Liaoning Normal University
（20--级）
植物组织培养
题目：果树组培研究进展
学院：----学院
姓名：----
20--年--月
果树组培研究进展
摘要:
基于组培苗的植物微嫁接技术广泛地应用于果树学的各项研究中。本文探讨了组培苗微嫁接技术在果树中的主要应用，以为今后的转基因及育种工作提供参考。
关键词:果树组织培养应用
生物技术在社会科技进步中发挥着越来越重要的作用，而组织培养技术则是生物技术的基本手段【1】。植物组织培养是对细胞、组织的生长、分化及器官形态建成的规律进行研究的手段，它有力地推动了植物生理学、生物化学、遗传学、细胞学、形态学和农林等各类学科的发展和相互渗透【2】。主要作用在于保存和交换珍稀濒危植物种质资源；加速世代繁殖，缩短育种周期，获得新基因型；促进幼胚发育，克服远缘杂交中的不亲和不育性等【3】
植物组织培养指用无菌方法使植物体的离体器官、组织和细胞在人为提供的条件下生长和发育的所有培养技术的总称，也称之为离体培养或试管培养【4】。近年来其在果树育种上的应用取得了较大进展，尤其在优良树种的快速繁育、种质保存和品种选育等许多领域得到了广泛应用，显示出巨大的潜力。
19世纪30年代，德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺创立了细胞学说，根据这一学说，如果给细胞提供和生物体内一样的条件，每个细胞都应该能够独立生活；1902年，德国植物学家哈伯兰特细胞全能性的理论是植物组培的理论基础。【5】1958年，一个振奋人心的消息从美国传向世界各地，美国植物学家斯蒂瓦特等人，用胡萝卜韧皮部的细胞进行培养，终于得到了完整植株，并且这一植株能够开花结果，证实了哈伯兰特在五十多年前关于细胞全能的预言。植物组培的简单过程如下：剪接植物器官或组织——经过脱分化（也叫去分化）形成愈伤组织——再经过再分化形成组织或器官——经过培养发育成一颗完整的植株。植物组培的大致过程是：在无菌条件下，将植物器官或组织（如芽、茎尖、根尖或花药）的一部分切下来，用纤维素酶与果胶酶处理用以去掉细胞壁，使之露出原生质体，然后放在适当的人工培养基上进行培养，这些器官或组织就会进行细胞分裂，形成新的组织。不过这种组织没有发生分化，只是一团薄壁细胞，叫做愈伤组织。在适合的光照、温度和一定的营养物质与激素等条件下，愈伤组织便开始分化，产生出植物的各种器官和组织，进而发育成一棵完整的植株。【6】
1组织培养快速繁殖技术
1．1组培快繁技术研究
植物快速繁殖研究可以追溯20世纪40年代。我国学者罗士韦(S，W，LO0)于1946年在国际上最早研究植物的茎尖培养，他建立了一种合成培养基上连续培养石刁柏(Asparagus officinalis)茎尖的方法。继罗士韦之后。Ball于1946 年使长度仅有40～601~m带有1～2个叶原基的羽扇豆属(Lupinus albus Linn)和旱金莲属(Tropaeolum L)的幼小茎尖分生组织进入到分生细胞的内部。基于这一事实，1952年 Morel和Marti n从已经被病毒感染的大丽花(Dahlia)植株的茎尖分生组织培养出无病毒植株。后来Morel(1960)又利用茎尖培养获得无病毒的观赏兰花，建立通过原球茎尖继代培养周年生产兰花试管苗的方法，并且指出在一年之内从一个兰花的茎尖有可能生产出上百万的试管苗。此后在法国等欧美国家出现了一茎尖培养为基础的兰花、马铃薯和草莓等植物的脱毒试管苗工厂。【7】
1．2快繁技术在果树上的应用
植物快速繁殖可以在以下几个方面应用：①杂合植物材料的大量繁殖。许多优良的观赏植物和
经济植物的所谓“品种”都是杂种，一旦有性繁殖，由于后代分离而不能得到性状均一的后代，通过快速繁殖能够保持杂合性，并且大量生产性状均一的商品苗；②脱病毒种苗生产。长时期营养繁殖的农作物和果树，例如马铃薯、甘薯、草莓、苹果和香蕉等往往感染和积累了许多病毒，通过茎尖培养可以脱除病毒，并进行无毒苗的大量生产；③加速繁殖数量有限的特殊种质材料。例如刚刚引进或培育的新品种，木本植物的优选单株，珍惜濒危植物，以及有性和无性繁殖能力低的植物种类等；④单独繁殖雄株或雌株。例如杨树的雄株不会产生令人生厌的“杨絮”(带毛的种子)，可以专门挑选雄性植物进行繁殖和种苗生产。【8】
1)香蕉：它是目前试管苗生产数量最多的作物。20世纪80年代初华南植物研究所从国外引进香蕉无病毒种苗，建立了快速繁殖技术然后与地方合作在广东新会和顺德建立了两个年产百万株试管苗的工厂。新会的试管苗厂扩建后，目前的年生产能力达到2000万株。同时对香蕉的主要病害香蕉花叶病(BaMD)和束顶病(BBTD)进行了研究。花叶病的抗血清的制备和酶联免疫检测已经完成和应用，束顶病的病因正在研究之中。
2)草莓：经茎尖和花植株药培养脱除病毒，用小叶嫁接法进行指示植物鉴定，得到l0多个品种的无病毒植株，已在主产区逐步推广。
3)柑桔及其砧木：经过多年的努力，改进了微嫁接(micrografting)技术和指示植物鉴定，得到了去除黄龙病(YSO)和裂皮病(CEN)病原菌的主要栽培品种和砧木的无病植株，在湖北、四川和湖南等省建立了多个无病母本园。无病柑桔种苗已在生产中大量使用。表现为生长健壮，结果提早，质量改善，产量提高。黄龙病和裂皮病的血清学检测方法正在研究之中。
4)苹果及其砧木：中国科学院植物研究所陈维伦等在我国首先建立了苹果的茎尖培养技术。已经查明苹果产区的主要危害病毒为苹果花叶病毒(AMV)、锈果病毒 (病原体为类病毒和MLO)、绿皱果病毒(ASPV )、褪绿叶斑病毒(ACLSV)、茎沟病毒(AS ．G V)和茎痘病毒(A S PV)(后三者为潜隐性病毒)通过热处理和茎尖培养得到了大部分主要栽培品种和营养系砧木 (EM7，9，26，MM106)的无以上6种病毒的植株。病毒鉴定使用了改进的指示植物法，使检测的时间大为缩短。褪绿叶斑病毒和茎沟病毒的血清学检测法也已完成。苹果病毒的主要传染途径是通过嫁接，与昆虫有关，因此无病母本园和无病毒植株的生产比较简单，推广应用极为迅速。无病毒苹果试管生产集中于河北昌黎、山东临朐、辽宁熊岳等地，年产100万苗以上。
5)葡萄：推广热处理和茎尖培养及指示植物鉴定，目前已得到了2 0多个品种的去除了葡萄扇叶病毒(GFV)、卷叶病毒(GRLV)、栓皮病毒(GCBV)和茎痘病毒(GSPV)的无病毒植株。GFV和GRKV的ELISA检测已经建立和应用。甘肃农业大学曹孜义等发展了较为完善的葡萄试管苗生产工艺，建立了第一个无病毒葡萄母本园。近年来由于葡萄酒产业兴盛，对优质葡萄种苗的需求量急剧增加，带动了葡萄快速繁殖产业。目前。全国已有100多个单位从事葡萄试管苗生产，累计生产苗木500万株以上。
2 胚胎培养和胚乳培养
2．1胚胎培养的研究及应用
Hannig(1904年)最先实验了幼胚的离体培养，他将萝卜属(Raphanus)和辣根菜属(Cochlea ria)植物的未成熟胚培养在含有糖、无机盐、氨基酸和植物提取物的培养基中，使幼胚发育成正常的成熟胚。Laibach(1925年)在无菌条件下从亚麻属的种间杂交形成的不能正常发育的种子中剥出未成熟的杂种胚，在含有10％～1 5％蔗糖的人工培养基，使它们发育至成熟，并产生杂种植株，从而第一次证明，利用幼胚离体培养可以挽救在自然情况下败育的杂种胚。此后胚胎培养被育种专家们广泛用于各类植物的远缘杂交研究，因此可以说，20世纪20年代建立的幼胚培养和胚胎拯救(embryo rescue)技术是最先付诸应用的植物细胞工程技术。【9】
胚胎培养的应用:
①拯救杂种胚获得稀有杂种；
②单倍体的产生；
③缩短育种周期；
④稀有植物的繁殖。
在果树上，通过胚离体培养技术可以解决如下问题：
1)抢救早期退化胚及进行早熟、无籽品种类型的育种。一些果树种类，如桃、油桃、李子、杏、樱桃、锷梨等的早熟品种。由于发育时期太短，胚往往难以发育成熟。无籽葡萄经济价值较高，但大多为假单性结实，即合子胚早期育败。早熟葡萄类型尤为明显。现成功的报道有无籽葡萄品种
