植物组织培养的研究进展及新技术应用

植物组织培养的研究进展及新技术应用

【摘要】植物组织培养研究与应用是20 世纪科技进步的重大成果之一, 为研究植物生长发育、抗性生理、激素及器官发生与胚胎发生等提供了许多良好的实验材料和有效途径。本文探讨了植物组织培养的研究进展及新技术应用。

【关键词】植物组织；培养；研究进展；新技术；应用

【Abstract 】plant tissue culture research and application progress of science and technology in the 20th century is one of the significant accomplishments for the study of plant growth and development, physiological resistance, hormone and organogenesis and embryogeny and provides many good experimental materials and effective way. This paper discusses the research progress of plant tissue culture and new technology application.

【Key words 】plant tissue; Training; Research progress; New technology; application

植物组织培养是在无菌条件下, 将离体的植物器官( 根尖、茎尖等) 、组织( 形成层、花药组织等) 、细胞( 体细胞、生殖细胞等) 、胚胎( 成熟或未成熟的胚) 、原生质体等在人工配制的培养基上培养, 给予适宜的培养条件, 诱发其产生愈伤组织或潜伏芽或长成完整的植株的技术。

一、植物组织培养的优点

植物组织培养技术有其显著的优越性, 因为它可以提供生理状态比较一致的材料, 从而保证了试验的可靠性、结果的精确性。第一, 试验材料来源单一, 无性系遗传特性一致。由于植物组织培养材料是细胞、组织块或器官、小植株等, 个体微小, 均可来自同一个植物个体, 遗传性状高度一致, 培养中获得的各种水平的无性系(即克隆)具有相同的遗传背景, 极大地提高了试验精度。第二, 低成本、高集约度、高效率。实验微型化、精密, 管理集约、精细, 工作效率高。第三, 环境条件可控, 实验误差小。温度、湿度、光照等环境条件完全可以人工控制或自动控制, 试验处理条件一致, 误差很小。第四, 生长快、周期短, 可重复性强。由于营养等外在条件接近植物生长的最佳条件, 故生长迅速, 试验结果的重演性很高。第五, 可连续运行、周年试验生产。由于环境条件可控, 全年四季均可连续作业。

二、植物组织培养技术的研究进展

早在1902 年, 德国著名的植物学家Hanberlandt 根据细胞理论预言细胞的全能性, 认为每个细胞像胚胎细胞那样,可经过体细胞发育成一棵完整的植株, 但限于当时的技术条件, 培养没有获得成功, 然而他所提出的具有开创性的科学推断吸引了许多科学家去探索. 1904 年, E.hanning 培养了萝卜和辣根属的一种植物的近成熟胚, 发现可使其发育成熟, 这是胚培养的第一篇论文; 1909 年,

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

植物组织培养报告

植物组织培养报告内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）

大蒜茎尖的组织培养 谢婷婷江宋青万嫣文吕凌宇一、实验目的 掌握植物组织培养的相关理论知识及操作方法； 通过自行设计并完成实验，提高动手能力和思维能力； 利用植物细胞的全能性，使大蒜茎尖经过脱分化作用形成愈伤组织，再分化为有结构的组织和器官，最终增殖培育出大量品质优良的大蒜试管苗。二、实验原理 植物组织培养是利用植物细胞的全能性原理。植物组织培养是在无菌环境下，将离体的植物器官、组织以至单个细胞，在人工配置的培养基上培养，使其能够继续生长，甚至分化发育成一完整植株的过程。植物的组织在培养条件下，原来已经分化停止生长的细胞，又能重新分裂，形成没有组织结构的细胞团，即愈伤组织。这一过程称为“脱分化”。已经脱分化的愈伤组织，在一定条件下，又能重新分化形成输导系统以及根和芽等组织和器官，这一过程称“再分化”。 三、实验材料、试剂和器材 1 供试材料 以购于府前菜场的大蒜为实验材料，实验在丽水学院生态学院组培实验室进行。 2 仪器与设备 超净工作台、培养事、电子天平、烧杯、容量瓶、玻璃棒、量筒、移液

