植物組織培養(yǎng)技術(shù)(愈傷組織的分化與ppt課件

1、第三章植物組織培養(yǎng)技術(shù)(愈傷組織分化和再分化、去分化和形態(tài)發(fā)生)，目的和要求如下：1。了解愈傷組織形成的條件；2.掌握愈傷組織形成的過(guò)程；4.了解愈傷組織形態(tài)發(fā)生的規(guī)律；1.植物組織培養(yǎng)類型(根據(jù)外植體)；1.器官培養(yǎng)；2.莖尖分生組織培養(yǎng)，2，外植體培養(yǎng)的發(fā)展方向：腋芽萌發(fā)(固定芽)后產(chǎn)生的胚狀體(原球莖)去分化直接產(chǎn)生不定器官，去分化后形成愈傷組織，間接離體繁殖和直接離體繁殖，3，概述：從愈傷組織到植株，4，愈傷組織培養(yǎng)：外植體(外植體)在無(wú)菌條件下培養(yǎng)原則：細(xì)胞全能性：植物細(xì)胞具有一套完整的遺傳信息，可在特定環(huán)境條件下表達(dá)，產(chǎn)生獨(dú)立完整的植株個(gè)體。去分化：成熟細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚M織狀態(tài)的過(guò)程

2、?；謴?fù)細(xì)胞分裂活動(dòng)。再分化：在一定的培養(yǎng)條件下，去分化的組織或細(xì)胞轉(zhuǎn)化成各種細(xì)胞類型的過(guò)程。5.愈傷組織形成的條件。1.脫離親本植物：擺脫遺傳控制和生理限制；2.某些培養(yǎng)條件：激素的類型和濃度是最重要的；(2，4-d) 3。內(nèi)源激素水平：外植體的類型和外植體在植物上的原始位置。大量研究表明，高等植物的幾乎所有器官，如根、莖、葉和花，以及各種組織，如皮層、莖髓和形成層，在適當(dāng)?shù)臈l件下都能在體外產(chǎn)生愈傷組織。6、愈傷組織形成過(guò)程，外植體中分化的活細(xì)胞在外源激素的誘導(dǎo)下脫分化后形成愈傷組織，這一過(guò)程大致可分為三個(gè)時(shí)期：誘導(dǎo)期、分裂期，7、誘導(dǎo)期：細(xì)胞分裂準(zhǔn)備期的特點(diǎn)：1、細(xì)胞大小變化不大，外觀無(wú)明顯

3、特征；2.細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)代謝旺盛，核糖核酸含量迅速增加，細(xì)胞核體積明顯增大。誘導(dǎo)期的長(zhǎng)短因植物種類、外植體的生理?xiàng)l件和外界因素而異。例如，胡蘿卜的誘導(dǎo)期需要幾天，而新鮮菊芋塊莖的誘導(dǎo)期只需要22小時(shí)。然而，在儲(chǔ)存5個(gè)月后，菊芋塊莖的誘導(dǎo)期必須延長(zhǎng)到40小時(shí)以上。8、劃分時(shí)期：劃分時(shí)期的主要特征如下：1 .細(xì)胞數(shù)量迅速增加，但平均鮮重下降。2.細(xì)胞體積小，沒有液泡。像根尖和莖尖的分生組織細(xì)胞特征。3.細(xì)胞核和核仁最大限度地增大。在4個(gè)細(xì)胞中，核糖核酸含量下降，而脫氧核糖核酸含量保持不變。9、形成期(分化期):是指外植體經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)和分裂后形成結(jié)構(gòu)紊亂的愈傷組織，并分化形成器官的時(shí)期。主要特點(diǎn)如下：1 .