Youngle在花后27～33d胚开始败育。通过早期剥离幼胚进行获得成功；Sunlite油桃花后胚球进行离体培养也获得成功；小果野蕉是栽培香蕉的近缘种。种子不发芽。通过早期培养可生出植株，为育种奠定基础。利用胚离体培养技术，使特早熟桃与特早熟桃杂交。培养特早熟桃类型也取得了很大进展。已育出一些商业价值极高的早熟和极早熟品种，如早熟桃“春雷”、“金冠”，早熟油桃“五月火”和极早熟桃品种“早霞露”等。
2)近代育种中，采用异种和异属的远缘杂交，把野生种有价值基因转移到栽培种中是果树育种的一项重要技术。远缘杂交由于亲缘关系较远，远缘杂交的杂种胚、胚乳和子房组织之间缺乏协调性，致使杂种胚部分或全部坏死，有时受精后的幼胚不发育或中途停止发育，难以获得杂种苗。例如，用含V c较低(80～lOOmg／100 g)等美味猕猴桃品种海沃德与Vc含量高(1OlOmg／100g)的野生猕猴桃品种毛花猕猴桃杂交，成熟种子有50％退化；而采用胚培养，有65％胚可以抢救成活，可以克服远缘杂交亲和性差的问题。
3)在柑橘上可以通过胚胎抢救培养进行三倍体育种和获得柑橘无病毒苗。三倍体柑橘无籽、果大、抗性好，是柑橘育种中的热点之一，但杂交的合子胚有早期退化的现象，因此必须结合胚抢救才能达到三倍体育种的目的。
2．2 胚乳培养的研究及应用
在国外研究者热衷于被子植物胚胎培养的同时，我国学者开创了裸子植物的胚胎培养。1934年清华大学的李继侗和沈同报道了人工培养上培养银杏(Gink．gobiloba)胚胎的研究结果。他们发现银杏的胚乳提取物可以刺激离体胚的生长，首次证明胚乳中可能存在某种促进胚胎生长的物质。这一结果启发了Van Over．beek后来的研究，他们在1941年发现椰乳(椰子的液体胚乳)对于离体培养的曼佗罗(Datura)幼胚的生长和发育有显著的促进作用,使心形胚或更幼小的胚能够存活。【10】椰乳的应用使各类植物的幼胚培养相继获得成功。罗士韦和王伏松也是裸子植物胚胎培养的先驱，他们于1943年在Science上发表论文，报道了云南松 (P inus yunnanensis)和云南杉(Ketdeefia evelyniana)的由几个细胞组成的幼胚的离体培养获得成功。王伏雄在20世纪50～6O年代与钱南芬等合作在油松和杂种桃的离体培养上也做出了重要的应用研究成果。【11】目前幼胚培养技术已被广泛地用于我国的农作物育种工作。
3体细胞胚胎发生和人工种子
3．1 体细胞胚胎发生的研究及应用
从体细胞产生胚状体的过程叫做体细胞胚胎发生(Somatic embryogenesis)。在自然界体细胞胚胎发生的例子是柑橘属的植物可以从胚珠的珠心组织长生许多瞩心胚。Steward(1958年)和Reinert(1958年，1959年) 首次发现可以从胡萝卜的体细胞离体培养物诱导产生胚或胚状体(embryoid)，也被成为体细胞胚(somatic embryo)或不定胚(adventitious embryo)。
据不完全统计，能够通过体细胞胚胎发生途径从植物组织培养物诱导胚状体发生的植物种类在150种以上，分布于40多个科，其中包括被子植物几乎所有重要的科和一些裸子植物，这表明胚状体发生在高等植物中是一个普遍的现象。在被子植物上，不仅能够从孢子体的根、茎、叶、花、果实等器官的组织培养物诱导产生二倍体的胚状体，还能从花粉、助细胞和反足细胞产生单倍性胚状体，以及从胚乳诱导三倍性的胚状体。目前，果树的体胚发生研究虽然有了较大进展，但仍有不少问题需要解决。例如，大量高质量和高同步化体胚产生的培养条件、体胚转换率的提高、体胚发生的遗传稳定性的控制以及体胚发生的分子机理等方面
的研究还不够深入。今后，应对体胚发生的分子机理及生理生化机制、建立体胚发生的优化系统，提高体胚转换率这几方面进行重点研究，彻底了解体胚发生的本质规律，促进体胚发生研究成果在生产实践中的应用。
3．2人工种子的研究进展
将植物组织培养产生的胚状体包裹上用有机化合物和营养物质制作的人工种皮，即成为人工种子(artifitieial seeds)。Redenbaugh等(1986年)首次报道了用藻酸钙包裹制成的苜蓿和芹菜的人工种子，他们称之为体细胞种子(somatic seeds) 。近年来人工种子包
裹技术(Patel等，2002年)和人工种子的冰冻保存技术( Martinez等，1999年)均有显著的改进，并且报道了利用芒果 (Ara等，1999年)和菠萝(Soneji等，2002年)的体细胞胚制成了具有较高萌发率的人工种子。
4体细胞无性系变异
经过组织培养循环出现的再生植株的变异称为体细胞无性系变异。日本的Wakasa(1979年)以无刺卡因种Mitsubishi品系为材料，从冠芽、裔芽和果实诱导出团状愈伤组织，经7～14个月的继代培养，再生出850个无性系。其中从果实再生的104株全部表现不同程度的变异，从裔芽再生的136株98％表现变异，来自冠芽的29株7％变异，来自腋芽的110株34％变异。变异的性状包括刺的多少、叶片颜色、蜡质的多少和叶簇密度等。这些变异体的变异性状在2年的生长期内保持不变，说明是稳定而不受环境影响的。作者认为变异的原因可能有二：一是外植体中细胞之间存在遗传上的差异；二是在培养过程中发生染色体重组。果树体细胞无性系变异研究始于20世纪70年代。1979年Wakasa首次报道了菠萝组培苗中存在着无性系变异的现象。随后在香蕉、柑橘、草莓等组织培养再生植株中均观察到无性系变异的存在。迄今为止约有7科14属25种或品种的果树组培苗中存在不同程度的体细胞无性系变异，如漆树科的芒果，凤梨科的菠萝，芭蕉科的芭蕉，木犀科的油橄榄，薇科的草莓、苹果、李子、桃、梨、悬钩子，芸香科的柠檬、来母、甜橙、枳、枳橙，猕猴桃科的猕猴桃葡萄科的葡萄等。针对果树常规育种及其细胞培养的现状，利用其培养过程中所产生的体细胞无性系，并加以人工定向选择，已经取得了一定的进展。由于果树遗传上的特殊性，变异后代的遗传分析需要更长的时间投入，这也是果树常规育种同样要面临的难题。因此，对某些由单一基因控制的果树性状利用其体细胞无性系选择的手段进行遗传改良应该是能在近期内就能达到；对果树那些由多基因控制性状的遗传改良，可通过长期的选择与鉴定来获得。只要采用长短结合的方针，对所能产生的体细胞无性系变异进行多目标的、广泛的定向选择和长期跟踪鉴定，是完全能够创造一些具有优良性状的果树新种质的。
5单倍体的诱导与单倍体育种
1921年意大利植物学家在自然界中发现曼佗罗的单倍体植株，人们就设想利用加倍单倍体来产生纯系，已达到迅速稳定杂种，加快常规育种的目的。但是自然发生的单倍体出现频率极低，因此很难用于育种实践。为了大量体消除法和花药与花粉培养法，后两种方法是主要的方法。获得单倍体，发展了多种人工诱导单倍体的方法，目前产生单倍体主要的方法有诱导孤雌生殖法、半配合法、染色花粉和花药培养主要用于获得单倍体，经染色体组加倍以后得到纯系，可以缩短获得纯系的时间，便于研究遗传规律。提高选育效率，解决多年生杂合果树育种中存在的难题。同时还可用于制造缺体和其他非整倍体，扩大遗传种质。先后有苹果、葡萄、梨等树种成功的报道：
1)葡萄花培：邹昌杰，李佩芬获得了花培单倍体植株，他们以葡萄二倍体品种胜利的花药为试材，以改良B5为基本培养基，添加很低浓度的生长调节剂，产生的单倍体的愈伤组织具有植株的特征。其表面不规则，见光后转绿。根尖细胞显微镜检验证实其染色体数为单倍体。
2 ) 苹果花培：苹果花药培养工作国外从2O世纪60年代开始，由于苹果为年生木本植物，培养技较难，影响因素也较复杂，迄今国外尚未有苹果花药培养成为植株的报道。国内从20世纪70年代开始进行苹果花药培养技术研究，先后得到了元帅、国光、赤阳、金冠、富士、新红星、红玉等8个品种的l3个株系的花培植株。
3)枣的花培：王震星等于1996年得到了金丝小枣花药培养的单倍体植株。认为5月中旬至5月下旬采集的花药较易获得愈伤组织，且一定时间的低温处理愈伤组织诱导率显著高于未处理者以5摄氏度、5d愈伤组织诱导率最高，达49.6％,同时向培养基中添加一定浓度的生长素也是诱导愈伤组织所必须的，最佳诱导培养基为MS+2,4～D1.0 + NAA 0.4,6～BA主要用于诱导愈伤组织分化出了小植株，最适浓度为1.5～2.0，同IBA O.4—0.8配合时效果最佳，但仍存在所得植株中，单倍体植株数量小，在花药培养过程中何时分离单倍体细胞扩大繁殖及试管苗分化等问题，仍需进一步研究。
