《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》課件

《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》一、什么是植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)是指在無菌條件下，將植物的組織、器官或細(xì)胞分離出來，在人工配制的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，使其再生出完整植株的技術(shù)。意義植物組織培養(yǎng)是一項(xiàng)利用植物細(xì)胞全能性的技術(shù)，它可以用來快速繁殖植物、培育新品種、生產(chǎn)藥物和研究植物生長(zhǎng)發(fā)育等。植物組織培養(yǎng)的定義定義在無菌條件下，將植物的組織、器官或細(xì)胞分離出來，在人工配制的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，使其再生出完整植株的技術(shù)。關(guān)鍵要素?zé)o菌條件、人工培養(yǎng)基、植物組織或細(xì)胞、再生完整植株。植物組織培養(yǎng)的特點(diǎn)1快速繁殖能夠快速繁殖大量遺傳性狀一致的植株，縮短繁殖周期。2無病毒苗木能夠有效消除植物病毒，獲得無病毒的優(yōu)良苗木。3培育新品種可以利用植物細(xì)胞的突變或基因工程技術(shù)培育新品種。4生產(chǎn)藥物可以生產(chǎn)一些藥用植物的有效成分，如人參皂苷、紫杉醇等。植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用農(nóng)業(yè)快速繁殖優(yōu)良品種、生產(chǎn)無病毒苗木、培育新品種。林業(yè)快速繁殖珍稀樹種、培育抗病蟲害樹種、修復(fù)森林生態(tài)。醫(yī)藥生產(chǎn)藥用植物的有效成分、培育轉(zhuǎn)基因藥用植物。園藝繁殖名貴花卉、培育觀賞性強(qiáng)的新品種、快速繁殖果樹。二、植物組織培養(yǎng)的歷史發(fā)展11902年，德國(guó)植物學(xué)家哈伯蘭特首次成功地培養(yǎng)了蘭花根尖細(xì)胞。21934年，美國(guó)植物學(xué)家懷特培養(yǎng)了番茄根，證實(shí)了植物離體組織培養(yǎng)的可行性。31958年，美國(guó)植物學(xué)家穆爾首次培養(yǎng)了完整的花生植株，標(biāo)志著植物組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)入實(shí)用階段。早期植物組織培養(yǎng)的發(fā)現(xiàn)蘭花1902年，德國(guó)植物學(xué)家哈伯蘭特首次成功地培養(yǎng)了蘭花根尖細(xì)胞。番茄1934年，美國(guó)植物學(xué)家懷特培養(yǎng)了番茄根，證實(shí)了植物離體組織培養(yǎng)的可行性?；ㄉ?958年，美國(guó)植物學(xué)家穆爾首次培養(yǎng)了完整的花生植株，標(biāo)志著植物組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)入實(shí)用階段。后期植物組織培養(yǎng)技術(shù)的進(jìn)步細(xì)胞培養(yǎng)植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，為遺傳工程、細(xì)胞工程等提供了新的途徑?；蚬こ讨参锘蚬こ碳夹g(shù)的應(yīng)用，可以培育出抗病、抗蟲、高產(chǎn)等優(yōu)良品種。自動(dòng)化技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的自動(dòng)化程度不斷提高，提高了效率和產(chǎn)量。植物組織培養(yǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀1成熟技術(shù)在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。2持續(xù)發(fā)展不斷提高效率和產(chǎn)量，拓展應(yīng)用范圍。3未來趨勢(shì)與基因工程、生物技術(shù)等相結(jié)合，推動(dòng)植物育種和生物制藥等領(lǐng)域發(fā)展。三、植物組織培養(yǎng)的基本原理1細(xì)胞全能性植物細(xì)胞具有發(fā)育成完整植株的潛能。2激素調(diào)控植物激素可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的分化和生長(zhǎng)發(fā)育。3培養(yǎng)條件適宜的培養(yǎng)條件，如溫度、光照、濕度等，可以促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和分化。植物細(xì)胞的分化與多能性1分化植物細(xì)胞在發(fā)育過程中，逐漸形成不同的組織和器官，稱為分化。2多能性植物細(xì)胞具有發(fā)育成完整植株的潛能，稱為多能性。植物內(nèi)源激素的作用機(jī)制生長(zhǎng)素促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)，促進(jìn)根的形成，抑制側(cè)芽的生長(zhǎng)。細(xì)胞分裂素促進(jìn)細(xì)胞分裂，促進(jìn)芽的形成，延緩葉片的衰老。赤霉素促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)，促進(jìn)種子萌發(fā)，打破休眠。植物組織培養(yǎng)的基本過程1材料準(zhǔn)備選擇合適的植物材料，進(jìn)行消毒處理。2培養(yǎng)基配制配制適合植物生長(zhǎng)發(fā)育的培養(yǎng)基，包含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素等。3組織切割將植物組織切割成小塊，進(jìn)行無菌接種。