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文檔簡介
1、第一章1、 植物組織培養(yǎng): 是指在離體條件下,利用人工培養(yǎng)基對植物的器官、組織、細(xì)胞、原 生質(zhì)體等進(jìn)行培養(yǎng),使其長成完整植株2、外植體:在植物組織培養(yǎng)中,由活體(in vivo)植物上提取下來的、接種在培養(yǎng)基上的無菌細(xì)胞、組織、器官等均稱為外植體。3、愈傷組織:指在人工培養(yǎng)基上由外植體長出來的一團(tuán)無序生長的薄壁細(xì)胞。4、應(yīng)用一、農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用1. 種苗快速繁殖 (rapid propagation)2.無病毒苗(virus free)的培養(yǎng)3.在育種上的應(yīng)用(breeding) (1)倍性育種,縮短育種年限,雜種優(yōu)勢明顯;(2)克服遠(yuǎn)緣雜交的不親合性和不孕性(胚培養(yǎng));(3)保存種質(zhì)
2、(4)創(chuàng)造變異二、在遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、組織學(xué)、 胚胎學(xué)、基因工程、生物工程等方面的應(yīng)用。用于基因工程技術(shù)創(chuàng)造植物新種質(zhì)。用于植物生長發(fā)育理論研究,包括生理學(xué)、病理學(xué)、胚胎學(xué)和細(xì)胞與分子生物學(xué)等。三、利用組織培養(yǎng)材料作為植物生物反應(yīng)器第二章1、細(xì)胞全能性(Totipotency):指任何具有完整的細(xì)胞核的植物細(xì)胞都擁有形成一個(gè)完整植株所必須的全部遺傳信息和發(fā)育成完整植株的能力。2、細(xì)胞分化(cell differentiation):指導(dǎo)致細(xì)胞形成不同結(jié)構(gòu),引起功能或潛在的發(fā)育方式改變的過程。3、脫分化(Dedifferentiation):指離體條件下生長的細(xì)胞、組織或器官逐漸失
3、去原來的結(jié)構(gòu)和功能而恢復(fù)分生狀態(tài),形成無組織結(jié)構(gòu)細(xì)胞團(tuán)或愈傷組織的過程。4、再分化(Redifferentiation):指脫分化的細(xì)胞重新恢復(fù)分化能力,形成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞、組織、器官甚至植株的過程。5、植物組織培養(yǎng)中常遇到的問題以及解決措施一 、污染及防治:1、真菌污染后,如果已形成孢子,則必須經(jīng)高壓滅菌后扔掉。但若是細(xì)菌污染,只要及時(shí)發(fā)現(xiàn),將材料上部未感菌的部分剪下轉(zhuǎn)接,材料仍可使用。2、用抗生素等殺菌藥劑的處理,會影響植物材料正常生長。二、褐變及防止(1)選擇合適的外植體(2)合適的培養(yǎng)條件(3)使用抗氧化劑(4)連續(xù)轉(zhuǎn)移三、玻璃化問題及其防止(1)增加培養(yǎng)基溶質(zhì)水平,降低培養(yǎng)
4、基水勢;(2)減少培養(yǎng)基含氮化合物用量;(3)增加光照;(4)增加容器通風(fēng),進(jìn)行CO2施肥,對減輕試管苗玻璃化現(xiàn)象有明顯作用;(5)降低培養(yǎng)溫度,進(jìn)行變溫培養(yǎng),有助于減輕試管苗玻璃化現(xiàn)象發(fā)生;(6)降低培養(yǎng)基細(xì)胞分裂素含量,加入適量脫落酸。四、其他問題和解決措施(一)初始培養(yǎng)階段:1、培養(yǎng)物水浸狀、變色、壞死、莖斷面干枯 改進(jìn)措施:調(diào)換其他殺菌劑或降低濃度,縮短消毒時(shí)間;試用其他部位,生長初期取材。2、長期培養(yǎng)培養(yǎng)物幾乎無反應(yīng)改進(jìn)措施:更換基本培養(yǎng)基或調(diào)整培養(yǎng)基成分,尤其是調(diào)整鹽離子濃度,增加生長素用量,試用2,4-D,調(diào)整培養(yǎng)溫度。3、愈傷組織生長過旺、疏松,后期水浸狀改進(jìn)措施:減少激素用量
