《植物離體繁殖》PPT課件.ppt

1、第五章 植物離體繁殖,2006-4-3,植物離體繁殖(Propagation in vitro)植物快繁或微繁（Micropropagation,指利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)對外植體進行離體培養(yǎng)，使其在短期內(nèi)獲得遺傳性一致的大量再生植株的方法。是工廠化育苗的技術(shù)基礎(chǔ),植物快繁與傳統(tǒng)營養(yǎng)繁殖相比的優(yōu)點,繁殖效率高。生長速度快； 培養(yǎng)條件可控制性強； 占用空間?。?管理方便，利于自動化控制； 便于種質(zhì)交換和保存,第一節(jié) 植物快繁的器官形成方式,植物快繁的器官再生主要分為五種類型： 短枝發(fā)生型 叢生芽發(fā)生型 不定芽發(fā)生型 胚狀體發(fā)生型 原球莖發(fā)生型,一、短枝發(fā)生型,類似于微型扦插，指外植體攜帶的帶葉莖段，

2、在適宜的培養(yǎng)環(huán)境中萌發(fā)，形成完整植株，再將其剪成帶葉莖段，繼代再成苗的繁殖方法。能一次成苗，遺傳穩(wěn)定，成活率高，但繁殖系數(shù)低,二、叢生芽發(fā)生型,是大多數(shù)植物快繁的主要方式。指外植體攜帶的頂芽或腋芽在適宜培養(yǎng)環(huán)境（含有外源細胞分裂素）中不斷發(fā)生腋芽而呈叢生狀芽，將單個芽轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)基中，誘導生根成苗的繁殖方法。 不經(jīng)過愈傷階段，后代變異小，應用普遍，也可用于無病毒苗的生產(chǎn),三、不定芽發(fā)生型,指外植體在適宜培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件下，形成不定芽，后經(jīng)生根培養(yǎng)，獲得完整植株的繁殖方法。分為通過愈傷組織產(chǎn)生不定芽，和直接產(chǎn)生不定芽兩種方式。 外植體涉及多種器官，如莖段、葉、根、花器官等。是植物快繁的另一種主要

3、方式，繁殖系數(shù)高。但變異率較高，尤其是通過愈傷途徑產(chǎn)生的植株,A,B,E,C,花燭葉片離體培養(yǎng)及植株再生,四、胚狀體發(fā)生型,指外植體在適宜培養(yǎng)環(huán)境中，經(jīng)誘導產(chǎn)生體細胞產(chǎn)生體細胞胚，從而形成小植株的繁殖方法。分為間接途徑（經(jīng)愈傷途徑）和直接途徑兩種。 成苗數(shù)量大、速度快、結(jié)構(gòu)完整。但由于對其發(fā)生及發(fā)育過程了解不夠，應用上還沒有前兩種廣泛,Direct somatic embryogenesis in Brassica napus,菊花花瓣體細胞胚胎發(fā)生及體胚發(fā)育過程的掃描電鏡觀察,針葉松體細胞胚及體胚萌發(fā)生長,五、原球莖發(fā)生型,是蘭科植物特有的一種快繁方式。指莖尖或腋芽外植體經(jīng)培養(yǎng)產(chǎn)生原球莖的繁

4、殖類型。原球莖可以增殖形成原球莖叢,大花蕙蘭原球莖增殖與植株再生,第二節(jié) 植物快繁的程序,植物快繁的程序包括四個階段： 無菌（或初代）培養(yǎng)的建立 繁殖體增殖 芽苗生根 小植株的移栽馴化,無菌（或初代）培養(yǎng)的建立,母株和外植體的選?。耗钢晷誀罘€(wěn)定、健壯、無病蟲害污染。 無菌培養(yǎng)物的獲得 外植體的啟動生長：愈傷產(chǎn)生、不定芽發(fā)生或外植體芽直接生長。 通過需要4-6周,繁殖體增殖,培養(yǎng)材料的增殖。主要增殖方式為誘導叢生芽或不定芽產(chǎn)生，再以芽繁殖芽的方式增殖，蘭科植物為原球莖增殖途徑。 4-8周繼代一次。一個芽苗增殖數(shù)量一般為5-25個或更多，多次繼代可大量繁殖。 增殖培養(yǎng)基：適當提高細胞分裂素和礦質(zhì)濃

5、度 增殖體的大小和切割方法,芽苗生根,離體生根：也稱試管內(nèi)生根。降低無機鹽濃度，減少或去除細胞分裂素，增加生長素濃度。 活體生根：也稱試管外生根。通常芽苗可先在生長素中快速浸蘸或在含有相對高濃度生長素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)5-10天，然后移到基質(zhì)中生根。 生根培養(yǎng)時間一般為2-4周,小植株的移栽馴化,移栽：洗去根部的培養(yǎng)基，將小植株移栽入培養(yǎng)基質(zhì)中。 馴化管理：移栽初期要保證空氣濕度，減少葉面蒸騰；弱光照。同時，逐漸降低空氣濕度，使其適應自然環(huán)境條件；增加光照強度。另外注意防止病害的發(fā)生,第三節(jié) 影響植物快繁的因素,植物快繁的目的是以盡可能高的效率生產(chǎn)試管苗，獲得最大的經(jīng)濟效益。因此，在快繁時應使各種

