植物組織培養(yǎng) 第4章 植物組織培養(yǎng)中常見問題及解決辦法課件

第四章植物組織培養(yǎng)中常見問題及解決辦法本章教學(xué)目的、要求

：理解并掌握植物組培易發(fā)問題、其產(chǎn)生的原因及調(diào)控方法，并能夠采取有效措施解決污染、褐變和玻璃化等常見問題

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：植物組培易發(fā)問題產(chǎn)生的原因及調(diào)控方法

主要內(nèi)容：第一節(jié)污染原因和防治措施第二節(jié)外植體的褐變及其防治第三節(jié)試管植物的玻璃化現(xiàn)象及其防治措施第四節(jié)其他問題及對(duì)策第二節(jié)外植體的褐變及其防治發(fā)生的時(shí)間：初代培養(yǎng)外植體一、原理：目前認(rèn)為植物組織培養(yǎng)中的褐變主要是由酶促褐變引起的，培養(yǎng)材料變褐主要是由傷口處分泌的酚類化合物引起的。酶促褐變?nèi)缤话愕拿复俜磻?yīng)，其發(fā)生必須具備三個(gè)條件，即酶、底物和氧。酚類很不穩(wěn)定，在溢出過程中與多酚氧化酶接觸，在多酚氧化酶的催化下，迅速氧化成褐色的醌類物質(zhì)和水，醌類物質(zhì)又會(huì)在酪氨酸酶等的作用下，與外植體組織中的蛋白質(zhì)發(fā)生聚合，進(jìn)一步引起其他酶系統(tǒng)失活。從而導(dǎo)致組織代謝活動(dòng)紊亂，生長(zhǎng)停滯，最終衰老死亡。此外，由于組織的老化病變也會(huì)使多酚氧化酶激活而引起褐變。二、褐變的主要原因①植物品種間的差異基因②生理狀態(tài)成年＞幼齡③培養(yǎng)基成分高無機(jī)鹽、細(xì)胞分裂素④培養(yǎng)條件不當(dāng)強(qiáng)光照、高溫度、培養(yǎng)時(shí)間過長(zhǎng)三、減輕褐變現(xiàn)象發(fā)生的方法①選擇合適的外植體

最好選擇生長(zhǎng)處于旺盛的外植體，這樣可以使褐變現(xiàn)象明顯減輕。②合適的培養(yǎng)條件

降低無機(jī)鹽成分、植物生長(zhǎng)物質(zhì)水平和溫度，暗培養(yǎng)，低溫過度等；③使用抗氧化劑

在培養(yǎng)基中，使用半胱氨酸、抗壞血酸、PVP（聚乙烯吡咯烷酮）等抗氧化劑能夠較為有效地避免或減輕很多外植體的褐變現(xiàn)象。④使用吸附劑活性炭

0.1%-0.5%的活性炭對(duì)防止褐變也有較為明顯的效果。⑤連續(xù)轉(zhuǎn)移

對(duì)容易褐變的材料可間隔12~24h的培養(yǎng)后，再轉(zhuǎn)移到新的培養(yǎng)基上，這樣經(jīng)過連續(xù)處理7-l0d后，褐變現(xiàn)象便會(huì)得到控制或大為減輕。第三節(jié)試管植物的玻璃化現(xiàn)象及其防治措施玻璃化現(xiàn)象：常發(fā)生在繼代培養(yǎng)

當(dāng)植物材料不斷地進(jìn)行離體繁殖時(shí)，有些培養(yǎng)物的嫩莖、葉片往往會(huì)呈半透明水漬狀的現(xiàn)象。玻璃化試管苗的生理失調(diào)癥：莖、葉表面無蠟質(zhì)，體內(nèi)的極性化合物水平較高，細(xì)胞持水力差，植株蒸騰作用強(qiáng)，無法進(jìn)行正常移栽。原因：不同種類、品種間，試管苗的玻璃化程度也有所差異；濕度大；光照強(qiáng)度過低；培養(yǎng)基細(xì)胞分裂素水平較高。玻璃化第四節(jié)其他問題及對(duì)策

