第一章 植物組織培養(yǎng)

PlantTissueCulture

植物組織培養(yǎng)2014年9月3日同學(xué)們好！

Welcometomyclass！Service01Service02Service03組培專業(yè)選修課學(xué)時：36學(xué)分：2課程簡介植物組織培養(yǎng)是一門生物科學(xué)領(lǐng)域的核心技術(shù)，主要內(nèi)容：理論篇：基本概念、基本原理、基本方法和技術(shù)；應(yīng)用篇：在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、工業(yè)和醫(yī)藥行業(yè)等方面的的應(yīng)用方法和技術(shù)。課程內(nèi)容定義（Definition）：

狹義：主要指對植物組織及培養(yǎng)產(chǎn)生的愈傷組織進行培養(yǎng)。廣義：植物組織培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)的總稱，包括器官培養(yǎng)，細胞培養(yǎng)和原生質(zhì)體培養(yǎng)等。一、植物組織培養(yǎng)的定義植物組織培養(yǎng)的概念1.外植體（explants）：從活體植物體上切取下來,進行培養(yǎng)的那部分組織或器官叫做外植體

。2.無菌:（asepsis）：指沒有活菌的意思。防止菌類進入人體或其他物品的操作技術(shù)，稱為無菌操作。組培技術(shù)常指快速繁殖技術(shù)，又稱植物克隆。

植物組織培養(yǎng)的優(yōu)越性材料來源單一，遺傳特性一致成本低，效率高環(huán)境條件可控生長快，周期短，可重復(fù)性強可連續(xù)生產(chǎn)，利于自動化控制世界范圍組培苗產(chǎn)量GrowthStartJump現(xiàn)在19911985年

全世界組培苗產(chǎn)量1.3億株

已超過10億株

世界范圍內(nèi)組培苗5.1億株目前全球有關(guān)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的年交易額約為1500億美元,其中50%~60%與農(nóng)業(yè)有關(guān)。植物組培苗的貿(mào)易額約占總額的10%,即150億美元,并以每年15%速度遞增。手指玫瑰超大型煙草的搶救性克隆繁育一、植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)細胞全能性學(xué)說

脫分化和再分化理論組培植物的生長發(fā)育器官發(fā)生途徑

41231.細胞全能性學(xué)說植物體的每一個具有完整細胞核的細胞都具有該物種全部遺傳的物質(zhì)，在一定條件下具有發(fā)育成完整植物體的潛在能力。脫分化（dedifferentiation)：將已分化的不分裂的靜止細胞，放在培養(yǎng)基上培養(yǎng)后，細胞重新進入分裂狀態(tài)。一個成熟的細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚鸂顟B(tài)的過程叫脫分化。

再分化（redifferentiation):經(jīng)脫分化的組織或細胞在一定的培養(yǎng)條件下可轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N不同的細胞類型，形成完整植株的過程。2.植物細胞全能性的表達一個細胞一旦沿著某一條特定的途徑分化發(fā)育后，一般不會再回復(fù)到未分化狀態(tài)，但在組織培養(yǎng)條件下，可能發(fā)生脫分化和再分化。離體的植物器官、組織、細胞脫分化愈傷組織再分化根芽再生植株3.組培植物的生長發(fā)育4.組織培養(yǎng)植株再生的途徑魔芋胚狀體1）體細胞胚胎發(fā)生途徑（胚狀體發(fā)生途徑）

：是指在組織培養(yǎng)中起源于一個非合子細胞，經(jīng)過胚胎發(fā)生和胚胎發(fā)育過程（經(jīng)過原胚、球形胚、心形胚、魚雷胚和子葉胚5個時期）。胚狀體發(fā)生途徑外植體脫分化愈傷組織胚狀體再生植株再分化脫分化2）器官發(fā)生途徑：

由愈傷組織或外植體誘導(dǎo)形成不定根或不定芽，再獲得再生植株的方法。百合鱗葉培養(yǎng)外植體器官發(fā)生途徑愈傷組織芽分化再生苗小麥愈傷組織器官發(fā)生途徑外植體愈傷組織芽根再生植株脫分化再分化高生長素(1,2-D)高(生長素/細胞分裂素)低(生長素/細胞分裂素)器官發(fā)生途徑胡蘿卜離體根愈傷組織（callus）在人工培養(yǎng)基上由外植體上形成的一團無序生長狀態(tài)的薄壁細胞。葉誘導(dǎo)愈傷組織二、植物組織培養(yǎng)的類型根據(jù)培養(yǎng)對象分類植株培養(yǎng)胚胎培養(yǎng)器官培養(yǎng)組織培養(yǎng)細胞培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng)煙草的器官培養(yǎng)按培養(yǎng)基物理狀態(tài)分為:

1.固體培養(yǎng)

2.液體培養(yǎng)按培養(yǎng)過程分為:1.初代培養(yǎng)2.繼代培養(yǎng)固體培養(yǎng)液體培養(yǎng)三、植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史探索階段（1838-1929年）：細胞學(xué)說的提出奠基階段（1930-1950）：培養(yǎng)基和激素迅速發(fā)展階段（1960-至今）：植物改良1.探索階段（1838-1929年）Haberlandt：觀點：貢獻：提出細胞全能性小野芝麻、鳳眼蘭的柵欄細胞和虎眼萬年青屬表皮細胞無分裂細胞高度分化+培養(yǎng)基中無生長激素首次進行離體細胞培養(yǎng)高等植物的組織和器官可以分割成單個細胞Knop+蔗糖《關(guān)于單離植物細胞培養(yǎng)實驗》我愿意指出：在我的培養(yǎng)實驗中，雖然經(jīng)常觀察到細胞的明顯生長，但從未觀察到細胞分裂。發(fā)現(xiàn)單細胞培養(yǎng)的條件，將是未來培養(yǎng)試驗的難題。在未來，人們可以成功地從營養(yǎng)細胞培養(yǎng)出人工胚。1904年：Hanning胚培養(yǎng)：培養(yǎng)蘿卜和辣根菜的胚，得到植株1922年：Knudson采用胚培養(yǎng)法獲得蘭花幼苗，克服其種子發(fā)芽困難的問題。1925年：Laibach亞麻種間雜交幼胚培養(yǎng)得到雜種其它研究玉米成熟胚的培養(yǎng)2.奠基階段（1930-1950年）1934年：White番茄根建立第一個植物無性系。 當(dāng)根2厘米長－切成0.5-1厘米切斷，無菌液體培養(yǎng)－完全相同的離體根－根離體培養(yǎng)真正成功;1934年：高特里特（Gautheret）在研究山毛柳和黑楊等形成層的組織培養(yǎng)實驗中，提出了B族維生素和生長素對組織培養(yǎng)的重要意義