管。 3 试剂 70%酒精、95%酒精、0.1%升汞、蔗糖、琼脂条、6-BA（1.5 mg/L；2.0 mg/L）、2,4-D（2.0 mg/L）、NAA（1.0 mg/L；）、IBA（2.0 mg/L）、10倍的大量元素、100倍的微量元素、100倍的铁盐、100倍的有机物。 四、实验步骤 1.培养基的配制及灭菌 诱导培养基：MS+6-BA 2.0 mg/L+2,4-D 2.0 mg/L 出芽培养基：MS+6-BA 1.5 mg/L+NAA 1.0 mg/L 生根培养基：MS+IBA 2.0 mg/L （1）将MS母液（10倍的大量元素、100倍的微量元素、100倍的铁盐、100倍的有机物）按顺序排列、检查是否失效。 （2）在装有3/4蒸馏水的容器中加入0.7%琼脂和3%蔗糖，加热溶化。（3）依次吸取适量各种母液移到容器中。 （4）用蒸馏水定容到相应体积。 （5）调节pH值(用0.1M的NaOH或HCl调节)至5.8-6.0。 （6）向培养基中加入适量激素。 （7）将配制好的培养基进行分装（20-30ml/瓶）。 （8）用两层称量纸包扎瓶口，并用橡皮筋扎牢，然后在高压灭菌锅中121 ℃下灭菌 20 min 。取出三角烧瓶放在台子上，冷却后备用。接种操作所需的一切用具（烧杯、培养皿、灭菌水等），需同时灭菌。 （9）将灭菌后的培养基于常温下放置一星期，观察有无污染。

植物组织培养技术及应用进展_盛玉婷

植物组织培养技术及应用进展 盛玉婷 (南京农业大学生命科学学院,江苏南京　210095) 摘　要:植物组织培养技术作为一种科研手段,发展异常迅猛。本文回顾了植物组织培养的基本原理、培养基、以及各种激素的作用机理和培养方法,简述了离体无性系快速繁殖与无毒化、植物育种、遗传物质的保存及植物次生代谢物的生产等组织培养技术在应用研究领域所获得的突破。 关键词:植物组织培养;植物激素;快繁;脱毒;转基因 中图分类号　Q944.6 文献标识码　A 文章编号　1007-7731(2008)09-45-03 A d v a n c e o f P l a n t T i s s u e C u l t u r e a n dI t s A p p l i c a t i o n S h e n g Y u t i n g　(N a n j i n g a g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y,J i a n g s u N a n j i n g210095) A b s t r a c t:T i s s u e c u l t u r e,a s a w a y o f s c i e n c e r e s e a r c h,h a s d e v e l o p e dr a p i d l y.P l a n t t i s s u e c u l t u r ew a s w i d e l yu s e di n t h e c r o p b r e e d i n g,t a k i n g o f v i r u s,r e p r o d u c i n g q u i c k l y,p r e s e r v i n gg e n e t i c m a t e r i a l s,p r o d u c i n gs e c o n d a r y m e t a b o l i t e s a n di n t h e t r a n s f o r m a t i o n o f p l a n t g e n e.T h i s a r t i c l e m a i n l y i n t r o d u c e s t h e p r i n c i p l e a n d t h e a p p l i c a t i o n o f t i s s u e c u l t u r e i n c l u d i n g i t s c u l t u r e,m e t h o d,a n dt h e m e c h a n i s m. K e y w o r d s:P l a n t t i s s u e c u l t u r e;p h y t o h o r m o n e;i n t e r m e d i a t e p r o p a g a t i o n;d e t o x i c a t i o n;t r a n s g e n i c 自哈布兰特(G.H a b e r l a n d t)提出细胞全能性理论以来,在无数科学家的努力下,离体培养经过80多年的历程后,其培养技术日趋完善。20世纪50年代以来,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改良中有着巨大的潜力;其植物细胞也成为在细胞水平上分析研究的理想材料。植物组织培养技术已渗透到植物生理学、病理学、遗传学、育种学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,并广泛应用于农业、林业、工业、医药业等多种行业,产生了巨大的经济效益和社会效益,已成为当代生物科学中最有生命力的一门学科[1]。 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[1]。 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G.H a b e r l a n c l t根据细胞学理论,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W h i t e在烟草愈伤组织培养中,偶然发现形成一个芽,证实了G.H a b e r l a n c l t的论点。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M T、M S、S H、W h i t e等。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M S。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[2]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[3]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。 1.4　各种激素的作用机理　I A A能促进细胞壁的扩张和诱导纤维素酶的形成[5]。H a i l从燕麦芽鞘分离出原生质体,它可以保存在11%的蔗糖溶液中,若添加少量I A A,只需5m i n原生质体就会破裂。这是I A A首先作用于质膜的一个证据。当I A A直接同原生质膜结合时,引起膜构象和透性的变化,增加了离子流动,产生生物电位变化或一系列代谢变化,发生快速效应。 2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸)诱导体细胞胚胎发生的作用机制是诱导一些特异蛋白质形成,2,4-D的浓度 作者简介:盛玉婷,南京农业大学生命科学学院本科在读。 收稿日期:2008-02-01