6原生质体培养和体细胞杂交
6．1 原生质体培养与体细胞杂交的研究进展
1960年Cocking采用酶发分离原生质体获得成功，提供了一种大量制备有活力的原生质体的方法，开创了植物原生质体培养和细胞杂交的研究领域。1971年Nagata和Takcbc从培养的烟草叶肉细胞原生质体获得完整的再生植株，极大的推动了这方面的研究。大约同一时期，原生质体培养和体细胞杂交也在英、日、德、美等国获得成功。
1972年中国科学院植物研究所的吴素萱和蔡起贵，遗传研究所的李向辉，以及植物研究所的夏镇澳、许智宏和卫志明等研究者分别开始进行原生质体培养的研究，此后我国在此方面取得很大进展。迄今我国学者已经在5O多种植物上首次获得原生质体再生植株，并得到多种植物的细胞杂种。
6．2在果树上的应用
自20世纪60年代酶发分离原生质体取得成功以来，植物原生质体研究发展迅速，从1986年3个苹果基因型的叶肉原生质体经培养获得再生植株至今，已有l2种苹果基因型原生质体再生植株。葡萄、桃、银杏等树种的原生质体培养也已再生出愈伤组织或胚状体。国内学者从20世纪80年代开始研究，分别获得了苹果品种新红星、中华猕猴桃和美味猕猴桃、山杏及葡萄酿酒品种自诗南、梅郁的原生质体再生植株。
7超低温冷冻保存种质技术
超低温冷冻保存法是将离体培养的茎尖分生组织、愈伤组织、悬浮培养细胞、原生质体经冷冻保存剂二甲亚砜(DMSO)等处理后，送入-196℃液氮库进行超低温冷冻保存。当需要时，可将上述培养物在3O～4O℃温度下迅速解冻，在满足原有培养条件下。植物恢复分裂、分化和植株再生的能力。把生长细胞冷冻起来然后再解冻，已能适用于许多植物不同的组织类型，包括愈伤组织培养体、悬浮培养体、生长点、花药、花粉、原生质体等，其存货冷冻都取得成功。许多实验报道，愈伤组织培养体在一196℃下不加照料也能贮存几个月或可能几百年，而其代谢及遗传特性没有或完全没有变化。经超低温保存后尚具备分化能力的植株种类有苹果、草莓、猕猴桃、杏等。上述植物经保存后，可有大约50％～100％的茎尖分化成小植株。低温冷冻保存为保存种质提出了诱人的前景。
8应用展望
目前，国内多数的嫁接绑缚材料为锡箔纸或铝箔纸。而国外的一些研究则使用硅胶管作绑缚材料，优点在于能够及时观察到接口的愈合程度，及时排除死亡的植株，且操作便利【12】因此，绑缚材料也会不断更新。在2006年召开的国家苹果育种研讨会上,山东农业大学束怀瑞院士建议并提出，利用中国特色的资源，重视远缘杂交，生物技术与常规技术结合，转基因育种仍然不能放松。一直以来，转基因食品的安全性一直是一个争论焦点。周瑞金等【13】的研究结果表明外源nptII基因只在转化植株体内表达，不通过嫁接在接穗和砧木间进行传导，说明其用做砧木时，对果实的食用是安全可行的。果树的优势在于可以选用嫁接的繁殖方式，若能通过试验的方法来探讨目的基因在砧木和接穗之间的传递性，则就有可能解决食品安全性的难题，为今后的转基因育种开阔更广泛的空间，显然组织培养微嫁接技术将成为这方面研究的重点课题。
就植物组织培养而言，首先要扩大融合组合和树种范围，目前，果树原生质体融合主要集中在柑橘、猕猴桃、柿等树种上，而对苹果、桃、李等树种的研究相对较少。苹果为我国北方大宗水果，砧木具有较强的区域性，通过细胞融合技术可望打破区域性界限，获得苹果上通用的新型砧木。其次是开展果树非对称融合的研究，加大变异频率，有目的的转移，控制优良性状的胞质基因，提高育种效率。另外还应注意对已获得的果树体细胞杂种进行深入研究，以便了解果树体细胞杂交过程中的核质遗传重组规律，以期待进一步指导果树生物工程育种的实践。
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植物组织培养技术论文—月季组织培养技术 系别：生命科学学院 专业：生物技术及应用 姓名：曹胜华 学号：200930771015
[摘要]月季为蔷薇科蔷薇属木本植物, 其花姿优美，花型丰富，花色齐备, 树型易修剪，栽培难度小;其花型大，美丽，幽雅，高贵。月季通常采用扦插、嫁接和压条繁殖，但是一些名贵品种扦插不易生根，主要靠芽接繁殖，而芽接速度慢，因而造成优良品种的月季苗供不应求。 [关键词] 月季组培 随着生物技术的迅猛发展，植物组织培养和细胞培养等现代生物技术得到普遍重视和应用，为月季的快繁和新品种的选育提供了新的途径，在月季的改良上显示了很大的应用潜力。以月季为试材进行组培试验,综述了月季组织培养、快繁的研究技术及进展，并对月季组培的最优条件进行了总结。本研究探索出的月季组培快速繁殖技术，在试管苗单芽诱导丛生苗、利用代用品培养降低组培成本、试管苗管外扦插生根、试管苗微型化长途运输等方面，较前人有所改进。 一.月季组织培养的研究进展 月季是世界栽培种类较多的多年生木本花卉之一。别名长春花、月月红、斗雪红、瘦客等，蔷薇科蔷薇属植物，其花姿优美，花型丰富，花色齐备, 树型易修剪，栽培难度小。其花型大，美丽，幽雅，高贵。在鲜花应用中，月季花的地位和比重与日俱增,是世界上著名的四大切花之一[1]。月季的花色可编制成完美的连续色谱。月季是重要的花卉，世界的销售额多年来稳居各类花)卉的第一或第二。月季的一大优点是分布极广，适应性良好，栽培容易。月季是四季常青花卉，花期长，花色多，芳香馥郁，由于其特殊的情感内涵和商品价值[2]，被广泛应用于园林、庭院装饰，并可制成月季盆景，作切花、花篮、花束等。此外，月季花可提取香料，根、叶、花均可人药，具有活血消肿、消炎解毒等功效。当前，月季育种是花卉育种中最活跃的领域之一。月季通常采用扦插、嫁接和压条繁殖，但是一些名贵品种扦插不易生根，主要靠芽接繁殖，而芽接速度慢，因而造成优良品种的月季苗供不应求[3]。随着生物技术的迅猛发展，植物组织培养和细胞培养等现代生物技术得到普遍重视和应用，为月季的快繁和新品种的选育提供了新的途径，在月季的改良上显示了很大的应用潜力。同时，月季组培和遗传转化系统的建立也是体细胞克隆变异育种和基因工程育种的重要前期工作[4]。 月季原产我国，早在汉代就有历史记载。2 0 0年前，月季植入西方和各国的蔷薇结缘，繁育出成千上万新月季品种，现代月季( 分为茶香月季 HT、聚花月季 F、壮花月季 Gr|、攀缘月季 CI、微型月季 Mi n、以及中国月季 Ch等 9大系。 ) 也随之推广到除热带和寒带外的世界各地。目前世界各地广为栽培的月季，是以中国月季为主要亲本，经以长期杂交育种而选育成功的。月季在观赏植物中的地位是很高的，全世界各国人民都普遍喜爱月季，月季的销售额多年来稳居各类花木的前茅。月季的用途很广( 如用藤本月季布置长廊、拱门；树状月季装饰主干道等)。 国外月季花卉工厂化育苗开展较早，在某些国家和地区已成为获得巨额外汇的支柱产业。我们国家的组织培养技术与国外相比差距不大，但是产业化起步较晚。在加快科学技术转化为生产力的今天，植物组培技术广泛应用于月季花卉的繁殖育种．必将取得巨大的经济效益、社会效益和生态效益。月季生长繁殖速度较慢，应用组织培养技术可大大缩短它的增殖周期，快速繁殖优良品种。在短期内繁殖出数以万计的苗木，这些苗木的遗传特性和表型特性与母株完全相同，完全保持了母株的优良特性。月季花组
植物组织培养报告内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
