 表1大量元素母液（配1L20倍的母液） 序号成分配方浓度/（mg.L-1）称取量/mg 配1mL培养基吸取 量/mL 1 硝酸铵NH4NO3 1650 33000 50 2 硝酸钾KNO 3 1900 38000 3 磷酸二氢钾KH2PO 4 170 3400 4 七水合硫酸镁MgSO4.7H2O 370 7400 5 氯化钙无水CaCl2 440 6644 2微量元素母液 在配制微量元素母液时，也应分别称量和分别溶解，定溶时不分先后次序，可随意加入溶量瓶中定容（表2），一般不会出现沉淀现象。倒入磨口试剂瓶中，贴好标签和做好记录后，可常温保存或放入冰箱内保有存。 表2微量元素母液(配制1L100倍母液) 成分配方浓度/(mg.L-1) 称取量/mg 配制1L培养基吸取 量/mL 碘化钾KI 0．83 83 10 硫酸锰MnSO4.H2O 22．3 2230 硼酸H3BO3 6．2 620 硫酸锌ZnSO4.7H2O 8．6 860 钼酸钠Na2MoO4.2H2O 0．25 25 硫酸铜CuSO4.5H2O 0．025 2．5 氯化钴CoCl2.6H2O 0．025 2．5 3铁盐母液 由于铁盐无机化合物不易被植物吸收利用，只有基螯合物才能被植物吸收利用，因此需要单独配成螯合物母液表3）。 配制方法：称取5.56g硫酸亚铁和7.46g乙二胺乙酸二钠，分别用450ml的去离子水溶解，分别适当加热不停搅拌，分别溶解后将硫酸亚铁溶液缓缓加入到乙二胺四乙酸二钠溶液中，将两种溶液混合在一起，最后用去离子水定溶于1000mL，倒入棕色贮液瓶中，贴好标签和做好记录后放入冰箱内保存。

组培的研究进展及发展趋势

组培的研究进展及发展趋势 植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。简要概述了植物组织培养的概念及研究进展，较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状，最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词：组织培养；新技术；应用现状；发展趋势 植物组织培养是20世纪之初，以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术，是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体，在人工配制的环境里培养成完整的植株，也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究，已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一。近年来，随着科学技术的不断发展，植物组织培养新方法和新技术不断涌现，研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪，生物技术是最有生命力的一门学科，而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段，被认为具有巨大的潜力。 一、植物组织培养新技术的研究 随着科学技术的发展和对植物组织培养技术的不断深入研究，一些新的培养方法和技术不断出现，为植物组织培养技术的不断优化和发展提供了新的途径。 1.新型光源的应用 光是植物生长发育必不可少的重要因素之一，光照长短、光质、光周期对植物的生长、形态建成、光合作用、新陈代谢以及基因表达均有调控作用。传统的组织培养光源灯普遍存在寿命短、发热量大且不均以及发光效率不理想等缺点。LED作为植物组织培养光源早在1991年就有栽培试验。研究发现, 光质比例和光照强度可调的LED 光源比通常植物组织培养使用的荧光灯更能有效地促进试管苗的光合作用和生长发育。蒋要卫利用LED作为大花蕙兰组培苗光源的研究发现, LED光源可以显著改善大花惠兰试管苗的生长状况和提高其品质。日本的田中道男等运用阴极荧光灯( CCFL)作为文心兰试管苗光源, 结果表明其地上部干、鲜重和试管苗的高度都有显著提高。另外田中道男等利用SILHOS 作为生菜组织培养光源, 获得了高质量的组织培养苗。目前LED是组织培养中最有效的人工照明光源，而CCFL等新型光源是未来发展的主要方向。 2.开放组织培养技术 传统的植物组织培养属于严格的封闭式培养，因而造成灭菌成本偏高、培养基易污染、外界环境调控难度大等缺点。而开放组织培养新技术是在外加抗菌剂的条件下，使植物组织培养脱离严格无菌的操作环境，在自然开放的有菌环境中进行，恰好弥补了这些不足。赵青华等采用开放式组培技术，在培养基中添加抑菌剂，克服了非灭菌条件下魔芋组织培养污染问题，有效地简化了实验步骤，降低了生产成本。何松林的研究表明在添加抗菌剂的开放式组培中，文心