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。

植物组织培养基础理论与基本知识

第一章植物组织培养的基础理论与基本知识 第一节植物组织培养的基本概念及类型 一、教学目标： 通过对植物组织培养的概念和植物组织培养的类型的学习,使同学们对植物组织培养技术有大概的了解和认识,让同学们建立起对该学科学习兴趣。 二、教学效果目标： 1、理解、掌握植物组织培养的概念； 2、掌握植物组织培养的类型。 三、教学重点： 1、理解、掌握植物组织培养的概念； 2、掌握植物组织培养的类型。 四、教学难点： 1、理解、掌握植物组织培养的概念； 2、掌握植物组织培养的类型。 五、教学效果评价： 1、为了激发学生的学习积极性和主动性，不宜采用百分制的方法进行评价，而是采用A、B、C、D四个评价等级进行评价。 2、评价标准： A、能用自己的语言对植物组织培养的概念和类型等几个基本概念进行正确的描述，能熟练的判断植物组织培养的类型。能按时按量甚至超量完成

作业，并且无误。 B、能基本用自己的语言植物组织培养的概念和类型等几个基本概念进行正确的描述，能基本会判断植物组织培养的类型。能按时按量完成作业，基本无误。 C、在老师的指引下或参照课本基本用自己的语言对植物组织培养的概念和类型等几个基本概念进行正确的描述，能基本判断植物组织培养的类型。能按时按量完成作业，但错误较多。 D、基本不认真听课，课堂很随意，基本不听老师教导，对所学内容基本不懂，很少作作业。 六、采用理论教学。 七、教学时数： 2学时 教学过程 一、新课导入：约（10分钟） 以同学们感兴趣的动物克隆技术人手，向同学讲述克隆技术基础技术，然后转到植物组织培养技术上来。 二、新课：（约80分钟） 板书： 第一章植物组织培养的基础理论与基本知识

