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月季组织培养技术研究

月季组织培养技术研究
月季组织培养技术研究

月季组织培养技术研究

摘要:以MS为基本培养基,附加不同浓度的细胞分裂素(6-BA)和生长素(NAA),

以及用不同外植体部位筛选出最适合月季腋芽萌发的培养基和最佳外植体部位。

实验结果表明:诱导侧芽萌发以MS+6-BA2.0mg/L培养基效果最好,外植体部位

以中部枝条发芽率最佳,为80%。

关键词:月季;组织培养;快速繁殖

Abstract: Use MS as basic medium ,with different concentration of cytokinin and auxin,a

nd use different part of the stem as explant for tissue culture to select the suitable medium

and best explants site for the induction of Rosa chinensis. The results showed that MS +6B

A2.0mg / L is the suitable medium for bud germination, and the middle part of the stem ist

he best explant.

Keywords: Rosa chinensis, tissue culture, rapid propagation

月季(Rosa chinensis)是蔷薇科落叶或半长绿灌木,其花色艳丽、香味浓郁,是世界栽培种类较多的多年生木本花卉之一。由于其分布极广、适应性良好、栽培容易等优点,加之月季四季常青、花期长、花色多等特点,使得在园林和路带绿化以及庭院居室的盆栽美化和切花等方面都得到广泛的应用。月季在观赏植物中具有很高的地位。月季花型大、美丽、幽雅、高贵,深爱各国人民喜爱,月季的销售额多年来稳居各类花木的前茅。被誉为“花中皇后”之美称,深受人们喜爱。

月季通常采用扦插和嫁接繁殖,一些名贵品种扦插不易生根,主要是靠芽接繁殖[1]。而芽接速度慢,因而造成优良品种苗木供不应求。应用组织培养技术可以大大缩短其增殖周期,达到快速繁殖优良品种的目的。近年来随着生物技术的不断发展与更新,用植物组织培养的方法快速繁殖各种花木技术得到了普遍重视和广泛应用,关于月季的离体培养、根诱导及移栽问题,以有了不少报道[1、2、8、9、10]。由于受基因影响,不同品种之间的组织培养特性表现出一定的差异[2]。因此讨论不同品种组培快繁的培养条件,特别是培养基中适宜的不同激素配比仍具有重要价值,另外选择适合接种的外植体不同部位也会影响其发芽率。本实验以月月红月季品种为材料进行了侧芽的诱导和筛选出适合月季组织培养最佳外植体部位的组织培养特性研究,试图找出适合月季品种的组培快繁的最佳激素配比的培养基和最适合培养的外植体部位。

1 材料与方法

1.1 实验材料及采样地生境条件

1.1.1 实验材料

供试材料取自都江堰市中国科学院华西亚高山植物园月月红月季当年生无花蕾嫩茎。

1.1.2 采样地生境条件

采样地位于成都平原与川西北山地之间,地理坐标:东经103°,北纬31°,海拔700 m左右,为浅切割低山地貌类型。土壤为黄壤,质地为重壤质,PH值4.5~5.5,由于多雨,在沉积层与母质层之间有明显潜育现象,土壤肥力中等,保肥保水性好。采样地属于亚热带气候类型,年平均气温15.2 ℃,极端最高、最底温度分别为38 ℃和~-10 ℃,年平均相对湿度81%,年平均降雨量1243 mm,无霜期269 d。

1.2 技术路线

培养基的配制→培养基灭菌→外植体采集→外植体预处理→外植体表面灭菌→外植体接种→培养→试验结果统计与分析

1.3 实验仪器与试剂

仪器用品:高压灭菌锅、超净工作台、试管、电子天平、烧杯、微波炉、酒精灯、镊子

试剂:75%酒精、琼脂、蔗糖、蒸馏水、6-BA、MS储备液、NAA

1.4 培养基配方

表1 培养基中6-BA和NAA的组成及配比

处理号 6-BA NAA

(mg/L) (mg/L)

A1 2.0 ---

A2 2.5 ---

A3 2.0 0.1

A4 2.0 0.5

1.5 培养基的配置

称琼脂7.5 g→蒸溜水400~500mL →微波加热5 min →蔗糖30 g →微波加热5 min →大量元素母液→微量元素母液→有机物母液→铁盐母液→定容至1L →调pH至5.8~6.0 →分装→高温灭菌

1.6 外植体采集与灭菌

1.6.1 外植体采集

在晴朗的清晨采集生长健壮,无病虫害母株上的当年生枝条。

1.6.2 外植体灭菌与接种

采集回的外植体剪去顶部和基部并去叶,用洗衣粉水溶液轻轻洗涤30 min,自来水冲洗30 min后,用滤纸吸干,剪成约2 cm长带侧芽茎段。在超净工作台上用70%的酒精消毒30 s,无菌水洗3次,再用0.1%升汞溶液消毒10 min,然后用无菌水冲洗5次,在无菌滤纸吸干后,将灭菌好的外植体接种于培养基上。

1.7 培养

培养条件:培养温度25±1℃;光照强度1 800~2 000 1x;光照时间12 h/d。

1.8 数据统计

培养30 d后统计外植体的污染率、发芽率。

污染率(%)=污染的外植体数/接种外植体总数×100

发芽率(%)=发生芽的外植体数/无菌外植体总数×100

2 结果与分析

培养30 d后对6-BA、NAA浓度组合外植体的发芽率、污染率以及不同外植体部位的发芽率、污染率进行统计。结果见表2、表3:

表2 不同6-BA、NAA浓度组合外植体的发芽率、污染率

处理号接种数(瓶) 培养基发芽率(%) 污染率(%)

B1 20 MS+6-BA2.0mg/L 85 40

B2 20 MS+6-BA2.5mg/L 30 20

B3 20 MS+6-BA2.0mg/L+NAA0.5mg/L 65 40

B4 20 MS+6-BA2.0mg/L+NAA0.1mg/L 40 35

2.1 6-BA浓度对外植体生长的影响

从表2可见,处理号B1、B2中随着6-BA的浓度变化,相应的发芽率与污染率也随之发生了变化。6-BA的浓度为2.0mg/L时发芽率为85%;6-BA浓度为2.5mg/L时发芽率为30%,。这说明随着6-BA浓度的增高其发芽率下降,因为植物激素对外植体的生理作用与其使用浓度密切相关,浓度过高或过低都不能有效的诱导芽的萌发。2.0mg/L是6-BA诱导月季芽萌发的适宜浓度。