5、,適當(dāng)降低培養(yǎng)溫度,調(diào)整無機(jī)鹽(尤其是銨鹽)含量,適當(dāng)提高瓊脂用量增加培養(yǎng)基硬度。 4、愈傷組織太緊密、平滑或突起,粗厚,生長緩慢改進(jìn)措施:減少細(xì)胞分裂素用量,調(diào)整細(xì)胞分裂素與生長素比例,降低糖濃度。 5、側(cè)芽不萌發(fā),皮層過于膨大,皮孔長出愈傷組織改進(jìn)措施:減少激素用量,采用較老化枝條。 (二)繼代培養(yǎng)階段 1、苗分化量少、速度慢、分枝少、個(gè)別苗細(xì)高改進(jìn)措施:增加細(xì)胞分裂素,降低溫度,改善光照,改單芽繼代為團(tuán)塊(叢芽)繼代。2、苗分化過多,生長慢,畸形,節(jié)間極短,苗叢密集,微型化 改進(jìn)措施:減少或停用細(xì)胞分裂素一段時(shí)間,調(diào)節(jié)溫度。 3、分化率低,畸形,培養(yǎng)時(shí)間長時(shí)苗再次愈傷組織化改進(jìn)措施:減少
6、生長素用量,適當(dāng)降溫。4、葉粗厚變脆改進(jìn)措施:減少激素用量,避免葉片接觸培養(yǎng)基。5、再生苗的葉緣、葉面等處偶有不定芽分化出來改進(jìn)措施:適當(dāng)減少細(xì)胞分裂素,或分階段地利用這一再生方式。 6、叢生苗過于細(xì)弱,不適于生根或移栽改進(jìn)措施:減少細(xì)胞分裂素,免用赤霉素,延長光照時(shí)間,增強(qiáng)光照,及時(shí)轉(zhuǎn)接,降低接種密度。7、幼苗淡綠,部分失綠改進(jìn)措施:針對營養(yǎng)元素虧缺情況調(diào)整培養(yǎng)基,調(diào)好PH值,調(diào)控溫度、光照。8、幼苗生長無力、發(fā)黃落葉、有黃葉、死苗夾于叢生苗中改進(jìn)措施:及時(shí)轉(zhuǎn)接、降低密度,調(diào)整激素配比和營養(yǎng)元素濃度,改善瓶內(nèi)氣體狀況,控制溫度。 (三)生根階段1、久不生根,基部切口無適宜愈傷組織改進(jìn)措施:選
7、用適宜的生長素或增加生長素用量,適當(dāng)降低無機(jī)鹽濃度。2、愈傷組織生長過快、過大,根莖部腫脹或畸形,幾條根并聯(lián)或愈合。改進(jìn)措施:調(diào)換生長素種類或幾種生長素配合使用,降低濃度,附加VB2或PG等減少愈傷等。 6、操作技術(shù)一、洗滌技術(shù)1、玻璃器皿洗滌新購置玻璃器皿1%稀HCl浸漬12h洗衣粉洗滌清水沖洗晾干備用已用過的玻璃器皿2、塑料用品洗滌新的塑料器皿打開即用已用過的塑料器皿2%NaOH浸泡12h清水沖洗2%5%鹽酸浸泡30min清水沖洗蒸餾水沖洗晾干備用3、金屬用品洗滌熱洗衣粉水洗凈沖洗擦干二、滅菌技術(shù)1、滅菌(1)培養(yǎng)基滅菌:高溫高壓濕熱滅菌法(2)玻璃器皿滅菌:蒸汽高壓消毒滅菌干熱消毒滅菌。
8、(3)塑料器皿滅菌:多采用高壓蒸汽消毒滅菌;(4)金屬用具滅菌:灼燒滅菌;浸入95%酒精,后置于酒精火焰上灼燒,冷卻后使用。(5)接種室滅菌接種室紫外燈照射空氣消毒滅菌超凈工作臺紫外燈照射、70%75%的酒精擦洗培養(yǎng)材料的接種(6)外植體滅菌流水沖洗1020min或更長時(shí)間70%75%酒精中浸泡30s0.1%0.2%氯化汞液中浸泡10min左右、在10%的次氯酸鈉、飽和漂白粉浸泡30min左右蒸餾水沖洗45次備用第三章1、植物營養(yǎng)器官:植物器官培養(yǎng)(Organ culture)是指對植物某一器官的全部或部分或器官原基進(jìn)行離體培養(yǎng)的技術(shù)。2、組織培養(yǎng):組織培養(yǎng)(Tissue culture)是指