植物组织培养技术

植物组织培养技术 植物组织培养是指将植物体的一部分接种在合成培养基上，使其按照预定目标生 长发育成新植株。近年来，花卉组织培养及快繁脱毒技术越来越多地应用于花卉种苗 繁殖生产中。 一、组织培养在花卉产业中的应用 1.快速、大量繁殖优良品种组织培养技术已成为种苗生产的主要技术之一。经组织 培养，可增加繁殖系数，加快繁殖速度，可生产出种性纯、品质好、产花量高的生产 性用苗。在花卉育种过程中，不断的杂交、选种极大地扩展了花卉的花形与颜色，使 得花卉在各方面都越来越接近人们的需求。但在同时，也造成了花卉基因类型的高度 异质化———子代不易有均一表现。而组培苗是在母株器官、组织或细胞的基础上发展起来的，可以保持母株的全部特性（花形、花色、株形、开花习性、抗逆性等）， 因而可以根据需要来选择集多种优良性状于一体的植株加以分生，从而得到大量与母 株一模一样的植株。 2.培育脱毒苗木采用组织培养技术，利用植株的分生组织不易感染病毒的原理，可 以对花卉植株的分生组织进行组织培养来繁殖苗木，防止亲代植株的病害传递给子代，从而达到脱毒的目的。 病毒病对长期应用营养繁殖（分株、扦插等）的观赏植物及其生产的危害相当严重。由于观赏植物多采用营养繁殖，如嫁接、分株、压条等方法繁殖时，病毒（及类 病毒）则通过营养体及刀具、土壤传递给后代，大大加速了病毒病的传播与积累，导 致病毒病的危害越来越严重。据统计，观赏植物的病毒已多达100多种，并且逐年有 新增病毒的报道。观赏植物因病毒病大大影响其观赏价值，表现在康乃馨、菊花、百合、风信子等的鳞茎、球茎与宿根类花卉及兰科植物等严重退化，花少且小，花朵畸形、变色，大大影响观赏价值，严重者甚至导致某些品种的灭绝，严重制约观赏植物 生产的发展，这也是我国切花品种跨不出国门的原因之一。组培快繁技术已应用到蝴蝶兰的栽培中非洲菊也可以通过组培快繁技术进行繁殖 植物组织培养脱毒的原理主要是利用茎尖分生组织不带毒或少带毒。感病植株体内的病毒分布不均匀，其数量随植株部位和年龄而异，越靠近茎尖顶端的区域，病毒 的浓度也越低。分生区域无维管束，病毒只能通过胞间连丝传递，赶不上细胞不断分 裂和活跃的生长速度，因此生长点含有病毒的数量极少，几乎检测不出病毒。因此， 茎尖培养时，切取茎尖的大小对脱毒效果有很大影响，茎尖越小效果越佳，但太小时 不易成活，过大则不能保证完全除去病毒。不同种类的植物和不同种类的病毒在茎尖

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

植物组织培养在现实生活中的应用

组培的应用工厂化育苗 摘要：组织培养快速繁殖由于种苗在培养瓶中生长，立体摆放，所需要的空间小，节省土地。生产可按一定的程序严格执行,生产过程可以微型化、精密化，能最大限度发挥人力、物力和财力,取得很高的生产效率。 关键词：组织培养工厂化育苗 植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论，近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术。植物的组织培养又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织.器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。 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、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，然后放在适当的人工培养基上进行培养，这些器官或组织就会进行细胞分裂，形成新的组织。不过这种组织没有发生分化，叫做愈伤组织。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。 植物组织培养是在一定的场所和环境下，人为提供一定的温度、光照、湿度、营养、激素等条件，极利于高度集约化和高密度工厂化生产，也利于自动化控制生产。它是未来农业工厂化育苗的发展方向。它与盆栽、田间栽培等相比省去了中耕除草、浇水施肥、防治病虫等一系列繁杂劳动，可以大大节省人力、物力。 组织培养的特点：1占用空间小，不受地区、季节限制2培养脱毒作物 3培养周期短 4可用组培中的愈伤组织制取特殊的生化制品 5可短时间大量繁殖用于拯救濒危植物6可诱导之分化成需要的器官7解决有些植物产种子少或无的难题，8不存在变异，可保持原母本的一切遗传特征9投资少，经济效益高而组培在时间生活中应用最广泛的是工厂化生产。 随着我国市场经济的进一步发展和人民生活水平的不断提高，对各类苗木的数量、质量和纯度的要求也越来越高，一般常规的苗木繁殖技术已难以保证大规模迅速发展的需求。于是应用现代高新技术——植物组织培养快速繁育优良品种