2.2 6-BA与NAA组合对外植体生长的影响

从表2中可见,处理号B3、B4中6-BA与NAA组合随着NAA浓度的增加其发芽率也随着增高, 6-BA2.0mg/L+NAA0.5mg/L时,发芽率为65%;当6-BA2.0mg/L+NAA0.1mg/L时,其发芽率为40%。这说明给培养基中加入适量的NAA对外植体的萌发、生长有一定的促进作用。因为外植体腋芽的萌发并不只是要求较高的细胞分裂素,而是要求在体内建立一个适宜的细胞分裂素与生长素的平衡[5]。所以培养基要求有一定的细胞分裂素与生长素的配比。

从表2可以看出,6-BA2.0mg/L时的发芽率为85%,6-BA2.0mg/L+NAA0.5mg/L时的发芽率为65%。因此单独使用6-BA的发芽率效果比6-BA与NAA组合的培养基效果要好得多,说明了生长素浓度较高时抑制了细胞分裂,从而降低了形成芽细胞的生理活性,使某些芽的萌发受到了明显的抑制[4、6 ]。实验得出最适合月季诱导侧芽萌发的培养基为:MS+6-BA2.0mg/L。

表3 不同部位外植体的发芽率、污染率

外植体部位接种数发芽率污染率

(个) (%) (%)

茎段上部 10 40 50

茎段中部 10 80 50

茎段基部 10 50 60

2.3 不同外植体部位对发芽率的影响

从表3可见,中部茎段外植体发芽率最好,为80%;这有可能是枝条中部较之上部和基部,营养状况好,营养物质积累丰富,外植体的生活力强,萌发力强,所以其发芽率就很高。而上部枝条由于枝条幼嫩,营养物质积累有限,且本身的失水快,所以其萌芽率就会下降。茎段下部由于木质化程度较高,所以发芽率比较低。

2.4 月季组织培养中的污染

从实验结果可以看出,外植体平均污染率为42.2%。本次试验中造成污染率过高的原因很多,(1)操作员出入多,造成接种室环境杂菌含量过高;(2)接种时,接种工具灭菌不彻底,操作没有严格按照要求进行;(3)接种人员操作熟练程度不够;(4)外植体消毒处理不完善等等。

3 结论

(1)以月月红月季为品种,诱导侧芽萌发最适培养基为:MS+6-BA2.0mg/L。发芽率为85%。在培养基中加入一定量的NAA时,发芽率明显下降。

(2)以月月红月季为品种,实验筛选出最适外植体部位为:茎段中部,发芽率为80%。

4 讨论

4.1 最适6-BA浓度的进一步筛选

实验结果表明,诱导侧芽萌发的最佳培养基为:MS+6-BA2.0mg/L。当6-BA的浓度增加到2.5mg/L时,外植体发芽率明显下降,因此6-BA浓度不可继续增加;如果将6-BA的浓度降低到2.0mg/L以下,较低的6-BA浓度对外植体的发芽率的影响有待进一步研究。

4.2 NAA的浓度对芽萌发的影响作用

从实验中可看出,6-BA与NAA组合的培养基是随着NAA浓度的升高,发芽率也随着增高。当培养基为:MS+6-BA2.0mg/L+NAA0.5mg/L,发芽率为65%。培养基为:MS+6-BA2.0m g/L+NAA0.1mg/L,发芽率为40%。进一步试验中可将NAA浓度继续升高,以确定NAA的浓度对芽萌发会有影响。生长素的作用主要是促进细胞伸长和细胞分裂,诱导受伤的组织表面至数层细胞恢复分裂能力,形成愈伤组织,促进生根等,因此过高或过低的生长素都会

抑制芽的萌发。在培养基配制中适量的生长素浓度对芽的萌发有促进作用[3]。

4.3 月季组织培养中污染的控制

针对此次月季组织培养实验污染率较高的问题,为完善月季组织培养技术,对常见的污染采取一些必要的控制措施。(1)经常对接种室进行空间消毒;(2)对超净工作台仔细灭菌;(3) 工具用后及时灭菌,避免交叉污染; (4) 进一步筛选外植体材料灭菌的适宜方法;(5)接种人员加强培训,提高操作的熟练程度和规范程度;(6)培养过程中及时去除污染瓶。一旦发现培养瓶内有污染产生,应立即采取合适的方法进行处理,如用高压蒸气灭菌。

本试验只是对月月红这一品种进行的研究,总体上看与他人关于月季的组织培养研究在某些结果方面具有一致性,但也有一定的差异[7],这可能与其基因型差异有关,还需进一步研究。因此在进行其它品种月季组培快繁时,进行培养基及各种激素的适宜浓度配比的探讨和筛选最佳外植体是必要的,不能盲目套用。对实验中出现新问题进行更深入的科学研究,对完善月季组织培养技术有着重要的科学意义。

参考文献:

[1] 毕艳娟,高书国,乔亚科.植物生长调节剂对丰花月季茎段培养的影响[J].河北农业技术师范学

院学报,1994,8(3):26~29.

[2] 林玉红.月季试管苗繁殖的研究[J].甘肃农业科技,1994(1):36~39.

[3] 潘瑞炽,董愚德. 植物生理学[M] . 北京:高等教育出版社,1993.

[4] 毕艳娟,高书国,乔亚科.植物生长调节剂对月季组培萌芽和成芽的影响[J].河北农业技术师范

学院学报,1996,4(12):37~40.

[5] 侯喜林.蜂斗菜叶肉原生质体培养再生植株[J].植物学报,1993,35(8):649~65.

[6] Smih Ok.Root initiation in cuttings of pins radiara seedings.1.Developmentalseque

nce J、Exp.Bot.1975(26):184~ 192.

[7] 冷肖苟.月季的组织培养[J].河北林业科技,2001(6):6~7.

[8] 马忠,吴春华.诱导月季多芽苗及其无性系快速繁殖[J].内蒙古林业科技,2000(4):30~31.

[9] 张焱,张艳君.月季的茎段培养与快繁[J].内蒙古农业科技,2000(5):9~1.

[10]韩建军,周鑫.月季的组织培养与快速繁殖[J].中国林副特产,2001(1):3.

致谢

本论文是在导师xxx老师的悉心指导下完成的,从选题、实验设计、准备直至最终定稿,都倾注了她大量的心血。一年学习期间,导师在学习和生活上都给予了我无微不至的关心与帮助,并为我提供了很多的学习锻炼的机会,是我掌握了科学的研究思路和方法,提高了动手能力,开阔了眼界。她勤勉的工作作风、严谨的治学态度以及宽容豁大的胸怀深深的影响着我,是我受益匪浅。在论文完成之际,我谨向我最尊敬的导师及家人致以最诚挚的敬意,并表示衷心的感谢!