6、影響因素處于最適合快繁的狀態(tài),主要影響因素,外植體 培養(yǎng)基 培養(yǎng)條件 繼代培養(yǎng) 移栽,一、外植體,外植體的來源：最適的為莖尖、帶芽莖段，也可以利用葉片、子葉、根段、花器官組織等。 外植體生理年齡：幼嫩組織分化能力更強。 外植體大?。翰荒芴?，否則影響成活率。除非是用于脫毒苗的生產(chǎn),二、培養(yǎng)基,基本培養(yǎng)基：MS培養(yǎng)基應用最為廣泛。對于某些植物及生根階段，以1/4或1/2MS較好。蔗糖和葡萄糖濃度為2-4%。生根時稍低。 植物生長調(diào)節(jié)劑：主要以細胞分裂素和生長素的配合使用，調(diào)節(jié)外植體的生長和分化。另外ABA、GA、CCC等也具有不同的作用。 培養(yǎng)基的物理特性：以固體培養(yǎng)較為普遍，也有采用液體培養(yǎng)，

7、如蘭花原球莖的增殖,三、培養(yǎng)條件,光照：1000-3000lx，階段可增強。14-16h/天。 溫度：與植物的原產(chǎn)地相應。一般為252。有時可進行高溫或低溫的預處理。 濕度：要求環(huán)境相對濕度不能太低，一般在70-80%。 氣體：要求培養(yǎng)基及培養(yǎng)瓶通氣良好，同時及時轉(zhuǎn)接。液體培養(yǎng)要求振蕩培養(yǎng)，促進氧化交換,四、繼代培養(yǎng),主要指對階段增殖形成的芽叢、胚狀體或原球莖等進行轉(zhuǎn)接繼代。繼代間隔時間一般為20天左右,五、移栽,根系結(jié)構(gòu)不完善的試管苗移栽后不易存活。要求根系結(jié)構(gòu)完整，具根毛，再生根的吸收能力強。 葉表皮組織不發(fā)達的試管苗也不易移栽存活。移栽要求打開瓶口馴化2-3天；或在瓶內(nèi)添加一些生長延緩劑

8、如PP333、CCC等培育壯苗,第四節(jié) 植物快繁的商業(yè)化應用,植物快繁的重要用途是進行植物的商業(yè)化生產(chǎn)。世界上快繁商業(yè)化開始于上個世紀美國的蘭花工業(yè)。我國的香蕉快繁苗占全國組培苗的2/3。其次有甘蔗、蘭花、馬鈴薯、甘薯等,一、商業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模及工藝流程,試管苗生產(chǎn)規(guī)模的確定 商業(yè)化實驗室的設(shè)計 商業(yè)化生產(chǎn)的配套設(shè)施 商業(yè)化生產(chǎn)的工藝流程,二、商業(yè)化生產(chǎn)及效益分析,試管苗增殖率的估算 生產(chǎn)計劃的制定和實施 產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控 商業(yè)化生產(chǎn)效益分析,三、降低商業(yè)化生產(chǎn)成本的措施,提高勞動生產(chǎn)率 減少設(shè)備投資，延長使用壽命 降低消耗 降低污染，提高繁殖率和成活率 簡化培養(yǎng)基,園藝植物種苗工廠化生產(chǎn),蘭科植物生

9、產(chǎn),無菌苗快速繁殖,無菌苗馴化,四、商業(yè)化生產(chǎn)應注意的問題,污染 污染的來源：培養(yǎng)基及器具、器皿污染；外植體滅菌不徹底；操作原因；環(huán)境原因等 污染的控制：滅菌徹底；操作正確；保持操作區(qū)環(huán)境清潔無菌。 遺傳穩(wěn)定性 影響遺傳穩(wěn)定性的因素：基因型；繼代次數(shù)；器官發(fā)生方式。 降低遺傳變異的措施：選用合適的基因型；減少繼代次數(shù)；采用合適的器官發(fā)生方式；減少生長調(diào)節(jié)劑的使用濃度,玻璃化： 生理失調(diào)癥狀，表現(xiàn)為葉片、嫩梢呈水浸透明或半透明狀。葉片脆弱易碎，角質(zhì)層發(fā)育不全，沒有功能性氣孔。器官分化能力低，生根難，移栽后不易成活。 玻璃化苗發(fā)生原因：瓊脂和蔗糖濃度偏低；培養(yǎng)溫度偏高；細胞分裂素濃度偏高；乙烯的影

10、響；光照偏弱；培養(yǎng)基含量偏高等因素。 防止玻璃化苗發(fā)生的措施：提高培養(yǎng)基硬度；降低培養(yǎng)基水勢；提高蔗糖含量；增加培養(yǎng)瓶氣體交換，降低濕度；增加光照，降低溫度等,褐化： 是由于培養(yǎng)材料中的酚類物質(zhì)被氧化形成。 影響褐化發(fā)生的因素：植物種類和品種（如木本比草本更易褐化）；外植體年齡和取材料時間；外植體損傷程度；光溫因素；培養(yǎng)基成分。 防止措施 黃化,思考題,1、植物快繁的器官發(fā)生類型有哪些？ 2、如何區(qū)分體細胞胚和不定芽？ 3、試述植物快繁的全過程及影響因素。 4、植物離體繁殖商業(yè)化生產(chǎn)中應注意哪些問題,第五章 植物胚胎培養(yǎng),植物胚胎培養(yǎng)（Embryo Culture）： 指對植物的胚、子房、胚珠和胚乳進行離體培養(yǎng)，使其發(fā)育成完整植物的技術(shù)。包括成熟胚培養(yǎng)、幼胚培養(yǎng)、胚珠培養(yǎng)、子房培養(yǎng)、胚乳培養(yǎng)、試管受精等類型。應用于育種及胚胎發(fā)育相關(guān)的基礎(chǔ)研究。 1904年Hanning最早成功培養(yǎng)蘿卜和辣根的胚,第一節(jié) 植物胚培養(yǎng),一、胚培養(yǎng)的類型