植物组织培养的基本步骤

植物组织培养的基本步骤 成熟细胞离体——（脱分化）——分生细胞——（分裂）——愈伤组织——（再分化）——形态建成————完整植株。 培养基的主要成分 【水分】 【无机盐】1.大量元素：N，P，K，Ca，Mg，S（由相关的无机盐提供） 2.微量元素：Fe，B，Cu，Mn，Mn，Zn，Co 【有机营养成分】1.糖类 2.维生素 3.氨基酸 4.肌醇 5.天然有机物【植物生长调节剂】1.生长素 2.细胞分裂素 3.其他生长调节剂 【凝固剂】琼脂 【其他物质】1.活性炭 2.抗生素 3.抗氧化物质 4.硝酸银 培养基和组织培养用具的灭菌方式 【培养基，无菌水】高压蒸汽灭菌，0.105MPa灭菌15~30分钟 【移栽基质】曝晒，甲醛熏蒸或高压蒸汽灭菌0.14MMPa灭菌1~2h 【接种室，缓冲室】紫外线灯照射30min，或气雾消毒剂 【超净工作台】紫外线灯30min，之后打开风机过滤除菌 【外植体】不同的化学消毒剂浸泡消毒 【接种工具】70%乙醇浸泡或擦拭，之后用火焰灼烧灭菌 【培养室】3%来苏尔喷雾，或甲醛，气雾消毒熏蒸 【皮肤】先用肥皂洗手，接种前用70%乙醇擦拭 【瓶口，管口】70%乙醇擦拭，用火焰封口

【培养瓶表面】70%乙醇擦拭 【台面，桌面】70%乙醇擦拭或喷雾消毒 植物外植体的灭菌方式 【茎尖，茎段，叶片】1. 用70%乙醇浸泡30秒，再用无菌水冲洗1次。 2.用2%次氯酸钠浸泡15min或0.1%升汞浸泡5~10min。 3.若材料有绒毛，最好在消毒液中加入几滴吐温。 4.消毒时要不断震荡，使植物材料与消毒剂充分接触。 5.最后用无菌水冲洗3~5次。 【果实】1.用乙醇迅速漂洗一下，再用无菌水冲。 2.用2%次氯酸钠浸泡10min，用无菌水冲洗2~3次。 【种子】用10%次氯酸钠浸泡20~30min，或0.1%升汞消毒5~10min，然后再用无菌水冲洗3~5次。 【花蕾】1.用70%乙醇浸泡10~15秒，无菌水冲洗一次。 2.在漂白粉中浸泡10min，用无菌水冲洗2~3次。 【根及地下部器官】用0.1%升汞浸泡5~10min 或用次氯酸钠浸泡10~15min，再用无菌水冲洗3~5次。 【消毒后的外植体应及时按照无菌操作技术接种在适宜的培养基上】

植物组织培养技术在农业生产的应用

[植物组织培养技术在农业生产的应用] ●研究性课题（2014----2015） ●南春中学高三（2）班 组长：杨坤贤 指导老师：卢英钦 组员：陆创伟、陈庆祥、魏斯狄 陈逵、陈勤莹、陈银涛 蔡承楷