在实验的开展过程中,感谢学校植物组织培养实验室给我良好的实验设备和实验材料,同时感谢老师和同学对我在实验过程中提出的宝贵意见和帮助。在次向帮助我的老师、同学表示感谢!

谨以此文献给我挚爱的父亲和母亲,感谢他们对我无私的奉献,以及一直以来给予我莫大的关心、鼓励和支持。

同时向参加论文评审和答辩的老师致以诚挚的谢意!

月季组织培养技术研究

月季组织培养技术研究 摘要:以MS为基本培养基,附加不同浓度的细胞分裂素(6-BA)和生长素(NAA), 以及用不同外植体部位筛选出最适合月季腋芽萌发的培养基和最佳外植体部位。 实验结果表明:诱导侧芽萌发以MS+6-BA2.0mg/L培养基效果最好,外植体部位 以中部枝条发芽率最佳,为80%。 关键词:月季;组织培养;快速繁殖 Abstract: Use MS as basic medium ,with different concentration of cytokinin and auxin,a nd use different part of the stem as explant for tissue culture to select the suitable medium and best explants site for the induction of Rosa chinensis. The results showed that MS +6B A2.0mg / L is the suitable medium for bud germination, and the middle part of the stem ist he best explant. Keywords: Rosa chinensis, tissue culture, rapid propagation 月季(Rosa chinensis)是蔷薇科落叶或半长绿灌木,其花色艳丽、香味浓郁,是世界栽培种类较多的多年生木本花卉之一。由于其分布极广、适应性良好、栽培容易等优点,加之月季四季常青、花期长、花色多等特点,使得在园林和路带绿化以及庭院居室的盆栽美化和切花等方面都得到广泛的应用。月季在观赏植物中具有很高的地位。月季花型大、美丽、幽雅、高贵,深爱各国人民喜爱,月季的销售额多年来稳居各类花木的前茅。被誉为“花中皇后”之美称,深受人们喜爱。 月季通常采用扦插和嫁接繁殖,一些名贵品种扦插不易生根,主要是靠芽接繁殖[1]。而芽接速度慢,因而造成优良品种苗木供不应求。应用组织培养技术可以大大缩短其增殖周期,达到快速繁殖优良品种的目的。近年来随着生物技术的不断发展与更新,用植物组织培养的方法快速繁殖各种花木技术得到了普遍重视和广泛应用,关于月季的离体培养、根诱导及移栽问题,以有了不少报道[1、2、8、9、10]。由于受基因影响,不同品种之间的组织培养特性表现出一定的差异[2]。因此讨论不同品种组培快繁的培养条件,特别是培养基中适宜的不同激素配比仍具有重要价值,另外选择适合接种的外植体不同部位也会影响其发芽率。本实验以月月红月季品种为材料进行了侧芽的诱导和筛选出适合月季组织培养最佳外植体部位的组织培养特性研究,试图找出适合月季品种的组培快繁的最佳激素配比的培养基和最适合培养的外植体部位。 1 材料与方法

组织培养基本技术与基本知识

组织培养 基本技术与基本知识2005.10.15

目录 前言------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------5 第一章基本技术---------------------------------------------------------------------------------------------------6 第一节原代细胞单层静止培养的设备与器材准备--------------------------------------------------------------6 一、设备与器材 二、器材的清洗 第二节原代细胞单层旋转瓶培养的设备与器材准备------------------------------------------------------11 一、设备与器材 二、器材的清洗 第三节组织培养用水的制备和各种溶液的配制----------------------------------------------------------12 一、水(双蒸水、三蒸水或去离子水) 二、汉克氏(Hanks)原液和汉克氏液 三、0.5%水解乳蛋白----汉克氏液(简称乳汉液)的配制 四、7.5%的碳酸氢钠(NaHCO3)配制 五、胰蛋白酶的配制 六、犊牛血清的制备 七、每毫升含1万单位双抗(青霉素与链霉素)的配制 八、每毫升5万单位制霉菌素的配制 九、营养液与维液的配制 第四节器物与溶液的包装、灭菌和无菌操作-------------------------------------------------------------16 一、包装与灭菌 二、无菌操作 第五节无菌检验---------------------------------------------------------------------------------------------------23 第六节原代单层细胞的制备------------------------------------------------------------------------------------24 第七节细胞计数和染色------------------------------------------------------------------------------------------26 一、细胞计数 二、细胞染色 第八节培养细胞的观察---------------------------------------------------------------------------------------27 一、培养细胞的生长和繁殖 二、在单层细胞培养中细胞的形态观察