9、對植物愈傷組織等進(jìn)行離體培養(yǎng)的技術(shù)。3、植物器官和組織培養(yǎng)的基本程序一、無菌外植體的獲得二、初代培養(yǎng)物的建立三、形態(tài)發(fā)生和植株再生四、培養(yǎng)產(chǎn)物的觀察記載五、誘導(dǎo)生根和再生植株移栽4、形態(tài)建成方式不定芽途徑腋芽增殖(側(cè)芽增殖)途徑原球莖途徑胚狀體途徑5、根、莖、葉培養(yǎng)的意義1、根培養(yǎng)意義 研究根系生理代謝的最優(yōu)良試驗(yàn)體系。研究器官分化、形態(tài)建成的良好體系。建立快速生長的根無性系,對藥物生產(chǎn)有重要意義。對根細(xì)胞培養(yǎng)物進(jìn)行誘變處理,可篩選突變體,用于育種實(shí)踐。 2、莖培養(yǎng)意義ü 無性系快速繁殖;ü 培養(yǎng)無病毒苗,品種改良;ü 理論基礎(chǔ)研究。3、葉培養(yǎng)意義研究葉形態(tài)發(fā)生以
10、及光合作用、葉綠素形成、遺傳轉(zhuǎn)化研究。第四章1、植物胚培養(yǎng)(Embryo Culture):指對植物的胚、胚乳、子房和胚珠進(jìn)行離體培養(yǎng),使其發(fā)育成完整植物的技術(shù)。2、胚培養(yǎng)的發(fā)育途徑Ø 按正常胚胎發(fā)育途徑形成植株Ø 脫分化形成愈傷組織Ø 胚“早熟萌發(fā)”3、胚培養(yǎng)的意義1、克服遠(yuǎn)緣雜交不親和性利用“胚胎拯救(Embryo rescue)”技術(shù)獲得遠(yuǎn)緣雜種;2、打破種子休眠,縮短育種周期;3、提高種子萌發(fā)率;特別是對于一些長期營養(yǎng)繁殖植物的種子4、胚乳培養(yǎng)的意義Ø 胚乳培養(yǎng)再生植株證明了全能性理論;Ø 研究胚和胚乳的關(guān)系及胚乳組織的功能;Ø
11、; 獲得三倍體植株,用于育種利用。三倍體植株具有營養(yǎng)體大,無籽等特點(diǎn)。如無籽西瓜、葡萄、香蕉。Ø 胚乳培養(yǎng)也會產(chǎn)生較多的混倍體,影響育種利用。但可用于染色體工程研究。Ø 胚乳細(xì)胞是研究淀粉、蛋白質(zhì)和脂類天然產(chǎn)物代謝途徑的理想系統(tǒng)。5、胚“早熟萌發(fā)”:幼胚在培養(yǎng)基不能長出成熟胚的各種結(jié)構(gòu),越過正常胚胎發(fā)生若干階段,直接長成幼苗。6、離體授粉(pollination in vitro):指將未授粉的胚珠或子房從母體上分離下來,進(jìn)行無菌培養(yǎng),并以一定的方式授以無菌花粉,使之在試管內(nèi)實(shí)現(xiàn)受精的技術(shù)。7、離體授粉的意義可以克服遠(yuǎn)緣雜交中的不親和性,特別是離體子房授粉和離體胚珠授粉,能
12、消除柱頭和花柱所造成的受精前障礙。8、花粉培養(yǎng):是將花粉從花藥中分離出來進(jìn)行離體培養(yǎng)的過程。9、花藥培養(yǎng):把發(fā)育到一定階段的花藥,通過無菌操作技術(shù),接種在人工培養(yǎng)基上,以改變花藥內(nèi)花粉粒的發(fā)育程序,誘導(dǎo)其分化成完整植株的過程。10、花藥培養(yǎng)過程1. 取材:多數(shù)植物以單核靠邊期為宜2. 滅菌及預(yù)處理未開放花蕾,常規(guī)滅菌后直接取出花藥在45條件下冷處理24d,易產(chǎn)生胚狀體。3. 接種盡量不損傷花藥并去除花絲,排除二倍體組織對單倍體植株再生的影響。4. 培養(yǎng)常用MS、B5、Nitsch、White等培養(yǎng)基,38周后形成胚狀體或愈傷。先暗培養(yǎng),再轉(zhuǎn)至2000lx/14h光照下促分化。11、花粉花藥培養(yǎng)