大蒜茎尖的组织培养 谢婷婷江宋青万嫣文吕凌宇一、实验目的 掌握植物组织培养的相关理论知识及操作方法； 通过自行设计并完成实验，提高动手能力和思维能力； 利用植物细胞的全能性，使大蒜茎尖经过脱分化作用形成愈伤组织，再分化为有结构的组织和器官，最终增殖培育出大量品质优良的大蒜试管苗。二、实验原理 植物组织培养是利用植物细胞的全能性原理。植物组织培养是在无菌环境下，将离体的植物器官、组织以至单个细胞，在人工配置的培养基上培养，使其能够继续生长，甚至分化发育成一完整植株的过程。植物的组织在培养条件下，原来已经分化停止生长的细胞，又能重新分裂，形成没有组织结构的细胞团，即愈伤组织。这一过程称为“脱分化”。已经脱分化的愈伤组织，在一定条件下，又能重新分化形成输导系统以及根和芽等组织和器官，这一过程称“再分化”。 三、实验材料、试剂和器材 1 供试材料 以购于府前菜场的大蒜为实验材料，实验在丽水学院生态学院组培实验室进行。 2 仪器与设备 超净工作台、培养事、电子天平、烧杯、容量瓶、玻璃棒、量筒、移液
管。 3 试剂 70%酒精、95%酒精、0.1%升汞、蔗糖、琼脂条、6-BA（1.5 mg/L；2.0 mg/L）、2,4-D（2.0 mg/L）、NAA（1.0 mg/L；）、IBA（2.0 mg/L）、10倍的大量元素、100倍的微量元素、100倍的铁盐、100倍的有机物。 四、实验步骤 1.培养基的配制及灭菌 诱导培养基：MS+6-BA 2.0 mg/L+2,4-D 2.0 mg/L 出芽培养基：MS+6-BA 1.5 mg/L+NAA 1.0 mg/L 生根培养基：MS+IBA 2.0 mg/L （1）将MS母液（10倍的大量元素、100倍的微量元素、100倍的铁盐、100倍的有机物）按顺序排列、检查是否失效。 （2）在装有3/4蒸馏水的容器中加入0.7%琼脂和3%蔗糖，加热溶化。（3）依次吸取适量各种母液移到容器中。 （4）用蒸馏水定容到相应体积。 （5）调节pH值(用0.1M的NaOH或HCl调节)至5.8-6.0。 （6）向培养基中加入适量激素。 （7）将配制好的培养基进行分装（20-30ml/瓶）。 （8）用两层称量纸包扎瓶口，并用橡皮筋扎牢，然后在高压灭菌锅中121 ℃下灭菌 20 min 。取出三角烧瓶放在台子上，冷却后备用。接种操作所需的一切用具（烧杯、培养皿、灭菌水等），需同时灭菌。 （9）将灭菌后的培养基于常温下放置一星期，观察有无污染。
论植物组织培养学习心得 摘要：经过大三一个学期，我有幸选修了一门有关丁植物组织培养的课程，作为一个人文院法学学生，我对丁理科，尤其是农学方面了解甚浅。我怀着无比激动和忐忑的心情上了这门课，毕竟对我来说这就像是开启了一个新世界的大门，所有一些知识都对我来说是新鲜的。经过一个学期的学习，我也掌握了一些植物组织培养方面的知识，虽然说并不是太多，但是我觉得这都对我以后的发展和开阔视野都提供了很大的帮助。 关键词：植物培养；植物组织与法学的关系；对自己的帮助 一、植物组织培养的学习内容 1、组织培养 植物组织培养，主要的原因有两个，第一个是为了基因转化做基础，还有一点是为了开发药用植物。 植物组织培养概念乂叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织。器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。植物组织培养概念（狭义） 指用植物各部分组织，如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。 它的作用大致分为三点：①组织培养是研究植物生长和分化规律的重要手段组织培养是在人工控制条件下培养外植体再生器官或植株的技术，可以在不受植株体其它部分干拢下研究被培养部分生长和分化的规律，并可以利用各种培养条件影响它们的发育进程。②组织培养是开展生物工程的基本技术各种基因转移和基因重组技术是组织培养基础上建应的。③组织培养可快速繁殖植物种苗目前组织培养在无性系的快速繁殖、无病蠹种苗培育、新品种的选育、人工种子和种
质保存、药用植物和次生物质的工业化生产等方面的应用已十分广泛。 2,马铃薯的脱蠹 脱蠹种薯是指马铃薯种薯经过一系列技术措施活除薯块体内的病蠹后, 获得 的无病蠹或极少有病蠹侵染的种薯，它具有早熟、产量高、品质好等优点。马铃薯 的产量和质量与种薯密切相关。种薯不行，产量和质量就会大打折扣，病蠹一旦侵 入马铃薯植株和块茎，就会引起马铃薯严重退化，并产生各种病症，导致马铃薯产 量大幅下降。因此，要经过一系列物理、化学、生物等技术活除薯块体内病蠹的种薯。这项技术我国早在6年前就在马铃薯主产区推行，通过这项技术可以实现大田 平■均增产30吩50% 那么到底是怎么脱蠹的呢？首先，应该做的是取材与消蠹。将欲脱蠹的品种块茎催芽，芽长4?5cm时，剪芽并剥去外叶，自来水下冲洗40min, 丁无菌室内用漂白粉溶液消蠹后，无菌水冲洗2?3次。其次第二个就是应该剥离和接种：在无菌室内，丁40倍的解剖镜下,剥取带1个叶原基的茎尖，接种丁M*尖培养基的试管中。试管中的M弘尖培养基包括大量元素、微量元素、有机成分和生长素、细胞分裂素、蔗糖和琼脂,pH值为5.8,经高压灭菌后使用，每试管接种1个茎尖。再次是有一个合适的培养条件，接种的茎尖培养丁25C、1500?3000lx光照条件下培养室内，3个月则长成3?4片叶的小植株。在无菌条件下，进行切段扩繁1 次，取部分苗进行病蠹检测。最后是病蠹检测，病蠹检测是茎尖脱蠹不可缺少的步骤，常用鉴别寄主即指示植物或血活学方法进行检测。经多次检测，及时淘汰血活学阳性反应或在指示植物上有症状的茎尖苗，无任何反应的茎尖苗即脱蠹苗用作繁殖。 3,植物组织培养应用在哪几个方面？第一点是植物组织培养是转基因技术不可或缺的技术。在我们现代科技，转基因技术是现代科技必不可缺的一项技术， 它应用丁现代生活的各个领域。尤其在植物组织培养方面很需要转基因技术。第二点，染色体不同倍性的多倍体植物产生。第三点是杂交离体培养可以克服受精前的 障碍，比如说对丁幼胚的培养，体细胞的融合。第四点是对植物进行的脱蠹。对植 物进行一系列的活除措施来使植物能大幅度的提高产量和植物的等级，让植 物长得更加健康。例如马铃薯，草莓，苹果，橘子都可以进行脱蠹。第五点是节约 地面积，并不受季节的限制。在我们学习过植物组织培养之后，我们通过技术的学习，可以对植物的种植面积进行更好的分配，而且也可以种植一些耐寒植物等都可
植物组织培养的发展及其应用 刘兆书、王梦瑶、王瑞雄、尹树明、左通通 （石河子大学，生命科学学院，新疆石河子，832000） 摘要:植物组织培养作为一种有效的技术手段已被广泛应用于生产实践的各个领域。本文从植物组织培养技术的发展，总结了植物组织培养的发展历史及发展现状，重点介绍了组织培养技术在育种和脱毒快繁方面的应用，为今后植物组织培养的进一步发展和应用打下基础。 关键词：植物组织培养；发展；快繁；脱毒；育种 德国的植物生理学家Haberlandt提出细胞全能性理论以后，在无数科学家的努力下，植物组织培养经过近百年的发展历程后，该技术日趋完善和成熟，得到了广泛的应用。随着科学技术的不断发展，研究领域的不断拓展与深入，植物组织培养技术的应用也越发的广泛。育种方面的应用非常广泛，已经形成了一门理论和技术；在工厂化育苗方面，产生巨大的经济及社会价值;同时植物组织培养技术的发展也促进设施农业、食品、工业、医药业等领域发展，现就植物组织培养技术的发展和应用作简单总结。 1、植物组织培养的发展 1.1植物组织培养的发展历史 1838-1839年，德国的植物学家T. Schleidon和动物学家T. Schwann提出细胞学说。1902年德国的植物学家Haberlandt提出:高等植物的器官和组织，具有植物细胞全能性。1904年Harming在无机盐和蔗糖溶液中对萝卜和辣根菜的胚进行培养，发现离体胚可以发育成熟，并提前萌发成小苗。1937年White 发现了B族维生素，建立了第一个由已知化合物组成的培养基，该培养基被定名为White培养基。同时法国的Gautherer和Nobecourt也发现了B族维生素的重要性，三个人被誉为植物组织培养学科的奠基人。1952年Morel和Martin通过茎尖分生组织的离体培养，从已受病毒侵染的大丽花中首次获得脱毒植株。1953-1954年Muir利用震荡培养和机械方法获得了万寿菊和烟草的单细胞，实施了看护培养，使单细胞培养获得了成功。1957年Skoog和Miller提出生长素和细胞分裂素控制器官形成。1958年英国学者Steward通过体细胞胚胎发生途径获得了人工体细胞胚，这一实验证实了Haberlandt的细胞全能性理论。到20世纪60年代组织培养进入快速发展阶段，在基础理论、实际操作方面不断取得进展，比如在植物体细胞杂交、单倍体育种、种质资源保存、快速育苗、人工种子制造、次生代谢物生产等方面取得了可喜的成果。 1.2植物组织培养发展现状 1.2.1国内的研究发展现状我国的组织培养与国外相比起步相对较晚，但发展却比较快。20世纪70年代我国掀起了单倍体育种的高潮，在作物育种上取得了一些实用性的成果。据不完全统计，目前我国用花药或花粉育出的植物已超过22科52属160种。目前我国组培已经进入了生产阶段，实现了花卉、果树、蔬菜等100多个品种的工厂化生产。花卉出口年创汇达800多万美元。 1.2.2国外植物组织培养的研究发展现状国外的组培发展的比较快，20世纪70年代在美国形成了兰花产业。80年代后，以商品为目的的组培苗生产量以