植物组织培养研究进展

植物组织培养研究进展 摘要 植物组织培养技术作为一种科研手段,发展异常迅猛。从组织培养的原理、培养过程中遇到的问题以及前景和展望这3方面综述了我国近几年植物组织培养的新研究。 关键词: 组织培养;存在问题;措施;发展 20 世纪后半叶,植物组织培养发展十分迅速,利用组织培养,不仅可以生产大量的优良无性系,并可获得人类需要的多种代谢物质;细胞融合可打破种属间的界限,克服远缘杂交不亲和性障碍,在植物新品种的培育和种性的改良中有着巨大的潜力;还可获得单倍体、三倍体及其它多倍体、非整倍体;组织培养的植物细胞也成为在细胞水平上分析研究的理想材料[1]。因此,植物组织培养广泛应用于植物科学的各个分支,如植物学、植物生理学、遗传学、育种学、栽培学、胚胎学、解剖学、病理学等,并广泛应用在农业、林业、医药业等多种行业,产生了巨大的经济效益和社会效益,被认为是一项很有潜力的高新技术。 1组织培养的基本原理 1.1植物组织培养的概念 植物组织培养技术是指在无菌条件下,将离体的植物器官(如根尖、茎尖、叶、花、未成熟的果实、种子等)、组织(如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)、细胞(如体细胞、生殖细胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生质体培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱发产生愈伤组织或潜伏芽等,或长成完整的植株的技术[2]。 1.2植物组织培养的依据 植物组织培养的依据是植物细胞“全能性”及植物的“再生作用”。1902年,德国著名植物学家GHaberlanclt根据细胞学理论[3],大胆地提出了高等植物的器官和组织可以不断分割,直到单个细胞,即植物体细胞在适当的条件下具有不断分裂和繁殖,发育成完整植株的潜力的观点。1943年,美国人White在烟草愈伤组织培养中, 偶然发现形成一个芽, 证实了GHaberlanclt的论点[4]。在许多科学家的努力下,植物组织培养技术得到了迅速发展,其理论和方法趋于完善和成熟,并广泛应用产生了巨大的经济效益和社会效益。 1.3培养基的选择 组织培养的基础培养基有MT、MS、SH、White等[5]。由于不同植物所需要的生长条件有所不同,会对培养基做一些不同的处理,一般采用较多的是MS。组织培养采用固体培养基的较多,但只有在植物周围的营养物和激素被吸收,如果其他残留的培养基也能被利用,对工厂化生产的成本减少方面有很大的帮助。董雁等[6]利用回收转换后废弃的继代培养基,加入原继代培养基30 %浓度母液的培养基,培养效果与原继代培养基的基本相同,说明继代培养基再利用是可行的,这为规模化组培育苗开辟了新的途径。杜勤[7]等在无外源激素条件下,研究液体和固体培养基对黄瓜子叶培养器官分化的影响,结果用液体培养基直接诱导花芽率更高,分化高峰期出现的时间也更早,说明液体培养基对外植体的生长更有利,只是固体培养基更易操作而被较广泛应用。 2植物组织培养过程中存在的问题 2.1 污染问题 组织培养过程中的污染包括内因污染和外因污染。内因污染指由于外植体的表面或者内部带菌而引起的污染;外因污染则是主要由环境污染和操作不当引起,是指在接种或培养过程中病菌入侵,例如培养基、接种工具和接种室消毒不严格以及操作不规范等[8]。 针对植物组织培养中污染产生的原因,应从以下2个方而着手来控制污染。一是控制外植体自身带菌,外植体的表而带菌可以经过一系列的杀菌处理来减少;而外植体的内部带菌是不

月季组织培养技术研究开题报告

一、选题依据 1、论文题目及研究领域 (1)论文题目:月季茎段组织培养技术研究 (2)研究领域:组织培养在月季繁殖上的应用 2、论文研究的理论意义和应用价值 月季在我国应用非常广泛,因此繁殖方法也非常多,但是常规繁殖技术很难对其品种进行更新。虽然自l875年人工杂交技术产生后,经过长期的杂交和选择,获得了许多理想品种,但月季育种目前存在着以下几个问题:(1)传统杂交方法具有局限性。表现在基因资源有限,染色体数目及倍性差异使远缘杂交难以成功;生长一致性、开花同时性等多基因控制性状难以改良等。此外月季作为多年生灌木,育种所需时间较长。(2)只注重对外观性状的改良,而忽视了对内在性状的改良。在过去的育种史中,育种家们只注意芽形、花形、花径、瓣数和茎长等外观性状的改良,并且选择的标准也趋于一致,造成资源流失,而内在性状,如生活力、瓶插寿命以及对病虫害的抵抗能力等未得到相应的提高。(3)遗传背景相对狭窄。据统计蔷薇属的100多个物种中只有8个种对现代月季做出过突出贡献,因此这种近亲杂交现象严重影响月季的生活力[1]。 90年代发展起来的以组织培养为基础的转基因技术无疑为月季育种提供了一条新途径。这种方法不但使品种在外源基因所控制的性状上发生改变,其性状保持相对稳定,还可利用来自其他生物类型的基因,创造更优良的品种。目前,月季的组织培养已有了较深入的研究,基因的分离、克隆以及载体构建等技术在重要的农作物及模式植物上已积累了较多的经验,皆可应用于月季的基因工程育种中[2]。运用这项技术不断培育出新品种以满足人们对月季求新求异的需求。 3、目前研究的概况和发展趋势 月季传统的栽培方法是用嫁接和扦插法进行繁殖,但繁殖速度较慢。自20世纪60年代组培技术在生产中应用以来,许多研究者在月季的组培方面做了大量的研究工作,在月季组培苗的利用方面也取得了很大的进展,对加速新品种的推广和运用起到了积极作用。我国的研究者从20世纪80年代以后便开始进行切花月季组培种苗的生产,在组培的各大领域取得了很好的成绩。 目前,植物组织培养已经向基因的分离、克隆以及载体构建方向发展。在当前再生体系不够完善仍然是制约月季转基因的主要因素,直接再生不定芽途径虽然再生高,需时短,适应范围广,但转化困难;胚性愈伤组织或次级体细胞胚易于转化,但体细胞胚再生体系的建立相对困难,需要在诱导出初级体细胞胚后经过长时间的继代和选择,目前具备该再生体系的品种还非常有限。植株再生是进行遗传转化的必要前提,只有具备了成熟的再生体系才能有效的进行基因转化。现在组织培养技术在很大程度上仍是已经验为基础的,广泛开展月季组培的研究仍是解决问题的最佳途径,在我国尤其如此。随着经验的累积,月季再生体系将不断完善,为转基因提供前提条件。此外,人们对环保的日益重视,对新奇花朵的需求日益增加,以组织培养为基础的技术必将在月季育种中发挥重要作用[3]。 二、论文研究的内容

植物组织培养课程论文

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

植物组织培养的研究进展和发展趋势

植物组织培养的研究进展和发展趋势 (甘肃农业大学生命科学技术学院植物生物技术,甘肃兰州730070) 摘要:植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。本文简要概述了植物组织培养的概念及研究进展,较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状,最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词:组织培养;研究进展;发展趋势 Research Progress in Plant Tissue Culture and trends (College of life science and technology of plant biotechnology of Gansu Agricultural University,gansulanzhou 730070) Abstract: Plant tissue culture plant cells are totipotent under the principle and developed a biotechnology. This article provides a brief overview of the concepts and plant tissue culture research, a more comprehensive overview of plant tissue culture propagation of new technologies as well as in detoxification, breeding, germplasm conservation, extraction of secondary metabolites, and other aspects of gene transfer research status , Finally, the future trends in plant tissue culture. Key words: organizational culture; research status; trends 引言 植物组织培养是20世纪之初,以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术,是指在无菌条件下,将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体,在人工配制的环境里培养成完整的植株,也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934 年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究,已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学 等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一[1]。近年来,随着 科学技术的不断发展,植物组织培养新方法和新技术不断涌现,研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪,生物技术是最有生命力的一门学科,而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段,被认为具有巨大的潜力,现就植物组织培养技术研究进展做一简单综述。 1在植物育种上的应用 植物组织培养技术对培养有粮作物品种开辟了全新的途径。目前,国内外已