13、的應(yīng)用1、誘導(dǎo)形成單倍體,快速獲得純系,縮短育種周期;常規(guī)育種需4-6年獲得純系,而小孢子培養(yǎng)僅需一年。2、有利于篩選隱性突變體,提高選擇效率;3、有利于隱性基因控制性狀的選擇;4、快速獲得自交系的超雄株。第五章1、單細(xì)胞培養(yǎng)方法1、看護(hù)培養(yǎng)法2、微室培養(yǎng)法3、平板培養(yǎng)法2、細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的意義:3、細(xì)胞培養(yǎng)的應(yīng)用1、植物次生代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)2、突變體選擇3、誘導(dǎo)多變體4、原生質(zhì)體培養(yǎng)意義1、原生質(zhì)體無細(xì)胞壁,有利于細(xì)胞融合、體細(xì)胞雜交。2、原生質(zhì)體容易攝取外來遺傳物質(zhì),可作為理想的受體系統(tǒng)。5、原生質(zhì)體培養(yǎng)方法以及融合方法原生質(zhì)體培養(yǎng)方法:1、 液體淺層培養(yǎng)2、 固體雙層培養(yǎng)3、 固體平板培養(yǎng)4
14、、 瓊脂糖珠培養(yǎng)5、 雙層濾紙植板培養(yǎng)融合法: (1)無機(jī)鹽誘導(dǎo)融合 (2)高pH高鈣離子融合 (3)聚乙二醇融合法(4)電融合技術(shù)6、單倍體植物:細(xì)胞中僅含配子染色體的植物。7、細(xì)胞培養(yǎng):指從體內(nèi)取出組織,分離細(xì)胞,或使用細(xì)胞系,在體外模擬體內(nèi)生理環(huán)境, 在 無菌、適當(dāng)溫度和一定的營養(yǎng)條件下,使之生存和生長,并維持其結(jié)構(gòu)和功能特性。8、超低溫保存:將細(xì)胞等置于液氮中保存,解凍后仍能存活的技術(shù)。9、種質(zhì)保存:指在天然或人工創(chuàng)造的適宜環(huán)境條件下,貯存植物種質(zhì),使其保持生命力與遺傳性的技術(shù)。10、植物離體繁殖:指利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)對外植體進(jìn)行離體培養(yǎng),使其在短期內(nèi)獲得遺傳性一致的大量再生植株的方
15、法。11、原生質(zhì)體:指脫去細(xì)胞壁的、裸露的、有生活力的原生質(zhì)團(tuán)。12、原生質(zhì)體融合:指不同種類的原生質(zhì)體,不經(jīng)過有性階段在人工控制條件下,相互融合成一體,形成雜種細(xì)胞,并進(jìn)一步發(fā)育成雜種植株的技術(shù)。第六章1、植物離體繁殖與傳統(tǒng)營養(yǎng)繁殖的優(yōu)缺點(diǎn)u 繁殖效率高,生長速度快;u 培養(yǎng)條件可控制性強(qiáng);u 占用空間?。籾 管理方便,利于自動化控制;u 便于種質(zhì)交換和保存。2、快繁器官再生類型u 短枝發(fā)生型u 叢生芽發(fā)生型u 不定芽發(fā)生型u 胚狀體發(fā)生型u 原球莖發(fā)生型3、快繁程序以及影響因素程序:a) 無菌(或初代)培養(yǎng)的建立b) 繁殖體增殖c) 芽苗生根d) 小植株的移栽馴化影響因素:u 外植體u 培