植物组织培养的培养基

植物组织培养的培养基中，需要添加糖类作为碳源物质，因此糖类是影响植物组织培养成功与否的关键之一。高中生物教材中明确指出，植物组织培养的培养基中添加的糖类是蔗糖。那么为什么不添加葡萄糖呢？很多资料上解释为蔗糖较葡萄糖便宜，易被植物细胞吸收。其实并非如此。之所以以蔗糖作为碳源，主要有三个方面的原因： （1）同样作为碳源为植物细胞提供能量来源，蔗糖较葡萄糖能更好地调节培养基内的渗透压。配制相同质量分数的培养基，蔗糖形成的渗透压要明显低于葡萄糖，因此若采用葡萄糖作为碳源，易使植物细胞脱水而生长不良。同时，植物细胞吸收蔗糖的速率要明显慢于吸收葡萄糖的速率，所以蔗糖形成的渗透压可相对长期的保持稳定。 （2）植物组织培养过程中，要时刻注意防止培养基受到微生物的污染。微生物生长所需的碳源最常用的是葡萄糖，一般很少利用蔗糖。因此，采用蔗糖作为培养基的碳源，可一定程度上减少微生物的污染。 （3）诱导作用。在培养基成分中，增加生长素的浓度，导致木质部形成，增加蔗糖浓度则导致韧皮部形成。当生长素水平恒定时，2％蔗糖使分化出的全部是木质部，4％蔗糖使分化出的几乎全部是韧皮部，3％蔗糖则可以分化出两者。所以，生长素和蔗糖浓度决定愈伤组织中维管束的类型与数量。因此，在植物组培中要选用蔗糖而不选用葡萄糖。 通过细胞膜内外的液体的浓度差来调节 当细胞膜内的浓度小于细胞膜外的时候蔗糖救能进入细胞中了 植物细胞培养中最常用的培养基的碳源是蔗糖，已知葡萄糖和果糖也能使某些植物生长得很好。植物细胞可以分解蔗糖，蔗糖是由一分子果糖和一分子葡萄糖组成的，蔗糖是可以直接进入细胞的，蔗糖跨质膜从质外体进入细胞是由载体介导并需要消耗能量的质子-蔗糖共运输机制进行的，另外，植物能够利用的某些其他形式的碳源有麦芽糖、半乳糖、甘露糖和乳糖等。葡萄糖更不稳定，培养基需添加葡萄糖一般都在灭菌后再兑换。实在要添加葡萄糖那么灭菌温度一般控制在108~110左右，120度灭出来的就有一定程度的碳化了。所以用蔗糖更简单 动物细胞只能吸收葡萄糖，二糖蔗糖是无法吸收的。 以蔗糖为植物培养基碳源有两个原因: 1.抑制杂菌生长.细菌等不能直接以蔗糖为碳源,故可起抑制其生长的作用 2.蔗糖被植物细胞利用机理目还无定论.主要有以下两个学说(1)植物细胞先以次级主动运输的方式在细胞内外形成质子梯度,然后蔗糖就会利用这个梯度被吸收进细胞. (2).植物的细胞壁中含有能分解蔗糖的相关酶,蔗糖先在细胞膜外被分解为单糖,然后这些单糖再以主动运输的方式进入细胞,从而被细胞利用.