木本植物组织培养技术研究进展

作者简介:张红晓(1974-),女,河南洛阳人.收稿日期:2003-01-12 文章编号:1008-4673(2003)03-0066-04 木本植物组织培养技术研究进展 张红晓1,经剑颖2 (1.河南科技大学林业职业学院,河南洛阳471002;2.洛阳大学环化系,河南洛阳471002) 摘要:从培养基、外植体及培养条件等方面介绍了木本植物组织培养技术的研究进展,讨论了木本植物组织培 养过程中存在的褐变、生根难及玻璃化等问题及可能解决的途径。对木本植物的愈伤组织及胚状体的培养也 进行了初步探讨。 关键词:木本植物;组织培养;培养基;外植体 中图分类号:S722.3文献标识码:A 随着植物组织培养研究工作的不断深入,木本植物组织培养技术不仅促进了果树和观赏树木的脱毒及组织培养快速繁殖的迅速发展,而且在维持生态平衡、改造沙荒土壤以及在都市和居民区的绿化等方面均起着重要作用。至今世界上已有多种木本植物离体培养后得到了完整植株,有不少试管苗已应用于生产实践。 木本植物具有生命周期长、遗传杂合几率高、经济效益显著等特点。此外,许多木本植物组织培养过程中存在着难以解决的外植体褐变、试管苗玻璃化和生根难等现象[1~4]。因此,对影响木本植物组织培养的有关因子进行研究,有利于木本植物组织培养工作的进一步开展。 1 影响木本植物组织培养研究的有关因子及进展 1.1 培养基成分 (1)基本培养基。在器官组织培养中,一般采用固体培养,而在细胞和原生质体培养中,则采用液体培养基。培养基中的盐浓度对外植体褐变和试管苗玻璃化均有一定影响。对某些植物来说,初代培养时培养基中无机盐浓度过高可引起酚类外溢物质的大量产生,导致外植体褐变,降低盐浓度则可以减少酚类外溢,从而减轻褐变[5]。此外,培养基中的某些离子会增加酚类合成与氧化酶的活性,降低盐浓度则可起到一定的抑制作用[6]。对于玻璃化的试管苗来说,提高培养基中Ca 2+的浓度,增加培养基中Mg 、 Mn 、K 、P 、Fe 、Cu 元素含量,降低N 和Cl 元素比例,特别是降低铵态氮浓度,可降低玻璃化[7~11]。 (2)生长调节物质。在组织培养过程中,激素的种类及浓度对培养结果有重要影响。在以杨树为材料的试验中发现,愈伤组织在芽分化阶段如果不降低生长素浓度,则很容易永远失去分化能力。而植物的生根多数都是用生长素单独实现的,IB A 有较好促进生根的作用[8]。用幼年状态的材料在低浓度生长素的培养基中一步生根,生根效果明显优于含有高浓度生长素的培养基;当他尝试用不含生长素的培养基一步生根时,仍观察到幼年状态的材料有一定生根效果。这说明生长素完成诱导作用后,它们在培养基中存在对新根发生有抑制作用。因此,对木本植物的生根培养采用两步法:即先在富含生长素的培养基上进行根的诱导,尔后转接到无任何生长调节物质的培养基上进行根的伸长生长。这样不仅可提高生根率和有效根的数目,而且可限制芽苗基部愈伤组织的生成。 (3)碳源。糖的使用浓度多在2%~3%,但不同植物材料对糖类的反应不完全相同。杨树培养基中糖的使用浓度若超过3%,则易使愈伤组织变黑老化;另一方面,糖浓度太低也不宜于愈伤组织的诱导和分化[9]。对于已发生玻璃化的试管苗来说,适当提高培养基中蔗糖含量,降低培养基中的渗透势,可以降低玻璃化[10,11]。 第23卷第3期 2003年 9月河南科技大学学报(农学版)Journal of Henan Universi ty of Science and Technology (Agricultural Science)Vol.23No.3Sep. 2003

植物细胞组织培养的基本技术(总结版).

本章主要内容 ●商业性组织培养实验室和小工厂的设计与主要设备 ●培养基及其配制 ●外植体的选择与培养 ●试管苗的驯化与移载 第一节商业性组织培养实验室和小工厂 的设计与主要设备 ●培养皿的清洗; ●培养基的配制、分装和高压灭菌; ●无菌操作——材料的表面灭菌和接种; ●将培养物放到培养室培养; ●试管苗的驯化、移栽和初期管理。 (一)、洗涤室(cleaning room) ●洗涤室用于完成玻璃器皿等仪器的清洗、干燥和贮存。 ●室内配备: ●大型水槽,最好是白瓷水槽。为防止碰坏玻璃器皿,可铺垫橡胶。上下水道要畅通。 ●备有塑料筐,用于运输培养器皿。 ●备有干燥架,用于放置干燥涮净的培养器皿。 (二)、准备室(repairing room) ●完成培养基制备以及试管苗出瓶、清洗与整理工作。准备室要求明亮、通风。 ●如果房间较多,可将准备室分为洗涤室和配置室两部分。洗涤室专门负责试管苗出瓶与 培养器皿的清洗工作;配置室则负责培养基的配制、分装、包扎和高压灭菌等工作。 (三)、缓冲室 ●进入无菌室前要在缓冲室里换上经过灭菌的卫生服、拖鞋,戴上口罩。 ●应当在此室内安装灭菌用的紫外灯。控制无菌室及培养室的配电板等。 (四)、无菌操作室(transfering room) ●接种室是进行植物材料的分离接种及培养物转移的一个重要操作室。其无菌条件的好坏 对组织培养成功与否起重要作用。 ●配置:

●在工作方便的前提下,接种室宜小不宜大,一般7-8m2,要求地面、天花板及四壁 尽可能密闭光滑,易于清洁和消毒。配置拉动门,以减少开关门时的空气扰动。 ●接种室要求干爽安静,清洁明亮。在适当位置吊装1-2盏紫外线灭菌灯,用以照射 灭菌。最好安装一小型空调,使室温可控,这样可使门窗紧闭,减少与外界空气对 流。 (五)、培养室(culturing room) ●培养室是将接种的材料进行培养生长的场所。培养室的大小可根据需要培养架的大小、 数目、及其他附属设备而定。 ●设计原则: ●充分利用空间和节省 ●能源 ●高度比培养架略高为 ●宜 ●周围墙壁要求有绝热 防火的性能。 (五)、培养室(culturing room) ●培养架大多由金属制成。 ●规格: ●一般设5层,最低一层离地高约10 cm,其他每层间隔30cm左右,培养架即高1.7m左 右。培养架长度都是根据日光灯的长度而设计,如采用40W日光灯,则长1.3 m,30 W 的长1m,宽度一般为60cm。 ●培养室最重要的因子是温度,一般保持在20-27℃左右,具备产热装置,并安装窗式或 立式空调机。由于热带植物和寒带植物等不同种类要求不同温度,最好不同种类有不同的培养室。室内湿度也要求恒定,相对湿度以保持在70%-80%为好,可安装加湿器。 ●控制日光照时间可安装定时开 关钟,一般需要每天光照10-16h。也有的需要连续照明。现代组培实验室大多设计为采用天然太阳光照作为主要能源,这样不但可以节省能源,而且组培苗接受太阳光生长良好,驯化易成活。 (六)、驯化室 ●驯化室要求清洁无菌,配有空调机、加湿器、恒温恒湿控制仪、喷雾器、光照调节装置、 通风口以及必要的杀菌剂。 (七)、温室 ●应配有空调机、通风口、加湿器、恒温恒湿控制装置、喷雾装置、光照调节装置以及必 要的杀菌杀虫装置及相应药剂。 二、仪器设备和器皿用具 ●常见仪器设备 ●1、超净台 ●2、无菌箱 ●3、空调机

月季的植物组织培养综述

月季的植物组织培养综述 摘要: 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。 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。前言: 为了进行月季组织培养实验,我们查阅了相关文献,从多个方面了解影响月季组织培养的因素,如外植体的取材部位、时间、大小、消毒、接种方式、不同阶段激素的配比、培养基成分、培养条件等,以期在实验中调控月季组培的环境,确保实验顺利进行。同时探究由愈伤组织诱导出芽及生根所需的最佳浓度配比。并在月季组织培养过程中,掌握外植体消毒方面要注意的事项,整个培养过程中培养条件的选取与控制,同时探究由愈伤组织诱导出芽及生根所需的最佳浓度配比。并在月季组织培养过程中,掌握外植体消毒方面要注意的事项,整个培养过程中培养条件的选取与控制,实验过程中出现的现象的观察记录以及分析,在这个过程中不断加强理论与实践的联系,深化对理论知识的理解。察记录以及分析,在这个过程中不断加强理论与实践的联系,深化对理论知识的理解。 关键词:月季、MS培养基、激素等。 综述: 培养基 基本培养基 众多培养基中以MS 培养基的效果为最好,广泛用于月季的离体快速繁殖中。对MS 培养基的成分及物理性能进行合理的选择会提高月季组织培养的成功率。 诱导培养基以MS为基本培养基,附加适量的细胞分裂素 6 一苄氨基嘌呤( 6 - BA) 和生长素萘乙 D 6 7 B 0 2) 酸 ( NAA) 。 激素 不同激素对诱导愈伤组织的影响诱导培养基以MS为基本培养基,附加适量的细胞分裂素和生长素。生长素增加至0.1mg/L时,细胞分裂素浓度的高与低已对增殖系数不产生明显影响。最适的侧芽诱导培养基为MS+细胞分裂素0.5-3.0mg/L和生长素0.01-1.00mg/L,且培养基中添加蔗糖有增加丛生芽数量的作用。 不同生长素种类和浓度对月季生根和移栽成活率的影响。用NAA 诱导生根和提高移栽成活率效果最好,浓度为100ppm 为宜,现在IAA 诱导生根和高移栽成活率效果并不理想,其浓度只能在1mg/L 以下,超过时对生根的促进作用已不显著,反而大幅度降低移栽成活率。NAA 和IBA对月季的诱导生根都有较好的效果,在1/2MS培养基附加NAA或IBA0.1-1.5mg/kg均可诱导不定根的产生,生根63.3%-93.3%。 糖浓度的影响 不同类型的月季,其组培需求的碳源和糖浓度有所不同。月季组培最常用的碳源是蔗糖,在丰花月季的组织培养中,初代培养的蔗糖含量为5%,继代培养的蔗糖含量为3%时培养效果

组培的研究进展及发展趋势

组培的研究进展及发展趋势 植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。简要概述了植物组织培养的概念及研究进展,较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状,最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词:组织培养;新技术;应用现状;发展趋势 植物组织培养是20世纪之初,以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术,是指在无菌条件下,将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体,在人工配制的环境里培养成完整的植株,也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究,已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一。近年来,随着科学技术的不断发展,植物组织培养新方法和新技术不断涌现,研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪,生物技术是最有生命力的一门学科,而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段,被认为具有巨大的潜力。 一、植物组织培养新技术的研究 随着科学技术的发展和对植物组织培养技术的不断深入研究,一些新的培养方法和技术不断出现,为植物组织培养技术的不断优化和发展提供了新的途径。 1.新型光源的应用 光是植物生长发育必不可少的重要因素之一,光照长短、光质、光周期对植物的生长、形态建成、光合作用、新陈代谢以及基因表达均有调控作用。传统的组织培养光源灯普遍存在寿命短、发热量大且不均以及发光效率不理想等缺点。LED作为植物组织培养光源早在1991年就有栽培试验。研究发现, 光质比例和光照强度可调的LED 光源比通常植物组织培养使用的荧光灯更能有效地促进试管苗的光合作用和生长发育。蒋要卫利用LED作为大花蕙兰组培苗光源的研究发现, LED光源可以显著改善大花惠兰试管苗的生长状况和提高其品质。日本的田中道男等运用阴极荧光灯( CCFL)作为文心兰试管苗光源, 结果表明其地上部干、鲜重和试管苗的高度都有显著提高。另外田中道男等利用SILHOS 作为生菜组织培养光源, 获得了高质量的组织培养苗。目前LED是组织培养中最有效的人工照明光源,而CCFL等新型光源是未来发展的主要方向。 2.开放组织培养技术 传统的植物组织培养属于严格的封闭式培养,因而造成灭菌成本偏高、培养基易污染、外界环境调控难度大等缺点。而开放组织培养新技术是在外加抗菌剂的条件下,使植物组织培养脱离严格无菌的操作环境,在自然开放的有菌环境中进行,恰好弥补了这些不足。赵青华等采用开放式组培技术,在培养基中添加抑菌剂,克服了非灭菌条件下魔芋组织培养污染问题,有效地简化了实验步骤,降低了生产成本。何松林的研究表明在添加抗菌剂的开放式组培中,文心