植物组织培养技术 植物组织培养是指将植物体的一部分接种在合成培养基上，使其按照预定目标生 长发育成新植株。近年来，花卉组织培养及快繁脱毒技术越来越多地应用于花卉种苗 繁殖生产中。 一、组织培养在花卉产业中的应用 1.快速、大量繁殖优良品种组织培养技术已成为种苗生产的主要技术之一。经组织 培养，可增加繁殖系数，加快繁殖速度，可生产出种性纯、品质好、产花量高的生产 性用苗。在花卉育种过程中，不断的杂交、选种极大地扩展了花卉的花形与颜色，使 得花卉在各方面都越来越接近人们的需求。但在同时，也造成了花卉基因类型的高度 异质化———子代不易有均一表现。而组培苗是在母株器官、组织或细胞的基础上发展起来的，可以保持母株的全部特性（花形、花色、株形、开花习性、抗逆性等）， 因而可以根据需要来选择集多种优良性状于一体的植株加以分生，从而得到大量与母 株一模一样的植株。 2.培育脱毒苗木采用组织培养技术，利用植株的分生组织不易感染病毒的原理，可 以对花卉植株的分生组织进行组织培养来繁殖苗木，防止亲代植株的病害传递给子代，从而达到脱毒的目的。 病毒病对长期应用营养繁殖（分株、扦插等）的观赏植物及其生产的危害相当严重。由于观赏植物多采用营养繁殖，如嫁接、分株、压条等方法繁殖时，病毒（及类 病毒）则通过营养体及刀具、土壤传递给后代，大大加速了病毒病的传播与积累，导 致病毒病的危害越来越严重。据统计，观赏植物的病毒已多达100多种，并且逐年有 新增病毒的报道。观赏植物因病毒病大大影响其观赏价值，表现在康乃馨、菊花、百合、风信子等的鳞茎、球茎与宿根类花卉及兰科植物等严重退化，花少且小，花朵畸形、变色，大大影响观赏价值，严重者甚至导致某些品种的灭绝，严重制约观赏植物 生产的发展，这也是我国切花品种跨不出国门的原因之一。组培快繁技术已应用到蝴蝶兰的栽培中非洲菊也可以通过组培快繁技术进行繁殖 植物组织培养脱毒的原理主要是利用茎尖分生组织不带毒或少带毒。感病植株体内的病毒分布不均匀，其数量随植株部位和年龄而异，越靠近茎尖顶端的区域，病毒 的浓度也越低。分生区域无维管束，病毒只能通过胞间连丝传递，赶不上细胞不断分 裂和活跃的生长速度，因此生长点含有病毒的数量极少，几乎检测不出病毒。因此， 茎尖培养时，切取茎尖的大小对脱毒效果有很大影响，茎尖越小效果越佳，但太小时 不易成活，过大则不能保证完全除去病毒。不同种类的植物和不同种类的病毒在茎尖
第一章植物组织培养的基础理论与基本知识 第一节植物组织培养的基本概念及类型 一、教学目标： 通过对植物组织培养的概念和植物组织培养的类型的学习,使同学们对植物组织培养技术有大概的了解和认识,让同学们建立起对该学科学习兴趣。 二、教学效果目标： 1、理解、掌握植物组织培养的概念； 2、掌握植物组织培养的类型。 三、教学重点： 1、理解、掌握植物组织培养的概念； 2、掌握植物组织培养的类型。 四、教学难点： 1、理解、掌握植物组织培养的概念； 2、掌握植物组织培养的类型。 五、教学效果评价： 1、为了激发学生的学习积极性和主动性，不宜采用百分制的方法进行评价，而是采用A、B、C、D四个评价等级进行评价。 2、评价标准： A、能用自己的语言对植物组织培养的概念和类型等几个基本概念进行正确的描述，能熟练的判断植物组织培养的类型。能按时按量甚至超量完成
作业，并且无误。 B、能基本用自己的语言植物组织培养的概念和类型等几个基本概念进行正确的描述，能基本会判断植物组织培养的类型。能按时按量完成作业，基本无误。 C、在老师的指引下或参照课本基本用自己的语言对植物组织培养的概念和类型等几个基本概念进行正确的描述，能基本判断植物组织培养的类型。能按时按量完成作业，但错误较多。 D、基本不认真听课，课堂很随意，基本不听老师教导，对所学内容基本不懂，很少作作业。 六、采用理论教学。 七、教学时数： 2学时 教学过程 一、新课导入：约（10分钟） 以同学们感兴趣的动物克隆技术人手，向同学讲述克隆技术基础技术，然后转到植物组织培养技术上来。 二、新课：（约80分钟） 板书： 第一章植物组织培养的基础理论与基本知识
植物组织培养课程论文 ——红豆杉的组织培养 红豆杉植物组织培养 摘要： 红豆杉属于裸子植物，主要分布在我国的云南、四川、西藏和东北，是一类具有重要开发价值的树木，它产生的紫杉醇通过临床试验被认为是最有希望的抗癌药物。自然状态下，紫杉醇的含量极低，仅占树皮干重的十万分之一，靠自然资源解决这一问题十分困难。同时由于自然状态下红豆杉的生长速度极慢，过量的人工采伐，是野生资源收到了极大的破坏，在一些主要产地已面临灭顶之灾，保护其野生资源和扩大药源已成为当前急需解决的矛盾。用播种育苗和扦插繁殖虽然可以在一定程度上缓解这种矛盾，但仍然无法满足需求，也不能从根本上解决问题。利用组织培养和细胞培养的方法来解决资源和药源的矛盾，已经成为国内外学者关注的问题。 关键词：红豆杉组织培养 随着生物技术的迅猛发展，植物组织培养和细胞培养等现代生物技术得到普遍重视和应用，为红豆杉的快繁和新品种的选育提供了新的途径，在红豆杉的改良上显示了很大的应用潜力。以红豆杉为试材进行组培试验,综述了红豆杉组织培养、快繁的研究技术及进展，并对红豆杉组培的最优条件进行了总结。 一、红豆杉的现状以及价值： 红豆杉是常绿乔木，小枝秋天变成黄绿色或淡红褐色叶条形，雌雄异株，种子扁圆形。种子用来榨油，也可入药。属浅根植物，其主根不明显、侧根发达，高30米，干径达1米。叶螺旋状互生，基部扭转为二列，条形略微弯曲，长1～2.5cm，宽2～2.5mm，叶缘微反曲，叶的端缘渐尖，叶背有2条宽黄绿色或灰绿色的气孔带，中脉上密生有细小凸点，叶缘绿带极窄，雌雄异株，雄球花常单生于叶腋，雌球花胚珠单生于花轴上部侧生短轴的顶端，基部有圆盘状的假种皮。种子扁卵圆形，有2棱，种卵圆形，假种皮杯状，红色。因为红豆杉的树皮有抗癌物质——紫杉醇，所以有许多人进入林中来剥树皮，使得红豆杉的数量急剧下降。 价值：红豆杉的药用价值主要体现在它的提取物——次生代谢衍生物——紫杉醇。“紫杉醇最早是从短叶红豆杉的种皮中分离出来的抗肿瘤活性成分。是治疗转移性卵巢癌和乳腺癌的最好药物之一，同时对肺癌、食道癌也有显著疗效、对肾炎及细小病毒炎症有明显抑制。”①紫杉醇的抗癌机理是：紫杉醇能与微量蛋白结合，并促进其聚合，抑制癌细胞的有丝分裂，有效阻止癌细胞的增殖。目前为了减少对野生红豆杉资源的破坏，人们开始计划用红豆杉的枝径叶部分，提取前体化合物10——去乙