4培養(yǎng)與誘導(dǎo)在適宜的溫度、光照和濕度等條件下培養(yǎng)，誘導(dǎo)組織再生出完整植株。5移栽將培養(yǎng)的植株移栽到溫室或田間，進(jìn)行適應(yīng)環(huán)境的生長(zhǎng)。四、植物組織培養(yǎng)的基本操作無菌操作技術(shù)嚴(yán)格控制培養(yǎng)環(huán)境，防止微生物污染。培養(yǎng)基的配制與管理根據(jù)植物種類和生長(zhǎng)發(fā)育階段，配制不同的培養(yǎng)基。組織切割與移植技術(shù)熟練掌握組織切割和移植技術(shù)，提高培養(yǎng)效率。培養(yǎng)環(huán)境的控制控制溫度、光照、濕度等環(huán)境條件，有利于植物生長(zhǎng)發(fā)育。無菌操作技術(shù)消毒滅菌對(duì)培養(yǎng)室、器皿、培養(yǎng)基、材料進(jìn)行嚴(yán)格的消毒滅菌處理。無菌操作在無菌操作臺(tái)上進(jìn)行組織切割、接種等操作，防止微生物污染。培養(yǎng)基的配制與管理培養(yǎng)基成分無機(jī)鹽、維生素、糖類、激素等。培養(yǎng)基配制根據(jù)植物種類和生長(zhǎng)發(fā)育階段，配制不同的培養(yǎng)基。培養(yǎng)基管理定期檢查培養(yǎng)基的pH值、糖度等，及時(shí)更換培養(yǎng)基。組織切割與移植技術(shù)組織切割將植物組織切割成小塊，大小適宜，有利于細(xì)胞生長(zhǎng)和分化。移植技術(shù)將培養(yǎng)的組織或幼苗移植到新的培養(yǎng)基上，保證生長(zhǎng)發(fā)育的順利進(jìn)行。培養(yǎng)環(huán)境的控制溫度根據(jù)植物種類和生長(zhǎng)階段，控制適宜的溫度，促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育。光照提供充足的光照，有利于植物的光合作用，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育。濕度保持適宜的濕度，防止組織或幼苗脫水。五、植物組織培養(yǎng)的常見類型單細(xì)胞培養(yǎng)將單個(gè)植物細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，研究細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律。愈傷組織培養(yǎng)將植物組織進(jìn)行培養(yǎng)，形成無組織的細(xì)胞團(tuán)塊，可以用來生產(chǎn)生物活性物質(zhì)。芽尖培養(yǎng)將植物芽尖進(jìn)行培養(yǎng)，獲得無病毒的植株。胚胎培養(yǎng)將植物胚胎進(jìn)行培養(yǎng)，可以提前獲得成熟的種子。懸浮細(xì)胞培養(yǎng)將植物細(xì)胞懸浮在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，可以大量生產(chǎn)生物活性物質(zhì)。單細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)將單個(gè)植物細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，研究細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律。應(yīng)用遺傳工程、細(xì)胞工程、植物生理學(xué)研究等。愈傷組織培養(yǎng)技術(shù)將植物組織進(jìn)行培養(yǎng)，形成無組織的細(xì)胞團(tuán)塊。應(yīng)用生產(chǎn)生物活性物質(zhì)、快速繁殖植物、遺傳工程等。芽尖培養(yǎng)技術(shù)將植物芽尖進(jìn)行培養(yǎng)，獲得無病毒的植株。應(yīng)用生產(chǎn)無病毒苗木、快速繁殖植物等。胚胎培養(yǎng)技術(shù)將植物胚胎進(jìn)行培養(yǎng)，可以提前獲得成熟的種子。應(yīng)用雜交育種、克服遠(yuǎn)緣雜交不親和性、提高種子產(chǎn)量等。懸浮細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)將植物細(xì)胞懸浮在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。應(yīng)用大量生產(chǎn)生物活性物質(zhì)、遺傳工程、植物生理學(xué)研究等。六、植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用與前景育種和遺傳工程培育抗病蟲害、抗逆性強(qiáng)的優(yōu)良品種。藥用植物的大規(guī)模繁殖生產(chǎn)珍稀藥用植物的有效成分，滿足市場(chǎng)需求。稀有瀕危物種的保護(hù)快速繁殖瀕危物種，提高其種群數(shù)量，保護(hù)生物多樣性。無病毒苗木的快速繁殖生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效的無病毒苗木，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。育種和遺傳工程育種利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以快速繁殖優(yōu)良品種，縮短育種周期。遺傳工程將外源基因?qū)胫参锛?xì)胞，培育出抗病、抗蟲、高產(chǎn)等優(yōu)良品種。藥用植物的大規(guī)模繁殖繁殖利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以快速繁殖藥用植物，滿足市場(chǎng)需求。生產(chǎn)生產(chǎn)珍稀藥用植物的有效成分，如人參皂苷、紫杉醇等。稀有瀕危物種的保護(hù)保護(hù)利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以快速繁殖瀕危物種，提高其種群數(shù)量。多樣