一、课题提出 近年来，组培苗工厂化生产已作为一种新兴技术和生产手段，在园艺植物的生产领域蓬勃发展。组培苗工厂化生产，是以植物组织培养为基础，在含有植物生长发育必需物质的人工合成培养基上，并附加一定量的生长调节物质，把脱离于完整植株的本来已经分化的植物器官或细胞，接种在不同的培养基上，在一定的温度、光照、湿度及pH值条件下，利用细胞的全能性以及原有的遗传基础，促使细胞重新分裂、分化长成新的组织、器官或不定芽。最后长成和母株同样的小植物体。工厂化生产组培苗，是按一定工艺流程规范化程序化生产的，具有繁殖速度快、整齐、一致、无虫少病、生长周期短、遗传性稳定的特点，可以加速产品的发展，尽快获得繁殖无性系。特别是对一些繁殖系数低、杂合的材料有性繁殖优良性状易分离、或从杂合的遗传群体中筛选出表现型优异的植株，需要保持其优良遗传性，有更重要的作用。组培苗的无毒生产，可减少病害传播，更符合国际植物检疫标准的要求，扩大产品的流通渠道，增加产品市场的销售能力，同时减少了气候条件对幼苗繁殖的影响，缓和了淡、旺季供需矛盾。因此，小组开展了关于“植物组织培养技术在农业生产的应用”的课题研究。 二、研究目的 1、了解植物组织培养技术。 2、研究有关植物组织培养技术在农业生产的应用。 3、学会对知识的探讨与研究。 三、研究过程 1、查找资料：网上搜索，农业报刊等。 2、总结整理：（1）整理资料，分析内容。（2）制作电子文本。 四、研究成果 （1）技术原理 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、

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

2010-2014植物组织培养高考题汇编(含详解)汇总

1.（2014广东卷）（16分）铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一，应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎（简称PLBs，类似愈伤组织）生产生物碱的实验流程如下： 在固体培养基上，PLBs的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如图17所示，请回答下列问题： ⑴选用新生营养芽为外植体的原因是，诱导外植体形成PLBs的过程称。 ⑵与黑暗条件下相比，PLBs在光照条件下生长的优势体现在，，。 ⑶脱落酸（ABA）能提高生物碱含量，但会抑制PLBs的生长。若采用液体培养，推测添加适量的ABA可提高生物碱产量。同学们拟开展探究实验验证该推测，在设计实验方案是探讨了以下问题： ①ABA的浓度梯度设置和添加方式：设4个ABA处理组，1个空白对照组，3次重复。因ABA受热易分解，故一定浓度的无菌ABA母液应在各组液体培养基后按比例加入。②实验进程和取样：实验50天完成，每10天取样，将样品（PLBs）称重（g/瓶）后再测定生物碱含量。如初始（第0天）数据已知，实验过程中还需测定的样品数为。 ③依所测定数据确定适宜的ABA浓度和培养时间：当某3个样品（重复样）的时，其对应的ABA浓度为适宜浓度，对应的培养时间是适宜培养时间。

【答案】（1）细胞分化程度低，容易诱导形成PLBs（2分）；细胞的脱分化（2分）（2）生长起始快（2分），快速生长时间较长（2分）；PLBs产量较高（2分）；（3）①灭菌、冷却（2分）；②75（2分）；③PLBs重量和生物碱含量乘积的平均值最大（3分） 【解析】（1）新生营养芽分裂能力强，全能性容易表达；根据题干可知，PLBs类似愈伤组织，外植体形成愈伤组织的过程是脱分化。（2）据图分析，光照下PLBs的重量高于黑暗条件下，原因可能是光照有利于细胞增殖、叶绿体的形成和进行光合作用制造有机物。（3）①由于ABA受热易分解，所以各种液体培养基灭菌后，冷却，再加入不同浓度的ABA ②根据题干可知，实验50天完成，每10天取样，需要取样5次，4个ABA处理组，1个空白对照组，3次重复，因此每次取样需要记录15个样品中的数据，共需要测定样品数75 ③适量的ABA可提高生物碱产量，当样品的平均值最大时，所对应的ABA浓度和时间为最适。 2.（2014江苏卷）（9分）为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题： （1）外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为。 （2）在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如右图所示。细胞干重在12d后下降的原因有；培养液中蔗糖的作用是、。 （3）多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经处理，会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常采用纤维素酶和酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞（2n）经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞，合理的解释是、。 （4）为了更好地获得次生代谢产物，生产中采用植物细胞的固定化技术，其原理与酵母细胞固定化类似。下列说法正确的有（填序号）。 ①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋②必须在光照条件下培养

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