组织培养技术

第五章组织培养技术 第一节植物组织培养 所谓植物组织培养广义又叫离体培养,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。狭义上是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,也包括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株。 一、概述 (一)概念 1.植物组织培养:是指通过无菌操作,把植物的外植体接种于人工配置的培养基上,在人工控制的条件下进行培养,使其成为完整植株的方法。 2.外植体:是指用于植物组织培养的接种材料,它包括植物体的各个器官、组织、细胞和原生质体等。 3.愈伤组织(Callus):原指植物在受伤之后于伤口表面形成的一团薄壁细胞,在组培中则指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。 (二)组织培养类型 1.根据接种的外植体不同分:胚胎培养;器官培养;3组织培养;细胞培养;原生质体培养; 2.根据培养基态相不同分:固体培养;液体培养; 3.根据培养过程不同分:初代培养;继代培养; (三)植物组织培养历史 植物组织培养是20世纪初开始,以植物生理学为基础发展起来的。有以下过程:思想准备阶段;理论奠基阶段;技术建立阶段;形态发生阶段;应用研究阶段; 1902年德国植物学家Haberlandt提出了细胞全能性概念。 1939年White报道了烟草组培成功。并提出植物细胞全能性学说。同年,Gautheret与Nobecourt 培养胡萝卜成功。三人被誉为植物组培奠基人。

罗士韦是我国植物组织和细胞培养研究的开拓者和奠基人之一 (四)植物组织培养的应用 ⒈植物的快速繁殖: ⑴园艺、花卉植物的大规模快速繁殖; ⑵抢救濒危珍稀植物 ⑶进行某些植物的种质资源保存 ⒉培育无病毒的植物,如脱病毒草莓等; ⒊制造人工种子。 4突变体的筛选培育 5药用植物的工厂化生产 6花药培养和花粉单倍体育种 7基因工程的应用等 二、实验室设计和设备 (一)实验室设计一般具有: 1.准备室器皿洗涤,培养基配制、分装、高压灭菌,植物材料的预处理,重蒸馏水的制备以及进行生理、生化因素的分析等各种操作都要在此室中进行 . 2.缓冲室进入无菌室前需在缓冲室里换上经过灭菌的卫生服、拖鞋,戴上口罩。最好安装1盏紫外灯,用以灭菌。 3.无菌操作室也称接种室。主要有超净工作台、空调机、医用小平车等 4.培养室具备适宜的温度、湿度、光照、通风等条件。有培养架子和灯光;通风设施;边台; 5.驯化室和温室 (二)常用设备 1.超净工作台 2.无菌箱 3.空调机 4.除湿机 5.恒温箱又称培养箱 6.烘箱

月季植物组织培养实验报告

月季植物组织培养实验报告 姓名:张恒玉 (天津师范大学10生乙10517085) 摘要:月季(Floribunda roses)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。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。植物组织培养主要以绿色植物细胞或组织块为研究主要对象,把植物体上的生活器官、组织块活细胞从整体上离体下来进行人工培养。以细胞全能性为理论基础对最适月季培养的培养基、激素、培养基质进行筛选,使离体组织经过脱分化和再分化而发育成新的植物个体。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。 关键词:月季组织培养 Rose Plant Tissue Culture Lab Report Name: ZhangHengyu (Tianjin Normal University college of Life Science, Biological Sciences 300387) Abstract:Rose (Floribunda roses) for the woody Rosaceae Rosa, the beautiful flower position, abundant flowers, colors available, easy to trim the tree, planting small difficulty; its flowers large, beautiful, elegant, noble. Applications in the flowers, the status and the proportion rose growing is the world's leading one of the four cut flowers. Plant Tissue Culture main object of the green plant cells or tissue blocks for research, Of life on the plant organ, tissue block living cells isolated from the whole down the artificial culture, Cell totipotency theory based on the optimum rose culture medium, hormones, culture media filter, Isolated tissue and develop into new individual plants after dedifferentiation and redifferentiation. breeding of new varieties offer a new way, in the rose show a significant improvement potential applications. Keywords: Rose tissue culture 1 月季介绍

国内外苔藓植物组织培养研究进展

国内外苔藓植物组织培养研究进展 文章在对苔藓植物的特征及组织培养研究简史进行简要介绍的基础上,重点介绍了国内外学者对苔藓植物组织培养材料及基质的选择、外植体的消毒方法、培养基成分的选择及培养条件的筛选等4个方面的研究进展。 标签:苔藓植物;组织培养;消毒方法;培养基 苔藓植物是植物界中比较特殊的一个植物类群,主要生活在阴湿的环境中,是一类由水生向陆生过渡的重要的原始高等植物。苔藓植物生活史为典型的异型世代交替,孢子体则寄生于配子体上生活,孢子在产生新的配子体过程中还需要经过一个原丝体阶段。目前,全世界大约有2.3万种苔藓植物,其种类仅次于被子植物。 苔藓植物能够蓄积大量水分,因此对水土保持与涵养、森林及某些附生植物的发育都有极其重要的作用。此外,苔藓植物还含有脂类、萜类、黄酮类、生物碱、醌类等活性物质,因此具有极高的药用价值。 苔藓植物的组织培养历史可以追溯到1902年Haberlandt的研究和1905年Goebel等人的研究,此后的50余年时间内,科学家的关注点更多的集中于被子植物组织培养上,对苔藓植物的组织培养几无涉及。1957年,Allsopp利用石地钱和小叶苔的孢子进行组织培养,首次成功获得相应愈伤组织及再生叶状体。此后,世界范围内的关于苔藓植物组织培养的实验研究逐渐展开并取得了一定的成果。 1 苔藓植物组织培养供试材料及基质 目前,可以用于苔藓植物组织培养的材料主要是苔藓植物的配子体、孢子体和原丝体,此外还可以利用其生殖器官、芽孢、游离原生质体等。1960年,Ward 以Knudson培养基培养金发藓和波叶仙鹤藓的孢子并获得其无菌原丝体,并在添加了蔗糖的基本培养基中利用该无菌原丝体诱导获得了相应的愈伤组织及再生植株。2003年,高永超等利用牛角藓配子体茎段诱导获得相应愈伤组织,并探讨了蔗糖及大量元素对愈伤组织细胞生长的影响。2007年,于传梅利用膨叶唇藓苔和溪苔的叶状体、柳叶藓的茎段、短叶藓和江岸立碗藓的孢子进行组织培养,获得了相应的愈伤组织或再生植株。 2 苔藓植物组织培养供试材料的消毒 可用于苔藓植物外植体消毒的试剂包括乙醇、次氯酸钠、升汞等,不同的供试材料和不同部位的外植体所用消毒剂有所不同。Saboljevic等研究表明,适用于Aloina aloides孢子和配子体消毒的次氯酸钠浓度分别为120.00g·L-1和90.00g·L-1。于传梅(2007)研究表明,适用于膨叶唇藓苔和溪苔的叶状体消毒的试剂为0.1%次氯酸钠,消毒时间为5分钟。梁书峰(2010)研究表明,适用

