第七章植物離體繁殖

第七章植物離體繁殖第1頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三植物離體繁殖:利用組織培養(yǎng)技術(shù)對外植體進行離體培養(yǎng)，短期內(nèi)獲得遺傳性一致的大量再生植株。也叫快繁或微繁（propagationinvitro.Micropropagation)。和傳統(tǒng)方法突出特點：

1、繁殖效率高:增值率高，生長速度快，可周年生產(chǎn)，在一個短暫的時間，由單一個體開始，能產(chǎn)生出大量的遺傳組成相同的植株。

2、培養(yǎng)條件可控性強：人為提供培養(yǎng)基及小氣候，便于對環(huán)境進行控制，省去田間栽培繁雜勞動。3、便于管理、占地面積?。?0m2可存放1萬多培養(yǎng)瓶，約10萬多苗木。4、利于種質(zhì)資源的保存及交換。第2頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三

快速繁殖的應(yīng)用

（1）短期內(nèi)獲得大量形狀優(yōu)良、整齊一致的種苗群體。加快引進新種、新育良種的繁殖，促進優(yōu)良品種推廣和應(yīng)用。（2）大量繁育原來常規(guī)方法不能進行無性繁殖、難繁殖和繁殖速度慢的一些植物，尤其對一些珍、稀、瀕危的植物的繁殖有更重要的意義。（3）作為培育新品種的有效手段，繁殖和保存育種材料。如遠緣雜種、多倍體、突變體。（4）通過莖尖培養(yǎng)等技術(shù)脫毒，擴增脫毒苗，達到提純復(fù)壯良種的目的。第3頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)植物快繁的器官形成方式由于植物種類不同，器官再生及快速繁殖的方式也不同。1、短枝發(fā)生型：外植體為帶葉單芽莖段，培養(yǎng)為完整植株。特點：一次成苗，培養(yǎng)過程簡單，容易移栽成活，遺傳形狀穩(wěn)定，如葡萄、紅薯等試管苗繁殖。2、器官型（Organtype）：外植體帶有頂芽或腋芽。培養(yǎng)后形成叢生芽，轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)基，誘導(dǎo)生根成苗，擴大繁殖。特點：由單芽到叢芽，繁殖速度快，遺傳形狀穩(wěn)定，多數(shù)花卉、苗木的快繁屬于次類。第4頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三3、器官發(fā)生型（Organogenesis）：直接由外植體上或從愈傷組織產(chǎn)生不定芽，經(jīng)過脫分化與再分化成苗。特點：繁殖速度快，有由愈傷組織再生植株，遺傳不穩(wěn)定。煙草、水稻、小麥、番茄等。4、胚胎發(fā)生型（Embryogenesis）：外植體脫分化產(chǎn)生愈傷組織或細胞團，再分化為胚狀體產(chǎn)生小植株。一般胚狀體發(fā)生經(jīng)過：球形期、心形期、魚雷期、子葉期。特點：發(fā)生數(shù)量大，速度快，結(jié)構(gòu)完整，人工種子繁殖，遺傳變異。第5頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三5、原球莖發(fā)生型（Protocorm）：蘭科。莖尖或腋芽外植體通過形成原球莖，而發(fā)育為完整植株。唐菖蒲第6頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)植物快繁的程序和關(guān)鍵技術(shù)離體無性繁殖的程序包括：1、無菌母株的制備

初代培養(yǎng)：在無菌條件下，制備無菌繁殖的材料稱為無菌母株，或繁殖母株（stockplant)。培養(yǎng)基激素配比，取材的年齡、大小和生理狀態(tài)。初代培養(yǎng)的啟動生長方式:腋芽被刺激后生長;莖段、葉片、其它器官傷口處產(chǎn)生不定芽；外植體切口產(chǎn)生愈傷組織。此階段一般需要4-6周。莖尖培養(yǎng)莖段培養(yǎng)第7頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三莖尖培養(yǎng)分化補血草的快速繁殖2、繼代芽的增殖無菌母株再次切割繼代培養(yǎng)，芽分化增殖成叢芽，加快繁殖速度。在快速繁殖過程中，隨培養(yǎng)時間和繼代次數(shù)增加，芽分化和生長速率降低，稱為馴化現(xiàn)象，與內(nèi)源激素和恒定培養(yǎng)條件有關(guān)，故可以調(diào)節(jié)激素配比或變溫處理，提高繁殖速度。第8頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三3、芽苗生根培養(yǎng)

誘導(dǎo)無根苗生根的方法有兩種：1）試管內(nèi)生根：

將無菌小枝條轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)。生根培養(yǎng)基中的營養(yǎng)元素含量往往降低、需要適當(dāng)提高生長素類物質(zhì)（NAA,IBA)的濃度，降低細胞分裂素的濃度。降低無機鹽和有機物含量，如一般1/2MS或1/4MS培養(yǎng)基。2）試管外生根：有些植物可以將離體條件下形成的枝條，在基部切口處用生根粉或與滑石粉混合的IBA涂抹，然后種植到溫室或田間中。這樣的方法可大大降低成本。第9頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三4、再生植株的鍛煉和移栽A、移栽前后培養(yǎng)條件發(fā)生改變：試管苗：恒溫、高濕、弱光、無菌、充足的營養(yǎng)。自然條件下，變溫、低濕、強光、有菌、缺乏營養(yǎng)。B、移栽后植株死亡的原因:1）根系結(jié)構(gòu)不完善:不生根（木本植物）、根與芽的輸導(dǎo)組織不相通（愈傷組織）、再生根的吸收功能差。2）葉部結(jié)構(gòu)不完善：缺少角質(zhì)層或蠟質(zhì)層，保水性差；缺乏葉表皮毛，保濕、反光性差；氣孔開度過大，關(guān)閉能力差；葉片中柵欄組織發(fā)育不完善，光合能力低。第10頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三