4、平均細(xì)胞大小相對(duì)穩(wěn)定。2.細(xì)胞分裂從局限于組織外緣的分裂轉(zhuǎn)變?yōu)榻M織中較深的局部細(xì)胞的分裂。3.分生組織結(jié)節(jié)的形成。塊狀或片狀分生組織。經(jīng)絡(luò)結(jié)節(jié)可以成為骨痂的生長(zhǎng)中心。4.血管結(jié)節(jié)的形成。分生組織結(jié)節(jié)周圍的細(xì)胞分裂成板層細(xì)胞，形成管胞、纖維細(xì)胞等維管組織，但不形成維管系統(tǒng)。5.形成不同形狀和功能的細(xì)胞。因此，有人稱這一時(shí)期為分化期。10、愈傷組織的繼代培養(yǎng)，繼代培養(yǎng)：將培養(yǎng)物轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)的過(guò)程。目的：愈傷組織總是處于旺盛的分裂期，去分化細(xì)胞繼續(xù)分裂，從而形成愈傷組織。愈傷組織在培養(yǎng)基上生長(zhǎng)一段時(shí)間后，由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的耗竭、水分的損失和代謝產(chǎn)物的積累，如果愈傷組織留在原培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)

5、而不進(jìn)行繼代培養(yǎng)，它們將不可避免地分化并產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)。通過(guò)繼代培養(yǎng)，愈傷組織可以無(wú)限期地保持未分化增殖。11，愈傷組織的優(yōu)良特性，1，從這些愈傷組織獲得再生植株的高胚胎發(fā)生或再分化能力。2.很容易破碎，以便用這些愈傷組織建立良好的懸浮系統(tǒng)，并在必要時(shí)從它們中分離全能原生質(zhì)體。3.較強(qiáng)的自我增殖能力，能夠用這些愈傷組織建立大規(guī)模的愈傷組織克隆。4.經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的繼代培養(yǎng)而不喪失胚胎學(xué)，就有可能對(duì)它們進(jìn)行各種遺傳操作。12，3愈傷組織形態(tài)發(fā)生模式，愈傷組織分生組織團(tuán)可以再分化，即可以進(jìn)行形態(tài)發(fā)生，并且可以再生完整的植株。愈傷組織形態(tài)發(fā)生有兩種方式：1 .未固定的芽；2.體細(xì)胞胚狀體；13.1.不定芽，

6、指愈傷組織培養(yǎng)的器官發(fā)生和植物通過(guò)形成不定芽而再生。有三種方法：(1)先形成芽，然后在莖基部長(zhǎng)出根來(lái)形成小植株，這是大多數(shù)植物的情況；(2)先生根，然后從根部分化出芽，形成小植株。在這種情況下，很難誘導(dǎo)芽的形成，尤其是單子葉植物；(3)首先，在愈傷組織附近的不同部位形成芽和根，然后它們結(jié)合形成小植株。14，2體細(xì)胞胚是指胚、胚根和下胚軸經(jīng)愈傷組織培養(yǎng)誘導(dǎo)分化后，長(zhǎng)成完整植株的胚狀體結(jié)構(gòu)。愈傷組織形態(tài)發(fā)生的調(diào)控主要受三種因素控制：外植體本身的培養(yǎng)環(huán)境。(1)材料本身1。不同植物品種的器官分化能力明顯不同。例如，煙草、胡蘿卜和短命植物容易誘導(dǎo)器官形成，而谷類、豆類和棉花則很難。由同一植物的不同器官

7、或組織形成的愈傷組織通常在生理或形態(tài)上幾乎沒有差異。但是對(duì)于一些植物來(lái)說(shuō)，有明顯的區(qū)別。例如，油菜的花器官比葉和根更容易分化成幼苗，水稻和小麥幼穗的幼苗分化頻率高于其他器官。3生長(zhǎng)年齡較小的外植體不僅容易誘導(dǎo)愈傷組織形成，而且容易誘導(dǎo)分化為植株。例如，油菜植株自下而上的莖培養(yǎng)結(jié)果表明，下部器官形成頻率較低，上部越高，幼苗分化頻率越高。培養(yǎng)基1生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑：細(xì)胞分裂素/生長(zhǎng)素的比例是控制芽和根形成的重要條件之一。激素控制理論：高細(xì)胞分裂素/生長(zhǎng)素比例有利于芽的形成；當(dāng)這一比例較低時(shí)，有利于根系的形成。這樣，通過(guò)改變激素的類型和濃度，可以有效地調(diào)節(jié)培養(yǎng)組織的器官分化。不同激素的作用是不同的：如NAA