国内外苔藓植物组织培养研究进展

国内外苔藓植物组织培养研究进展 文章在对苔藓植物的特征及组织培养研究简史进行简要介绍的基础上，重点介绍了国内外学者对苔藓植物组织培养材料及基质的选择、外植体的消毒方法、培养基成分的选择及培养条件的筛选等4个方面的研究进展。 标签：苔藓植物；组织培养；消毒方法；培养基 苔藓植物是植物界中比较特殊的一个植物类群，主要生活在阴湿的环境中，是一类由水生向陆生过渡的重要的原始高等植物。苔藓植物生活史为典型的异型世代交替，孢子体则寄生于配子体上生活，孢子在产生新的配子体过程中还需要经过一个原丝体阶段。目前，全世界大约有2.3万种苔藓植物，其种类仅次于被子植物。 苔藓植物能够蓄积大量水分，因此对水土保持与涵养、森林及某些附生植物的发育都有极其重要的作用。此外，苔藓植物还含有脂类、萜类、黄酮类、生物碱、醌类等活性物质，因此具有极高的药用价值。 苔藓植物的组织培养历史可以追溯到1902年Haberlandt的研究和1905年Goebel等人的研究，此后的50余年时间内，科学家的关注点更多的集中于被子植物组织培养上，对苔藓植物的组织培养几无涉及。1957年，Allsopp利用石地钱和小叶苔的孢子进行组织培养，首次成功获得相应愈伤组织及再生叶状体。此后，世界范围内的关于苔藓植物组织培养的实验研究逐渐展开并取得了一定的成果。 1 苔藓植物组织培养供试材料及基质 目前，可以用于苔藓植物组织培养的材料主要是苔藓植物的配子体、孢子体和原丝体，此外还可以利用其生殖器官、芽孢、游离原生质体等。1960年，Ward 以Knudson培养基培养金发藓和波叶仙鹤藓的孢子并获得其无菌原丝体，并在添加了蔗糖的基本培养基中利用该无菌原丝体诱导获得了相应的愈伤组织及再生植株。2003年，高永超等利用牛角藓配子体茎段诱导获得相应愈伤组织，并探讨了蔗糖及大量元素对愈伤组织细胞生长的影响。2007年，于传梅利用膨叶唇藓苔和溪苔的叶状体、柳叶藓的茎段、短叶藓和江岸立碗藓的孢子进行组织培养，获得了相应的愈伤组织或再生植株。 2 苔藓植物组织培养供试材料的消毒 可用于苔藓植物外植体消毒的试剂包括乙醇、次氯酸钠、升汞等，不同的供试材料和不同部位的外植体所用消毒剂有所不同。Saboljevic等研究表明，适用于Aloina aloides孢子和配子体消毒的次氯酸钠浓度分别为120.00g·L-1和90.00g·L-1。于传梅（2007）研究表明，适用于膨叶唇藓苔和溪苔的叶状体消毒的试剂为0.1%次氯酸钠，消毒时间为5分钟。梁书峰（2010）研究表明，适用

植物组织培养技术

第2章植物组织培养技术 第二节植物组织培养概述 一、授课章节 第二节植物组织培养概述。 二、学时安排 2学时。 三、教学目标 1．掌握植物组织培养的含义。 2．了解植物组织培养的类型划分。 3．理解植物组织培养的应用原理。 4．掌握植物组织培养的特点和应用。 四、教学重点、难点分析 重点： 植物组织培养的含义、特点和应用。 难点： 植物组织培养的应用原理。 五、教具 电化教学设备，植物组织培养试管苗。 六、教学方法 讲授法，多媒体课件。 七、教学过程 Ⅰ.导入 前面我们学习了有关植物育种的一些知识，今天，请看我给同学们看一样东西(教师拿出试管苗)，问同学们这是什么呢？这就是我们要学的植物组织培养。 II.新课

一、植物组织培养的含义 植物组织培养是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体培养在人工培养基上，给予适宜的培养条件，使其长成完整植株的过程。由于培养物脱离母株在试管内培养，故又称离体培养、试管培养。 二、植物组织培养的类型 植物组织培养由于分类依据不同可划分为不同的类型。 三、植物组织培养的应用原理 （一）植物细胞全能性 植物细胞全能性，是指植物体上每个具有完整细胞核的植物细胞，都具有该植物体的全部遗传信息和产生完整植株的能力。植物的体细胞一旦脱离所在器官或组织的束缚成为离体状态时，在一定的营养、激素和外界条件作用下，就可能表现出全能性，而生长发育成为完整的植株。