植物组织培养的基本步骤 成熟细胞离体——（脱分化）——分生细胞——（分裂）——愈伤组织——（再分化）——形态建成————完整植株。 培养基的主要成分 【水分】 【无机盐】1.大量元素：N，P，K，Ca，Mg，S（由相关的无机盐提供） 2.微量元素：Fe，B，Cu，Mn，Mn，Zn，Co 【有机营养成分】1.糖类 2.维生素 3.氨基酸 4.肌醇 5.天然有机物【植物生长调节剂】1.生长素 2.细胞分裂素 3.其他生长调节剂 【凝固剂】琼脂 【其他物质】1.活性炭 2.抗生素 3.抗氧化物质 4.硝酸银 培养基和组织培养用具的灭菌方式 【培养基，无菌水】高压蒸汽灭菌，0.105MPa灭菌15~30分钟 【移栽基质】曝晒，甲醛熏蒸或高压蒸汽灭菌0.14MMPa灭菌1~2h 【接种室，缓冲室】紫外线灯照射30min，或气雾消毒剂 【超净工作台】紫外线灯30min，之后打开风机过滤除菌 【外植体】不同的化学消毒剂浸泡消毒 【接种工具】70%乙醇浸泡或擦拭，之后用火焰灼烧灭菌 【培养室】3%来苏尔喷雾，或甲醛，气雾消毒熏蒸 【皮肤】先用肥皂洗手，接种前用70%乙醇擦拭 【瓶口，管口】70%乙醇擦拭，用火焰封口
【培养瓶表面】70%乙醇擦拭 【台面，桌面】70%乙醇擦拭或喷雾消毒 植物外植体的灭菌方式 【茎尖，茎段，叶片】1. 用70%乙醇浸泡30秒，再用无菌水冲洗1次。 2.用2%次氯酸钠浸泡15min或0.1%升汞浸泡5~10min。 3.若材料有绒毛，最好在消毒液中加入几滴吐温。 4.消毒时要不断震荡，使植物材料与消毒剂充分接触。 5.最后用无菌水冲洗3~5次。 【果实】1.用乙醇迅速漂洗一下，再用无菌水冲。 2.用2%次氯酸钠浸泡10min，用无菌水冲洗2~3次。 【种子】用10%次氯酸钠浸泡20~30min，或0.1%升汞消毒5~10min，然后再用无菌水冲洗3~5次。 【花蕾】1.用70%乙醇浸泡10~15秒，无菌水冲洗一次。 2.在漂白粉中浸泡10min，用无菌水冲洗2~3次。 【根及地下部器官】用0.1%升汞浸泡5~10min 或用次氯酸钠浸泡10~15min，再用无菌水冲洗3~5次。 【消毒后的外植体应及时按照无菌操作技术接种在适宜的培养基上】
国内外植物组织培养技术的差距 姓名：*** 学号：********* 指导教师：*** 专业班级：生物工程2009级1班 完成日期：2012-06-05
摘要 植物组织培养技术是农业生物技术中最早实现产业化并取得显著经济效益和社会效益的领域，在理论研究和生产实践中具有广泛的应用价值。通过对国内外植物组培的发展概况以及技术差距的分析，指出了我国植物组织培养技术的发展现状、目前存在的主要问题和应采取的措施，并对植物组织培养技术的发展作了展望。 关键词：组织培养概况差距展望 Abstract The plant tissue culture technology is agricultural biotechnology as the first realized industrialization and get a remarkable economic and social benefits of the field, in the theoretical research and production practice has wide application value. Through the domestic and international plant tissue and the development situation of the technology gap analysis, and pointed out the plant tissue culture technology's development present situation, the existing problems and the measures should be taken, and the development of plant tissue culture technology are discussed. Key words：Tissue culture situation gap looking
1.（2014广东卷）（16分）铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一，应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎（简称PLBs，类似愈伤组织）生产生物碱的实验流程如下： 在固体培养基上，PLBs的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如图17所示，请回答下列问题： ⑴选用新生营养芽为外植体的原因是，诱导外植体形成PLBs的过程称。 ⑵与黑暗条件下相比，PLBs在光照条件下生长的优势体现在，，。 ⑶脱落酸（ABA）能提高生物碱含量，但会抑制PLBs的生长。若采用液体培养，推测添加适量的ABA可提高生物碱产量。同学们拟开展探究实验验证该推测，在设计实验方案是探讨了以下问题： ①ABA的浓度梯度设置和添加方式：设4个ABA处理组，1个空白对照组，3次重复。因ABA受热易分解，故一定浓度的无菌ABA母液应在各组液体培养基后按比例加入。②实验进程和取样：实验50天完成，每10天取样，将样品（PLBs）称重（g/瓶）后再测定生物碱含量。如初始（第0天）数据已知，实验过程中还需测定的样品数为。 ③依所测定数据确定适宜的ABA浓度和培养时间：当某3个样品（重复样）的时，其对应的ABA浓度为适宜浓度，对应的培养时间是适宜培养时间。
【答案】（1）细胞分化程度低，容易诱导形成PLBs（2分）；细胞的脱分化（2分）（2）生长起始快（2分），快速生长时间较长（2分）；PLBs产量较高（2分）；（3）①灭菌、冷却（2分）；②75（2分）；③PLBs重量和生物碱含量乘积的平均值最大（3分） 【解析】（1）新生营养芽分裂能力强，全能性容易表达；根据题干可知，PLBs类似愈伤组织，外植体形成愈伤组织的过程是脱分化。（2）据图分析，光照下PLBs的重量高于黑暗条件下，原因可能是光照有利于细胞增殖、叶绿体的形成和进行光合作用制造有机物。（3）①由于ABA受热易分解，所以各种液体培养基灭菌后，冷却，再加入不同浓度的ABA ②根据题干可知，实验50天完成，每10天取样，需要取样5次，4个ABA处理组，1个空白对照组，3次重复，因此每次取样需要记录15个样品中的数据，共需要测定样品数75 ③适量的ABA可提高生物碱产量，当样品的平均值最大时，所对应的ABA浓度和时间为最适。 2.（2014江苏卷）（9分）为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题： （1）外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为。 （2）在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如右图所示。细胞干重在12d后下降的原因有；培养液中蔗糖的作用是、。 （3）多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经处理，会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常采用纤维素酶和酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞（2n）经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞，合理的解释是、。 （4）为了更好地获得次生代谢产物，生产中采用植物细胞的固定化技术，其原理与酵母细胞固定化类似。下列说法正确的有（填序号）。 ①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋②必须在光照条件下培养
课题1 菊花的组织培养 ★课题目标 （一）知识与技能 1、熟悉植物组织培养的基本过程 2、理解细胞分化的概念及离体植物细胞的脱分化和再分化 3、通过联系农业生产实际，培养学生活学活用，理论联系实际的能力[来源:学|科|网] （二）过程与方法 归纳MS培养基的配制方法，并设计表格比较微生物培养基与MS培养基的配方的异同。 （三）情感、态度与价值观 通过阅读植物组织培养技术的发展史，课下查阅植物组织培养技术在生产实践中应用的资料，关注学生科学态度的教育，拓展学生视野，感受科学技术在生产实践中的重要价值。★课题重点 植物组织培养过程中使用的无菌技术 ★课题难点 植物组织培养过程中使用的无菌技术 ★教学方法 启发式教学 ★教学工具 多媒体课件 ★教学过程 （一）引入新课 上节课我们探讨学习了如何从土壤中分离出尿素分解菌和纤维素分解微生物及其计数方法。这节课我们来学习研究植物的组织培养技术。
