第2讲植物人工繁殖.ppt

第二篇 人工繁殖技术;上节课预习思考题： 为什么植物组织培养能实现植物大规模繁殖？与传统繁殖途径的优点在哪里？ 本节主要内容 1.组织培养再生植物 2.人工种子 本节重要问题 1.激素在细胞分化中的调节作用 2.植物经组织培养的再生途径 ;名贵兰花——达摩兰：以禅宗“一花开五叶，结果自然成”的诗意命名。 在台湾，早期达摩量少，求种者多，非常昂贵；有人曾以一盆爪艺达摩交换台中市一栋高楼。 兰花是第一个组织培养成功产业化的植物。珍稀而名贵的达摩兰等名贵兰花，如今已成市井之花。一株不过百元。 ;问题讨论：;重要知识回顾;;3.脱分化（Dedifferentiation）： 又称去分化，是指分化细胞失去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特性的过程，即分化的细胞在适当条件下转变为胚性状态而重新获得分裂能力的过程。 脱分化后的植物细胞经过细胞分裂，产生无组织结构、无明显极性的松散的细胞团，称之为愈伤组织（Callus）。 ;4.再分化（Redifferentiation）：是指在离体条件下，无序生长的脱分化的细胞在适 当 条 件 下重新进入有序生长和分化状态的过程。 离体培养植物组织或细胞再生植株就是通过细胞脱分化是细胞全能性表现的前提，再分化是细胞全能性的最终体现，是再生的基础。 ;一 植物组织培养（Plant tissue culture）;（一）植物组织培养的优点;（二）植物组织培养的应用;（三）植物组织培养技术;2.物理条件：培养环境、组织培养室;3.化学条件：培养基;（2）有机物;氨基酸：是很好的有机氮源，可直接被细胞吸收利用。 培养基中最常用的氨基酸是甘氨酸，其他的如精氨酸、谷氨酸，谷酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、丙氨酸等也常用。通常采用蛋白质水解产物（包括酪蛋白水解物）、谷氨酰胺或氨基酸混合物。 ;维生素：以各种辅酶的形式参与多种代谢活动，对生长、分化等有很好的促进作用。 虽然大多数的植物细胞在培养中都能合成所必需的维生素，但在数量上不足，通常需加入一至数种维生素。 常用的维生素包括：盐酸硫胺素（Thiamine,VB1）、盐酸吡哆醇（Pyridoxin,VB6）、Vc（抗坏血酸）、有时还使用生物素、叶酸、VB12等。VB1对愈伤组织的??生和生活力有重要作用，VB6能促进根的生长。Vc有防止组织变褐的作用。 ;肌醇：对糖类的相互转化有促进作用。能促进愈伤组织的生长以及胚状体和芽的形成。对组织和细胞的繁殖、分化有促进作用，对细胞壁的形成也有作用。 腺嘌呤：是合成细胞分裂素的前体物质之一。添加腺嘌呤能促进细胞合成分裂素，有利于细胞的分裂和分化，促进芽的形成。 ;（3）调节物质;生长素(auxin);细胞分裂素（Cytokinin）;激素配比;（4）培养基及分类;高硝态氮培养基：代表性培养基有B5、N6、SH。 特点：硝酸钾浓度高，氨态氮浓度低，含有较高浓度的硫胺素（VB1）。 中盐培养基：代表性培养基有Nitsch、Miller、Blaydes、H。大多是在MS培养基基础上进行改良设计。 特点：大量元素无机盐为MS的一半，微量元素种类减少、含量增高。维生素种类比MS增多，例如增加了生物素、叶酸等。 低盐培养基：代表性培养基有 White、WS、HE、HB。 特点：无机盐、有机成分含量浓度低，多用作生根培养的培养基。 ;4.植物组织培养再生植株的途径;以胡萝卜为例;器官发生途径;（2）愈伤组织诱导：即细胞开始分裂并不断增生子细胞的过程。这个阶段一般需要降低激素浓度，有些情况下甚至不需要生长素和分裂素。 （3）拟分生组织的形成：将愈伤组织转移到有利于有序生长的条件下培养，细胞内部开始发生一列形态和生理变化，分化出形态和功能不同的细胞。在若干部位出现类似形成层的细胞群，通常称为“生长中心”，又可称为“拟分生组织”，该过程是器官发生的一个转变时期。 ;（4）器官原基和器官的形成：拟分生组织形成后，一些细胞分化成为管状细胞，进而形成维管组织，形成不同的器官原基，进一步分化出相应的组织和器官。调节激素比例，促进生根、发芽。 ;体细胞胚发生途径;(1）器官外植体直接发生途径 茎表皮、叶、子叶、下胚轴等外植体分化细胞经过脱分化后均可以产生胚状体。以叶片为外植体直接形成体细胞胚为例，一般经过两个阶段： 1）诱导期。叶片表皮细胞或亚表皮细胞感受刺激后进入分裂状态，形成小的瘤状突起； 2）胚胎发育期。瘤状物继续发育，经过球形胚、心形胚等阶段最后形成体细胞胚 。 ;（2）悬浮培养细胞发生途径：在悬浮培养的细 胞中一些细胞可以产生胚性细胞团，一个胚性细胞团可以发育成一个胚状体，也可以产生多个胚状体。这种方式可以得到大量的胚状体。 （3）愈伤组织发生途径：愈伤组织内部或表面细胞均可以产生胚状体。包括三个阶段： 1