植物组织培养新技术与应用的研究进展及发展趋势

植物组织培养新技术与应用的研究进展及发展趋势 发表时间:2012-09-04T08:13:38.717Z 来源:《时代报告》2012年第6期作者:白立伟 [导读] 传统的组织培养光源灯普遍存在寿命短、发热量大且不均以及发光效率不理想等缺点。 白立伟(西南大学园艺园林学院,重庆北碚 400715) 中图分类号:Q943.1 文献标识码:A 文章编号:1003-2738(2012)06-0322-01 摘要:植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。本文简要概述了植物组织培养的概念及研究进展,较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状,最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词:组织培养;新技术;应用现状;发展趋势 引言 植物组织培养是20世纪之初,以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术,是指在无菌条件下,将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体,在人工配制的环境里培养成完整的植株,也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934 年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究,已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一[1]。近年来,随着科学技术的不断发展,植物组织培养新方法和新技术不断涌现,研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪,生物技术是最有生命力的一门学科,而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段,被认为具有巨大的潜力。 一、植物组织培养新技术的研究 随着科学技术的发展和对植物组织培养技术的不断深入研究,一些新的培养方法和技术不断出现,为植物组织培养技术的不断优化和发展提供了新的途径。 1.新型光源的应用。 光是植物生长发育必不可少的重要因素之一,光照长短、光质、光周期对植物的生长、形态建成、光合作用、新陈代谢以及基因表达均有调控作用。传统的组织培养光源灯普遍存在寿命短、发热量大且不均以及发光效率不理想等缺点。LED作为植物组织培养光源早在1991年就有栽培试验。研究发现, 光质比例和光照强度可调的LED 光源比通常植物组织培养使用的荧光灯更能有效地促进试管苗的光合作用和生长发育。蒋要卫利用LED作为大花蕙兰组培苗光源的研究发现, LED光源可以显著改善大花惠兰试管苗的生长状况和提高其品质[2]。日本的田中道男等运用阴极荧光灯( CCFL)作为文心兰试管苗光源, 结果表明其地上部干、鲜重和试管苗的高度都有显著提高。另外田中道男等利用SILHOS作为生菜组织培养光源, 获得了高质量的组织培养苗。目前LED是组织培养中最有效的人工照明光源,而CCFL等新型光源是未来发展的主要方向。 2.开放组织培养技术。 传统的植物组织培养属于严格的封闭式培养,因而造成灭菌成本偏高、培养基易污染、外界环境调控难度大等缺点。而开放组织培养新技术是在外加抗菌剂的条件下,使植物组织培养脱离严格无菌的操作环境,在自然开放的有菌环境中进行,恰好弥补了这些不足。赵青华等采用开放式组培技术,在培养基中添加抑菌剂,克服了非灭菌条件下魔芋组织培养污染问题,有效地简化了实验步骤,降低了生产成本[3]。何松林的研究表明在添加抗菌剂的开放式组培中,文心兰试管苗可正常生长[4]。开放式组织培养突破了封闭式培养的限制,从根本上简化了组织培养环节,使将来规模化开放式组织培养成为可能。 3.光独立培养技术。 光独立培养法又称无糖培养法,是指利用CO2代替葡萄糖作为植物组织培养的碳源,人工控制组织培养苗生长所需的光、温、水、气、营养等条件,促使组织培养苗快速转变为自养型的培养方式。一方面避免了由葡萄糖引起的杂菌污染;另一方面,增强了组织培养微环境的人工调控能力。屈云慧等以虎眼万年青为对象的无糖培养研究表明万年青再生芽的生根率高, 种苗质量也优于常规培养[5]。肖玉兰、丁永前等设计的全套无糖组织培养设备培育出的苗具有抽叶多、植株健壮、节间距短、根系发达、干物重积累多、光合自养能力强等更优良的生物学性状。目前,无糖培养法还处于理论研究和应用的开始阶段,随着理论研究的不断深入及相关配套技术的不断完善,必将成为组织培养技术的一种重要手段。 4.多因子综合控制技术。 近年来,随着对植物组织培养机理的深入研究和交叉学科间的相互促进作用,多因子综合控制的环境调控设施越来越多的应用到实际生产中,大大降低了组织培养成本, 促进了组织培养苗商品化的进程。崔谨等运用CO2 监控系统对甘薯组培苗进行调控的结果表明, 在CO2监控系统方式下培养的甘薯组培苗, 具有生长迅速、光合产物积累明显、叶色深绿、根系发达等特点[6]。刘文科等设计了一种新型密闭式组培室, 并研制出一套用于该组培室的综合环境控制系统[7]。李传业等设计的一套能对组培箱内CO2 浓度、相对湿度进行调控的组织培养微环境控制系统试验结果表明, 组织培养箱内CO2摩尔分数和相对湿度达到了预期目标。 二、植物组织培养的应用研究 植物组织培养技术的应用主要理论基础有两方面。一是细胞全能性,植物修复与完善、快繁脱毒苗、育种、种子和种质资源保存、植物检疫等都是其发展和应用的成果。二是悬浮培养液,主要应用于植物次生代谢产物的提取。 1.“全能性”的应用。 植物修复与完善是模拟植物组织培养过程中器官形成和细胞增殖形成的一套全新理论,植物脱毒和离体快速繁殖是目前植物组织培养应用最多、最有效的一个方面,因其快速、无毒的特点,已经广泛应用于观赏植物、园艺作物、经济林木、无性繁殖作物,并已形成产业化、商品化。植物组织培养技术为培育优良作物品种开辟了新的途径,利用该技术,通过花药和花粉培养、胚胎培养与细胞融合、细胞无性系变异、基因工程及突变体筛选等手段,已经培育出一大批具有优良性状的植株。借助植物组织培养技术保存种子和种质资源,因其优于常规方法的特殊性越来越受到重视,已在1000多种植物种和品种上得到应用, 并取得很好的效果。 2.愈伤组织或悬浮培养液的应用。 植物次生代谢物如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱及其他活性化合物是许多医药、食品、香料、色素、农药和化工产品的

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