（二）进行新课 1．基础知识 知识回顾：联系“植物细胞工程”，回答下列问题： 1．1具有某种生物全套遗传信息的任何一个活细胞，都具有发育成完整个体的能力，即每个生物细胞都具有全能性。但在生物体的生长发育过程中并不表现出来，这是因为在特定的时间和空间条件下，通过基因的选择性表达，构成不同组织和器官。 1．2植物组织培养技术的应用有：实现优良品种的快速繁殖；培育脱毒作物；制作人工种子；培育作物新品种以及细胞产物的工厂化生产等。 活动1：阅读“植物组织培养的基本过程”，讨论并完成以下问题： 1．3细胞分化：个体发育中细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。 〖思考1〗细胞分化是一种持久性的变化，它有什么生理意义？ 使多细胞生物体中细胞结构和功能趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。 1．4愈伤组织是通过细胞分裂形成的，其细胞排列疏松而无规则，高度液泡化呈无定形状态的薄壁细胞。 〖思考2〗填表比较根尖分生组织和愈伤组织的异同： 1．5植物组织培养的过程可简单表示为： 活动2：阅读“影响植物组织培养的条件”，讨论并完成以下问题： 1．6材料：植物的种类、材料的年龄和保存时间的长短等都会影响实验结果。菊花组织培养一般选择未开化植物的茎上部新萌生的侧枝作材料。
浅谈植物组织培养及其应用 目前，生物技术正在世界突飞猛进地发展，而且在医学、农业、食品工业、能源工业、环境保护各个领域显示出极大的生产潜力。作为生物技术有力手段的组织培养，也日益受到重视，组织培养在农林作物的脱毒快繁、突变诱发、细胞工程和基因工程等方面都可以发挥作用。 当前人类正面临淡水资源短缺的困难，同时土地沙荒化、盐渍化也对人类造成威胁。我国是属于淡水资源缺乏的国家，除积极进行节用水，在农业上选育耐旱作物品种以及提高农作物的抗旱性之外，应用细胞工程技术快速繁殖固沙植物，筛选抗旱和抗盐的细胞突变体，以至利用基因工程方法将抗旱基因引入到禾谷类作物中，最终将会对干旱、半干旱及滩涂地区的开发利用产生极大影响。可喜的是，目前科学家们已做出积极努力，在渗透调节基因工程方面取得了有意义的进展。 总之，生物技术的应用将对我国农林生产带来革命性的变化，本节所讲的组织培养的基本原理及其应用，希望能引起读者广泛的兴趣，以便为不久的将来应用生物技术在解决我国旱区的实际问题上，能有所启迪。 一、植物组织培养中的细胞分化与器官建 （一）植物细胞的全能性 植物细胞的全能性即是每个植物的本细胞或性细胞都具有该植物的全套遗传基因，因此在一定培养条件下每个细胞都可发育成一个
与母体一样的植株。这个概念虽然在本世纪初已经提出，但在当时的技术条件下，在实践上并没做到，经过几十年来组织培养技术的不断改进，目前细胞的全能性不但在理论上完全被证实，而且为组织培养在实践上的应用奠定了基础。 植物细胞要表现出全能性，须经过几个步骤： 成熟细胞→分生细胞→胚状体→完整植株。 成熟细胞→愈伤组织→出根出芽→完整植株。 脱分化也就是已经分化定型的细胞，经过诱导成为重新恢复了分裂能力（也就是成为分生状态）细胞的过程。 不但植物体细胞可以表现全能性，花粉在培养条件下也可能进行脱分化，通过愈伤组织或胚状体发育成单倍体植株。 植物细胞为什么表现出全能性呢？就要从动物与植物细胞的区别说起。不论是植物、动物还是微生物，其代谢的分子基础基本是一样的，从微生物到人，遗传的信息是一致的。但动物与植物细胞区别还是很大的这差别主要地在于： 第一，自养与异养的差别。高等绿色植物是自养的，对营养的要求较简单，因此培养基的成分大部分为无机物和少量简单有机物。而高等动物是需要多种复杂营养的异养生物，它们从复杂的来源中吸收、消化和同化其营养，并通过血液将养分输送到全身细胞和器官。 第二，外界环境的差别。动物细胞直接所处的内部环境，以上对浓缩的形式来满足其营养要求。植物所处的环境变化大，它中收养分是以稀释的状态。植物细胞束缚在纤维素壁内，内部液泡保持相当稳
农艺·园艺农村经济与科技2018年第29卷第12期（总第440期） 1?植物组织培养技术原理 1902年，德国科学家Haberlandt预测植物细胞具有全能性：植物体的全部遗传信息存在于每一个植物细胞中，因此任何一个植物细胞都有可能发育成为一棵新植株。此后，无数植物学家献身研究，证实了此假说的正确性，并使植物组织培养技术诞生并迅速发展起来。植物组织培养是在指无菌环境中、适宜条件下，在培养基上培养植物的外植体并使其分化、发育成一个新植株。此技术有两个重要的过程:脱分化和再分化。所谓脱分化是指已经停止分化或分化程度高的细胞在适宜的培养条件下获得再次分裂分化的能力，形成愈伤组织是脱分化成功的标志。而后者是指愈伤组织在适宜的诱导条件下，发育成组织、器官、完整植株。随着科学技术的进步与发展，植物组织培养技术现已成熟应用于育种、遗传学、植物生理学、植物病理学等多个生物学研究领域；除此之外，医药、农业、园林、工业等行业的发展也离不开组织培养技术的发展。因此，组织培养技术已经渗透于多个领域，现简单综述其应用研究进展。 2?应用进展 2.1?单倍体育种 本物种配子染色体组数等于体细胞染色体组数的细胞称为单倍体细胞。植物的单倍体细胞包括花粉、花药、胚珠和未受精的子房细胞等，通过诱导这些细胞发育成单倍体植株，再经过秋水仙素等合适的处理，使染色体加倍，从而使植物恢复原来的染色体组数以获得正常植株的育种方法叫做单倍体育种。单倍体育种经过近60年的发展，现在已经广泛应用在多个领域：庄稼如马铃薯、红薯、小麦、高粱等的育种中，研究证明，单倍体育种大大缩短了育种周期；经济作物如烟草、番茄、棉花、苹果等的育种中，试验表明单倍体育种可以获得纯合的二倍体，具有可操作性强等优点；园林植物如：牡丹、菊花、吊兰、多肉等多种观赏植物中，实际证明单倍体育种增加了突变频率，为培育新品种提供了可能。我国单倍体育种技术的运用已经非常成熟，上世纪七十年代以来，我国科学家培育出的烟草“单育1号”、水稻“中华8号”等品种已经被多国科学家承认，在此技术的应用上处于世界先列水平。 2.2?种质库保存 近年来，由于无法规避的自然灾害和社会发展所必需的人类活动已经破坏了一部分植物的种质资源，导致了像红豆杉、银杏这些珍稀植物种濒危。为保证物种资源多样性，发展植物种质资源保存技术显得无比重要。目前，我国主要运用原位保存和移位保存两种方式保护种质资源。其中移位保存中的种质库保存是较普遍的被子植物保存方法——种子保存，无性繁殖的多年生植物常靠种质圃的方式保存。但是这两种方法存在保存时间短、保存质量低、耗费人力物力等不足之处。而植物组织培养保存种质资源就能克服这些缺点。甘薯试管苗库和马铃薯试管苗库是我国通过植物组织培养成功建立的两个试管苗库，把离体组织保存在试管里可以有效保存种质资源。除此之外，超低温保存技术也日渐兴起。所谓冷冻保存就是把离体植物组织用防冻材料保护处理后置于-196℃液氮环境中，此时细胞代谢完全停止，并阻断了变异的可能性，可以达到长时间稳定保存种质资源的目的。由此可见，利用植物组织培养技术保存种质资源是必然的发展趋势。 2.3?人工种子 随着植物组织培养技术的发展，科学家们模仿天然种子构想并发明出了人工种子，这一发明建立在胚状体的发现上。所谓胚状体是在离体培养未受精的细胞发育成的形状、功能都类似胚的细胞团，最先在胡萝卜离体培养中发现。众所周知，天然种子一般是由种皮、子叶、胚乳和胚组成。上文提到的人工胚状体相当于天然种子中的胚，完整植株就由胚发育而来。具有保护胚状体功能的人工种皮和人工配制的各种适合胚发育的营养物质作用类似于种皮和胚乳。