（二）细胞的分化和形态建成 （三）植物的再生功能 四、植物组织培养的特点 （一）研究材料来源单一，无性系遗传信息相同 （二）试验经济，管理方便，工作效率高 （三）培养条件人为控制，可周年连续进行试验或生产 （四）生长快，周期短，繁殖率高 五、植物组织培养的应用 （一）优良品种的快速繁殖 （二）脱毒及脱毒苗的再繁育 （三）植物新品种的培育 （四）种质资源的保存和交换 （五）有用次生代谢产物的生产 III.作业 1.简述植物组织培养的概念和培养类型。 2.植物组织培养技术有哪些特点？ 3.植物组织培养在生产上有哪些方面的应用？ 4.通过学习，你对植物组织培养技术是怎样理解的？ 第二节植物组织培养厂房的设计与构建一、授课章节 第二节植物组织培养厂房的设计与构建。 二、学时安排 2学时。

植物组织培养及应用研究概况

学号：20095071124 学院生命科学学院 专业生物科学 年级2009级 姓名张阿欠 论文（设计）题目植物组织培养及其应用研究概况指导教师张伟职称讲师 成绩 2012 年 6 月 9 日

目录 摘要 (2) 关键字 (2) Abstract (2) Keywords (2) 前言 (3) 1.植物组织培养的基本概念、原理和试验步骤 (4) 1．1植物组织培养的基本概念 (4) 1．2植物组织培养的基本原理 (4) 1．3植物组织培养的试验步骤 (4) 1．3．1选择和配制培养基 (4) 1．3．2灭茵 (4) 1．3．3接种 (5) l. 3．4培养 (5) 2. 植物组织培养的应用 (5) 2．1植物快速繁殖和无病毒种苗生产 (5) 2．2植物花药培养和单倍体育种 (5) 2．3植物胚胎培养 (6) 2．4植物愈伤组织或细胞悬浮培养 (6) 2．5细胞融合与原生质体培养 (6) 2．6植物细胞突变体筛选 (6) 2．7植物体细胞胚胎和人工种子 (7) 2．8 植物组织细胞培养物的超低温保存与种质库建立 (7) 2．9 植物组织培养与转基因技术的应用 (7)

3 .发展前景展望 (7) 参考文献： (8) 植物组织培养及其应用研究概况 学生姓名：张阿欠学号：20095071124 信阳师范学院生物科学专业 指导教师：张伟职称：讲师 摘要：主要讲了植物组织培养的基本概念，原理和实验步骤，在此基础上，讲了植物组织培养在植物快速繁殖和无病毒种苗生产、植物花药培养和单倍体育种、植物胚胎培养、植物愈伤组织或细胞悬浮培养、细胞融合与原生质体培养等方面的应用，最后展望了植物组织培养的发展方向。 关键字：植物组织培养；概念；原理；实验步骤；应用；发展前景 Abstrac t：About the basic concepts, principles and experimental procedures of plant tissue culture, on this basis, said plant tissue culture in plant rapid propagation and virus-free seed production, plant anther culture and haploid breeding, plant embryo culture, plantscallus or cell suspension culture, cell fusion and protoplast culture in the application, Finally, the future direction of development of plant tissue culture. Keywords:Plant Tissue Culture; concept; principle; experimental steps; applications; development prospects 前言 在世界各国科学家的不断努力下，近几十年来，植物组织培养技术迅速发展。利用组织培养，不仅可以大量生产优良无性系，获得人类需要的多种代谢物质，还可获得单倍体、三倍体、多倍体及非整倍体。通过细胞融合可以打破种属间的界限，克服远缘杂交不亲合性，在植物新品种的培育和种性的改良中发挥了巨大作用。组织培养的植物细胞是在细胞水平上分析研究的理想材料，从植物快繁、花药培养发展到细胞器培养、原生质融合以及DNA重组技术等，植物组织培养技术广泛应用于植物科学的各个领域及农业、林业、工业、医药等多种行业，已经成为当代生物科学中最有生命力的一门学科。