C、克服這些因素的方法：要在培養(yǎng)瓶中培育壯苗、開瓶后要練苗。

壯苗的措施：培養(yǎng)基中加入適宜的生長延緩劑（多效唑、矮壯素、B9等）。

練苗的措施：

1）日光鍛煉：恢復(fù)、提高葉片的光合作用的能力，使小苗由異養(yǎng)向自養(yǎng)過渡。

2）濕度鍛煉：移栽前，開瓶練苗，使小苗逐步適應(yīng)周圍的濕度條件。第11頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三D、移栽過程要注意的一些問題將小苗根系周圍的培養(yǎng)基沖洗干凈，以避免有害微生物的污染。篩選適宜的移栽基質(zhì)：砂、蛭石、腐葉土和土壤配置使用也可以單獨使用。以保持良好的排水性與通氣性。選擇使用營養(yǎng)缽、苗床或塑料薄膜以及遮陽網(wǎng)，以調(diào)控光、溫、濕度等。當(dāng)移栽后的小苗能開始生長，說明已經(jīng)能夠在正常的環(huán)境下生長。第12頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三營養(yǎng)缽移栽第13頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三第14頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)植物快繁過程中的關(guān)鍵問題一、污染：原因：培養(yǎng)基器具滅菌不徹底，操作的人為帶入，環(huán)境不清潔?？刂疲憾?、遺傳穩(wěn)定性：基因型：變異頻率不同；繼代次數(shù)：隨著繼代次數(shù)增加，變異系數(shù)增加。器官發(fā)生方式:以莖段、不定芽的方式繁殖不宜變異，而通過愈傷組織、生殖器官的培養(yǎng)易發(fā)生變異?？刂疲簻p少培養(yǎng)基中容易誘導(dǎo)變異的物質(zhì)、定期清除不正常的組培苗。

第15頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三三、玻璃化：玻璃化苗：是由于試管苗發(fā)生生理失調(diào)，而形成的發(fā)育不正常的組培苗。常常表現(xiàn)為葉片皺縮、易碎、嫩葉呈水浸透明狀。移栽后常死亡。原因：培養(yǎng)基中瓊脂與蔗糖的濃度低；細胞分裂素與生長素比例失調(diào)；培養(yǎng)基中含氮量高；培養(yǎng)溫度高；光照不足。第16頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三防止措施:加入瓊脂提高培養(yǎng)基硬度；提高蔗糖含量，降低培養(yǎng)基的滲透壓；減少含氮成分；降低溫度或變溫處理、提高光照。添加抗玻璃化的化學(xué)物質(zhì)：活性炭、聚乙烯醇、多效唑、青霉素等。表9-1組織培養(yǎng)中不同植物玻璃化的原因與對策第17頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三四、褐化

是指培養(yǎng)材料向培養(yǎng)基中釋放褐色物質(zhì)，使培養(yǎng)基和培養(yǎng)材料逐漸變褐而死亡的現(xiàn)象。

本質(zhì)：酚類物質(zhì)在多酚氧化酶的作用下，氧化形成褐色的醌類物質(zhì)，導(dǎo)致植株中蛋白質(zhì)變性、酶失活。

原因：植物的品種與種類；外植體的生長發(fā)育時期；外植體的切口；培養(yǎng)溫度；培養(yǎng)時間：培養(yǎng)基中成分：無機鹽高、細胞分裂素高。第18頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三防止措施：外植體的選擇：培養(yǎng)基中激素的調(diào)整；培養(yǎng)基中添加抗氧化劑等?？箟难?、檸檬酸、活性炭等。培養(yǎng)溫度降低、光照減少；縮短繼代培養(yǎng)時間。第19頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三五、黃化是指試管苗整株失綠、葉片全部或部分發(fā)生黃化現(xiàn)象。原因：培養(yǎng)基成分：含鐵量少、或礦質(zhì)營養(yǎng)不平衡、激素配比失衡、糖分不足。培養(yǎng)條件：通氣差、光溫及酸堿度不適、抗生素的使用。控制：調(diào)節(jié)培養(yǎng)基成分，調(diào)節(jié)溫度第20頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三實例：毛白楊的快速繁殖(Populustomentosavar.)

用休眠芽莖尖培養(yǎng)。取當(dāng)年形成的直徑約0.5㎝的枝條，切成1.5～2.0㎝帶休眠芽莖段，用70%酒精消毒30S，5%次氯酸鈉消毒7～8min，無菌水沖洗，于超凈臺上剝?nèi)∏o尖，將有2～3片幼葉的莖尖接種到培養(yǎng)基上。最適培養(yǎng)基為MS基本培養(yǎng)基。

BA0.5㎎/L+NAA0.02㎎/L，賴氨酸100㎎/L，2%蔗糖，PH5.8，溫度25～27℃培養(yǎng)。連續(xù)光照，光強1000Lx以上，2～3月后，部分莖尖分化出嫩枝。第21頁，共22頁，2023年，2月20日，星期三誘導(dǎo)生根。將莖尖長出的嫩枝，從基部切下，轉(zhuǎn)移到配制的生根培養(yǎng)基上，MS+IBA0.25㎎/L，VB1提高到100㎎/L，蔗糖1.5%，約有10%的嫩枝可生根。

通過反復(fù)