携带方便、易于保存、保存时间长、成苗率高、节约粮食等都是人工种子带来的益处。据报道，能大量产生胚状体的植株有117种，可见人工种子具有广阔的应用前景。我国已经从事了将近40年的人工种子的研究，虽然部分植株的人工种子研制已经相当成熟，例如胡萝卜的人工种子制作。但是仍然存在待解决的技术问题，如：人工种皮昂贵且生产质量难以控制、人工胚乳配比难以掌握、发芽要求高等，这就要求我国有更多技术类人才投身试验。 2.4?植株去毒 植物组织培养技术的另一个重要应用是植株去毒、快速繁殖。众所周知，微生物无处不在，在大自然中生长的植物不可避免地会遭受到病毒的侵害，自然灾害或人为原因都有可能造成植物死亡，导致农作物、经济作物欠收，损失严重。传统的农药、杀菌剂等化学药物虽能达到一定的杀菌效果，但由于有机化合物含有有毒物质，对环境不友好，甚至会造成土壤、水体污染，植物体内农药残留的结果。而利用组织培养技术就能及时解决病毒带给植物的伤害，并且避免了污染。具体做法为：选取一株植物上没有被感染的健康组织（例如茎尖）经过特殊处理使组织细胞脱分化成愈伤组织，经再分化获得完整无毒植株。根据培养规模，一块离体组织在一年内可以分化得到数万株无毒苗，具有效率高、速度快、成本低的优点。世界上已经成功离体脱毒的常规作物有果树、蔬菜等，我国的甘蔗、香蕉、苹果等果蔬的组织培养脱毒技术已经相当成熟，显而易见的，组织培养去毒快繁技术应用前景广阔。 [参考文献] [1]?王卢平.植物组织培养技术的应用[J].农家顾问,2014(12). [2]?卢思.植物组织培养技术及应用[J].科技展望,2016(26). [3]?周权男等.植物组织培养在农业生产中的应用研究进展[J].北 方园艺,2014(13). [4]?张东旭等.植物组织培养技术应用研究进展[J].北方园 艺,2011(06). 植物组织培养技术的应用 段莹星 （河南师范大学生命科学学院，河南?新乡?453007） ［摘 要］近年来，植物组织培养技术发展迅速、应用广泛，已经成为了一门基础的生物学技术。本文综述了植物组 织培养技术在单倍体育种、种质库保存、人工种子、去毒快繁等方面的应用。 ［关键词］植物；组织培养；应用 ［中图分类号］S567.79 ［文献标识码］A ［收稿日期］2018-04-23 ［作者简介］段莹星（1997-），女，河南许昌人，本科在读。 -33-
第一章 1、植物组织培养：是指在离体条件下，利用人工培养基对植物的器官、组织、细胞、原 生质体等进行培养，使其长成完整植株 2、外植体：在植物组织培养中，由活体（in vivo）植物上提取下来的、接种在培养基上的 无菌细胞、组织、器官等均称为外植体。 3、愈伤组织：指在人工培养基上由外植体长出来的一团无序生长的薄壁细胞。 4、应用 一、农业上的应用 1. 种苗快速繁殖(rapid propagation) 2.无病毒苗(virus free)的培养 3.在育种上的应用(breeding) （1）倍性育种，缩短育种年限，杂种优势明显； （2）克服远缘杂交的不亲合性和不孕性（胚培养）； （3）保存种质 （4）创造变异 二、在遗传学、分子生物学、细胞生物学、组织学、胚胎学、基因工程、生物工程等方面的应用。用于基因工程技术创造植物新种质。用于植物生长发育理论研究，包括生理学、病理学、胚胎学和细胞与分子生物学等。 三、利用组织培养材料作为植物生物反应器 第二章 1、细胞全能性（Totipotency）：指任何具有完整的细胞核的植物细胞都拥有形成一个完整植 株所必须的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。 2、细胞分化（cell differentiation）：指导致细胞形成不同结构，引起功能或潜在的发育方式 改变的过程。 3、脱分化（Dedifferentiation）：指离体条件下生长的细胞、组织或器官逐渐失去原来的结构 和功能而恢复分生状态，形成无组织结构细胞团或愈伤组织 的过程。 4、再分化（Redifferentiation）：指脱分化的细胞重新恢复分化能力，形成具有特定结构和功 能的细胞、组织、器官甚至植株的过程。 5、植物组织培养中常遇到的问题以及解决措施 一、污染及防治： 1、真菌污染后，如果已形成孢子，则必须经高压灭菌后扔掉。但若是细菌污染，只 要及时发现，将材料上部未感菌的部分剪下转接，材料仍可使用。 2、用抗生素等杀菌药剂的处理，会影响植物材料正常生长。 二、褐变及防止 （1）选择合适的外植体 （2）合适的培养条件 （3）使用抗氧化剂 （4）连续转移 三、玻璃化问题及其防止
植物组织培养 作者 摘要 关键字 植物组织培养既是一种基础性研究，又是一种极具普及意义的生物技术。它具有 耗费母株材料少，繁殖速度快，繁殖率较高，用嫩茎组织培养法可以得到无病毒植株， 减轻病毒对花卉的影响，以及定向培养植物优良品种等方面的优势。植物组织培养的 基础是植物细胞的全能性理论，它从诞生到现在经历了4个时期，即理论准备和实验 开创期;研究发展时期;生产应用时期;“克隆”生物时期(肖杰，2004)。如今植 物组织培养技术已经成为农林业中极具普及意义的生物技术之一，而芍药组织培养目 前处于理论准备和实验开创期。但是对芍药进行组织培养，应用植物激素控制分化过 程及分化数量可达到繁殖目的，并节省人力物力，是芍药批量生产的最佳方法(胡映 泉，2003)。 近年来中外学者对芍药的组织培养进行了大量的研究工作，主要集中在以种子为 外植体的组织培养方面(BrukhinvB，一994;KimYS，1995年;BuchheimJAT，1994)，也利用花药(LeeB，1992)培养诱导形成单倍体植株或胚状体。众所周知，常规方法育种周期长、见效慢，极大地限制了新品种的研制与开发。 而利用植物组织培养中的花粉、花药进行单倍体育种结合温室育苗技术，可以大大缩 短育种年限，实现早期选择、提高选择效率。利用体细胞来培育新品种已成为当今育 种领域的趋势之一，对于无法结实的多倍体花卉来说，采用组织培养技术则能为其提 供一条具体的繁殖途径。对于那些产生芽变的种类来说，由于变异部位太小，难以进 行传统的扦插或嫁接繁殖，无法使这些新出现的宝贵种质保留下来;如果将发生变异 的细胞进行分离，并培养成苗则可以选育出许多新的品种，这无疑为花卉新品种的培 育提供了广阔的空间。 影响外植体污染的因素较多，除要求操作人员严格按照无菌操作程序操作外，还 与外植体的种类、取材季节、预处理方法、消毒方法、杀菌剂的使用等因素有关。在 植物组织培养中，造成污染的病原主要是霉菌、细菌和酵母菌三大类，霉菌和酵母菌 引起的污染很容易观察到，初代培养就能在外植体周围或培养基表面形成明显的菌 落，而细菌污染则存在一定的潜伏期。如果外植体培养3一5d内未表现污染症状，而 以后不断出现污染现象，表明污染主要由内生菌引起(Leifert，1990;柴向华，周俊 辉，2003)。抗生素抑菌在动物细胞培养中早己被广泛应用，在植物组织培养中尚处于开始阶 段。近年随着植物基因工程的开展，转基因过程中的除菌和抑菌越来越离不开抗菌素 所以使用抗菌素逐渐成为植物组织培养中的灭菌技术之一。在抗菌素的使用上， Falkiner(1990年)提出3个条件，即必须弄清楚要抑制菌的种类，使用的抗生素是否 对培养的植物组织有不良影响，还要确立抗生素的使用浓度、处理时间的长短。因 没有一种抗生素能对所有引起污染的微生物都有效，所以抗生素也不能完全代替灭菌 技术，最好加在培养基中，作为一种辅助防止污染的措施。 植物组织培养中外植体种类的选择以污染少、易启动为原则。带芽的外植体，如 茎尖、侧芽、带芽茎段，培养成功率高，变异率小，容易保持材料的优良特性。其中， 顶芽芽体饱满，营养丰富，侧芽较瘦弱，所以顶芽启动快，分化率高;继代培养中由 于顶端优势的作用，腋芽的生长受到抑制，生长势弱于带芽茎段。因此，用顶芽作为 外植体时，培养基中常加入细胞分裂素打破顶端优势作用，促进腋芽大量萌发，提高 繁殖系数(裘文达，1986)。据分析，外植体取材的季节以材料积累了较丰富的营养