8、，生根效果比吲哚乙酸和吲哚乙酸好，但吲哚乙酸和吲哚乙酸產(chǎn)生的根較強(qiáng)，而NAA產(chǎn)生的根較細(xì)。2，4-D通常有利于愈傷組織的誘導(dǎo)。18，愈傷組織分化，19，(2)培養(yǎng)基2無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)元素在植物組織培養(yǎng)中，細(xì)胞生長(zhǎng)也需要植物生長(zhǎng)必需的元素。它的影響不像荷爾蒙那樣明顯。-各種植物所需的每種元素的量，特別是大量元素的量是不同的。例如，生根培養(yǎng)需要較小濃度的無(wú)機(jī)離子，所以通常使用1/2MS或White。愈傷組織缺乏的癥狀如下：(1)某些組織(如絞股藍(lán))表現(xiàn)出非常吸引人的花色苷顏色；無(wú)法形成導(dǎo)管。氮、鉀、磷細(xì)胞過(guò)度生長(zhǎng)，形成層組織減少；硫磺顯然是綠色的。鐵細(xì)胞分裂停止。硼細(xì)胞分裂停滯，細(xì)胞伸長(zhǎng)。錳或鉬影響細(xì)胞伸

9、長(zhǎng)。培養(yǎng)基3的有機(jī)成分，如糖、維生素B、肌醇和綠原酸，滿足愈傷組織生長(zhǎng)和分化的要求。氯代酸、嘌呤和嘧啶促進(jìn)器官分化。例如，水解酪蛋白含有多種氨基酸，在器官分化培養(yǎng)中添加一定量是有益的。21，(2)培養(yǎng)基的物理性質(zhì)4:固態(tài)或液態(tài)、滲透壓等。它對(duì)形態(tài)發(fā)生有明顯的影響。培養(yǎng)基狀態(tài)：第一階段誘導(dǎo)愈傷組織的固體培養(yǎng)基，第三階段細(xì)胞和胚狀體增殖的液體培養(yǎng)基，將胚狀體發(fā)育成可移植植株的固體培養(yǎng)基。培養(yǎng)基滲透壓對(duì)細(xì)胞增殖和胚狀體形成有明顯影響。例如，油菜的培養(yǎng)應(yīng)在高糖(9-10%)培養(yǎng)基中進(jìn)行，這有利于細(xì)胞增殖和胚狀體的形成。22.(3)文化環(huán)境條件1。光周期的影響：在愈傷組織誘導(dǎo)階段，根據(jù)植物種類和培養(yǎng)目的決定。通常采用三種方法：全黑暗、周期性照明和散射照明。對(duì)某些植物來(lái)說(shuō)，三種培養(yǎng)方法的結(jié)果大不相同。例如，蘆筍在完全黑暗條件下誘導(dǎo)的愈傷組織比周期光照條件下誘導(dǎo)的愈傷組織好得多；散射光條件下大豆愈傷組織誘導(dǎo)效果較好。器官發(fā)生階段：通常最好給予周期性的光照。光周期的長(zhǎng)度因植物種類而異，對(duì)于大多數(shù)植物來(lái)說(shuō)，最好是黑暗8-10小時(shí)。也有例外。一些植物如蘆筍需要16小時(shí)的光照和12小時(shí)的黑暗。23，(3)培養(yǎng)環(huán)境條件2。22-25恒溫培養(yǎng)。嗜熱植物：茄科、葫蘆科、蘭科、禾本科等26-28種。涼爽植物：百合科、十字花科、菊科等。培養(yǎng)周期中晝夜溫差的影響：國(guó)內(nèi)關(guān)于小麥和水稻花藥培