遺傳穩(wěn)定性問題

遺傳穩(wěn)定性問題，即保持原有良種特性問題。雖然植物組織培養(yǎng)中可獲得大量形態(tài)、生理特性不變的植株，但通過愈傷組織或懸浮培養(yǎng)誘導(dǎo)的苗木，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些體細(xì)胞變異個(gè)體，雖然其中有些是有益變異但更多的是不良變異諸如觀賞植物不開花、花小或花色不正；果樹植物不結(jié)果、抗性下降或果小、產(chǎn)量低、品質(zhì)差等問題，在生產(chǎn)上造成很大損失，并容易引起經(jīng)濟(jì)糾繪，如香蕉試管苗中的不良變異表現(xiàn)植株矮小、不結(jié)果，給果農(nóng)造成損失。體細(xì)胞無性系變異的頻率相當(dāng)高，且不能逆轉(zhuǎn)，有的高達(dá)40%—60%，如非洲堇的個(gè)別品種、玉簪等，有的高達(dá)100%，如馬鈴薯、菠蘿等。

3、發(fā)生方式：以莖尖、莖段等發(fā)生不定芽的方式繁殖不易發(fā)生變異或變異率極低。甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)通過節(jié)培法繁殖名貴葡萄品種，經(jīng)5年—8年繼代培養(yǎng)，其變異頻率與常規(guī)方法相同，在數(shù)成株中僅發(fā)現(xiàn)一株變異此外用菊花莖尖、腋芽培養(yǎng)，變異較低，而從花瓣誘導(dǎo)的變異較高。由花椰菜根誘導(dǎo)的不定芽和再生植株中有不少變異，而從頂端分生組織（花菜）產(chǎn)生的4000個(gè)再生植株基本沒有變異。通過愈傷組織和懸浮培養(yǎng)分化不定芽的方式獲得再生植株變異率較高。通過分化胚狀途徑再生植株變異較少，通過莖尖或分生組織培養(yǎng)增殖側(cè)芽可以保持基因型基本不變。在高濃度的激素作用下，細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)加快，不正常分裂頻率增高，再生植株變異也增多。補(bǔ)充內(nèi)容：花藥培養(yǎng)1、花藥培養(yǎng)的一般操作

材料選?。?jiǎn)魏酥小⑼砥诨ǚ蹫橐艘话阍诮臃N前預(yù)先用醋酸洋紅、I－KI溶液等染色壓片鏡檢，確定花粉發(fā)育的時(shí)期。（煙草：花雷和花冠大約與萼片等長(zhǎng)禾谷類作物：孕穗期，剝出的花藥呈淡綠色。材料預(yù)處理：低溫、高溫、生長(zhǎng)素及其它方法處理－－提高愈傷組織和苗分化頻率低溫預(yù)處理按作物不同而不同消毒：花雷或幼穗的表面消毒用70%酒精－－－次氯酸鈉10－20分鐘或0.1%升汞7－10分鐘。操作熟練僅用70%酒精表面消毒后即取花藥接種接種：培養(yǎng)：2、花藥培養(yǎng)時(shí)花粉發(fā)育途徑離體條件下，改變了花粉原來的生活環(huán)境，花粉的正常發(fā)育途徑受到抑制

有四種發(fā)育方式：

（1）營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞發(fā)育途徑（A型）花粉經(jīng)第一次有絲分裂形成不均等營(yíng)養(yǎng)核和生殖核，生殖核一般不分裂或分裂幾次就退化，營(yíng)養(yǎng)核經(jīng)多次分裂而形成多細(xì)胞團(tuán)，并迅速增殖而突破花粉壁，細(xì)胞持久分裂形成類胚體或愈傷組織，最后形成單倍體植株

（2）生殖細(xì)胞發(fā)育途徑營(yíng)養(yǎng)核退化，生殖核經(jīng)多次分裂發(fā)育成多細(xì)胞團(tuán)，進(jìn)而通過愈傷組織或胚狀體形成單倍體植株（3）營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和生殖細(xì)胞同時(shí)發(fā)育此途經(jīng)結(jié)果形