16、養(yǎng)基u 培養(yǎng)條件u 繼代培養(yǎng)u 移栽4、商業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)注意的問題污染污染來源:培養(yǎng)基及器具、器皿污染;外植體滅菌不徹底;操作原因;環(huán)境原因等污染控制:滅菌徹底;操作正確;保持操作區(qū)環(huán)境清潔無菌。遺傳穩(wěn)定性影響遺傳穩(wěn)定性因素:基因型;繼代次數(shù);器官發(fā)生方式。降低遺傳變異措施:選用合適的基因型;減少繼代次數(shù);采用合適的器官發(fā)生方式;減少生長調(diào)節(jié)劑的使用濃度。玻璃化:發(fā)生原因:瓊脂和蔗糖濃度偏低;培養(yǎng)溫度偏高;細(xì)胞分裂素濃度偏高;乙烯的影響;光照偏弱;培養(yǎng)基含量偏高等因素。防止措施:提高培養(yǎng)基硬度;降低培養(yǎng)基水勢;提高蔗糖含量;增加培養(yǎng)瓶氣體交換,降低濕度;增加光照,降低溫度等。褐化:培養(yǎng)材料中酚類物
17、質(zhì)被氧化形成。影響因素:植物種類和品種(如木本比草本更易褐化);外植體年齡和取材時(shí)間;外植體損傷程度;光溫因素;培養(yǎng)基成分。第七章1、脫毒機(jī)理以及脫毒方法1、熱處理脫毒法:原理:熱處理能鈍化病毒活性,使病毒增殖減緩或停止,失去侵染能力;同時(shí)加速植物細(xì)胞分裂,使植物細(xì)胞在與病毒繁殖的競爭中取勝。2、微體嫁接離體培養(yǎng)脫毒法: 原理:把極?。ㄐ∮?.2mm)的莖尖 作為接穗接到實(shí)生砧木上(無菌種子培養(yǎng)獲無菌苗,種子實(shí)生苗不帶毒),然后將嫁接后的砧木接 種到新的培養(yǎng)基上培養(yǎng)。3、微莖尖培養(yǎng)脫毒法:原理: 病毒在植物體內(nèi)分布不均勻,越接近頂端分生組 織,病毒濃度越稀。 病毒DNA分子與細(xì)胞分裂蛋白質(zhì)合成
18、競爭,在迅速合成的植物細(xì)胞中正常合成的蛋白質(zhì)占優(yōu)勢。 4、珠心組織培養(yǎng)脫毒法: 原理:病毒通過維管組織傳播,而珠心組織與維管組織無直接聯(lián)系,故可獲得無病毒植株。已用該法去除了柑橘銀屑病、葉脈突出病、柑橘裂皮病、速衰病等病毒5、愈傷組織培養(yǎng)脫毒法:原理:在同一感病的組織內(nèi),存在不感染病毒的 細(xì)胞群落,這些無毒的細(xì)胞通過殖產(chǎn)生無病毒組織。2、常見脫毒植株的檢測方法a) 直接觀察b) 血清鑒定法c) 電鏡鑒定法d) 生物鑒定法e) 分子檢測法第八章1、超低溫保存種質(zhì)資源原理和一般程序原理: 細(xì)胞冰凍結(jié)冰保護(hù)性脫水理論溶液的玻璃化理論程序:1、植物材料(培養(yǎng)物)的選取2、材料的預(yù)處理3、降溫冷凍及超低
19、溫保存4、解凍:分快速解凍、慢速解凍5、再培養(yǎng)6、超低溫保存后細(xì)胞或組織活力檢測2、限制生長保存種質(zhì)資源方式1)高滲保存法2)生長抑制劑保存法3)抑制生長的其他保存法 低壓保存法:降低培養(yǎng)材料周圍氣壓,達(dá)到抑制生長的目的,分為低氣壓與低氧壓兩種,保存原理相似。 饑餓法:從培養(yǎng)基中減去12種營養(yǎng)元素,使植株缺乏相關(guān)營養(yǎng)而處于最小生長量 干燥保存法:減少培養(yǎng)材料的含水量 礦物油覆蓋法:使培養(yǎng)材料與空氣隔絕,延緩生長 低光照培養(yǎng):適當(dāng)減弱光照強(qiáng)度,縮短光照時(shí)間,進(jìn)而減緩試管苗生長PPT思考題合集1、植物細(xì)胞全能性:指任何具有完整的細(xì)胞核的植物細(xì)胞都擁有形成一個(gè)完整植株所必須的全部遺傳信息和發(fā)育成完整