植物组培的发展史和前景

植物组培的应用前景和发展 一、植物组织培养的发展史 20世纪初，?在Schleiden和Schwann提出细胞学说，1902年德国植物学家Haberlandt提出植物细胞全能性的理论，1912年，?Haberlandt的学生Kotte 和美国的Robins在根尖培养中获得了组织培养的成功。 1934年美国的White由番茄根建立了第一个活跃生长的无性繁殖系，?并于1937年建立了第一个组织培养的综合培养基，?定名为White培养基。 Gautherer，White和Nobecourt一起被誉为组织培养学科的奠基人。 White于1943年发表了《植物组织培养手册》专著，成为一门新兴的学科。 40年代Skoog和崔徵明确了腺嘌呤与生长素的比例是控制芽和根形成的主要条件之一。 Miller等人于1956年发现激动素可以代替腺嘌呤，效果可增加3万倍。 1952年，Morel和Martin通过茎尖分生组织的离体培养，在大丽花中首次获得无病毒植株。 1960年，Cocking等人用真菌纤维素酶分离植物原生质体获得成功。 1971年，Takebe等在烟草上首次由原生质体获得了再生植株， 1962年印度Guha等人成功地在毛叶曼陀罗花药培养中，由花粉诱导得到单倍体植株， 1960年，Morel提出了一个离体无性繁殖兰花的方法，建立起兰花工业。 1973年Carlson等通过两个烟草物种之间原生质体融合，获得了第一个体细胞杂种，?我国学者做出多方面的贡献，崔徵、李继侗（玉米根尖培养），罗士韦（幼胚和茎尖培养），李正理（离体胚培养）、王伏雄（幼胚培养）。 二、植物组织培养的应用 1、植物快速繁殖和无病毒种苗生产 植物快速繁殖技术始于20世纪60年代，法国的Morel用茎尖培养的方法大量繁殖兰花获得成功，从此揭开了植物快速繁殖技术研究和应用的序幕。目前，通过离体培养获得小植株并且具有快速繁殖潜力的植物已有100多科1000种以上，有的已经发展成为工业化生产的商品。 2、植物花药培养和单倍体育种 将植物花药培养成单倍体植株，再经过染色体加倍，能很快得到纯合的二倍体，这样将大大缩短育种年限。到目前为止，世界上通过花粉和花药培养已获得了几百种植物的单倍体植株。韩国先后育成了5个优质、抗病、抗倒伏的水稻品种。我国自20世纪70年代开始该领域的研究已经培育了40余种由花粉或花药发育成的单倍体植株，其中有10余种为我国首创。 3、植物胚胎培养 杂交育种中，杂种胚常常败育，因此将早期生长的胚取出，应用组织培养方法，就有可能培育出杂交植物。已经有100篇以上幼胚培养成为植株的报道。国内外科学家应用植物胚胎培养技术获得了多种远缘杂交的重组体、栽培种和杂交品种。 4、植物愈伤组织或细胞悬浮培养 利用植物愈伤组织或细胞悬浮培养可以生产用于预防和治疗疾病的植物次

实验一 植物组织培养基母液配制的若干关键环节

实验一、植物组织培养基母液配制的若干关键环节目的与要求： 熟悉MS培养基的组成，掌握贮备液的配制方法. 植物组织培养（plant tissue culture）是指植物的任何器官、组织或细胞，在人工预知的控制条件下，放在含有营养物质和植物生长调节物质等组成的培养基中，使其生长、分化形成完整植株的过程.植物组织培养具有取材少，培养材料经济；人为控制培养条件，不受自然条件影响；生长周期短，繁殖率高；管理方便，利于自动化控制等特点.因而被广泛应用于各种植物的快速繁殖之中. 为了避免每次配制培养基都要对几十种化学药品进行称量，应该将培养基中的各种成分，按原量10倍、100倍或1000倍称量，配成浓缩液，这种浓缩液叫做母液。这样，每次配制培养基时，取其总量的1/10、1/100、1/1000，加以稀释，即成培养液。现将培养液中各类物质制备母液的方法说明如下。 以MS培养基为例，其母液的配制包括大量元素、微量元素、铁盐、维生素、氨基酸、植物生长调节物质和有机附加物等种类.(见表1) 表1 MS培养基母液的配制 成分规定用量 /mg.L-1 扩大倍 数 称取量/ mg 母液定溶 体积/ml 配1LMS培 养基吸取量 /ml 大量元素 KNO3 NH4NO3 MgSO4·7H2O KH2PO4 CaCl2·2H2O 微量元数 MnSO4·4H2O ZnSO4·7H2O 1900 1650 370 170 440 22.3 8.6 20 20 20 20 20 1000 1000 38000 33000 7400 3400 8800 22300 8600 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 50 50 50 50 50 1 1