20、植株的能力。2、細(xì)胞分化:指導(dǎo)致細(xì)胞形成不同結(jié)構(gòu),引起功能或潛在的發(fā)育方式改變的過程。3、脫分化:指離體條件下生長的細(xì)胞、組織或器官逐漸失去原來的結(jié)構(gòu)和功能而恢復(fù)分生狀態(tài),形成無組織結(jié)構(gòu)細(xì)胞團(tuán)或愈傷組織的過程。4、再分化:指脫分化的細(xì)胞重新恢復(fù)分化能力,形成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞、組織、器官甚至植株的過程。5、植物離體培養(yǎng)中再生植株有哪些途徑?根、莖或芽器官的發(fā)生可使植株重建。先誘導(dǎo)分化出芽,后形成根較好。(還有先根后芽,先愈傷再根芽)離體培養(yǎng)中再生植株的主要途徑有:器官發(fā)生;器官型(直接由外植體的細(xì)胞形成器官原基),器官發(fā)生型(外植體先形成愈傷組織,再產(chǎn)生器官原基)胚胎發(fā)生(與合子胚的發(fā)生
21、過程類似,體細(xì)胞胚在形態(tài)和生化水平上和合子胚都相似)6、愈傷組織是如何形成與生長的?在細(xì)胞脫分化過程中,大多數(shù)情況下形成愈傷組織。愈傷組織的細(xì)胞往往是異質(zhì)性的,無明顯極性,其形成過程可分為誘導(dǎo)期、分裂期和分化期。誘導(dǎo)期(起動期):是細(xì)胞準(zhǔn)備分裂的時(shí)期。細(xì)胞大小幾不變,內(nèi)部發(fā)生生理生化變化,迅速合成蛋白質(zhì)和核酸。分裂期:外層細(xì)胞分裂,中間細(xì)胞常不分裂,形成小芯。細(xì)胞分裂快,結(jié)構(gòu)疏松,缺少結(jié)構(gòu),淺而透明。在原培養(yǎng)基上,細(xì)胞必分化,及時(shí)轉(zhuǎn)移,其可無限制地進(jìn)行細(xì)胞分裂,維持不分化狀態(tài)。分化期:細(xì)胞在形態(tài)和生理功能上的分化,出現(xiàn)形態(tài)和功能各異的細(xì)胞。生長:誘導(dǎo)期后,外植體外層細(xì)胞分裂,在組織受傷表面形成
22、一層愈傷組織,細(xì)胞數(shù)目迅速增多,表層細(xì)胞平均重量下降,體積變??;降低溫度,可以使細(xì)胞生長速度減慢,平均大小可增加。質(zhì)地類型:松脆和致密兩種。高濃度生長素,可使Callus變得松脆;高濃度細(xì)胞分裂素,則可使致密。生理生化變化:次生物質(zhì)合成能力變化,對激素的需求變化等。7、植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生有哪些途徑?直接途徑:指從外植體某些部位的胚性細(xì)胞直接誘導(dǎo)分化出體細(xì)胞胚胎,如子葉、花序、珠心等外植體。間接途徑: 外植體先脫分化形成愈傷組織,再由愈傷組織的某些細(xì)胞重新“決定”為胚性細(xì)胞,進(jìn)而分化出體細(xì)胞胚胎。多數(shù)體細(xì)胞胚胎通過該途徑形成的。 通常包括2個(gè)階段:(1)胚胎發(fā)生叢(Embryogenic clu
23、mp)EC是由液泡小、細(xì)胞質(zhì)濃的小細(xì)胞構(gòu)成。(2)胚狀體的發(fā)育。將EC轉(zhuǎn)入降低或除去生長素、降低還原氮的培養(yǎng)基上培養(yǎng)即可。8、影響植物離體形態(tài)發(fā)生的因素有哪些?一、植物種類和基因型1、植物種類不同難易程度不同;被子植物比裸子植物容易。2、同一物種不同基因型間存在較大差別。二、培養(yǎng)材料的生理狀態(tài)1、發(fā)育年齡:一般幼態(tài)比老態(tài)組織形態(tài)發(fā)生能力高;2、培養(yǎng)器官或組織類型:細(xì)胞分裂旺盛的器官較好;3、培養(yǎng)時(shí)間和細(xì)胞倍性:一般取處于旺盛生長期的愈傷來誘導(dǎo)器官形成。三、培養(yǎng)基1、營養(yǎng)成分一般認(rèn)為,培養(yǎng)基中的銨態(tài)氮和K+有利于胚狀體形成,提高無機(jī)磷的含量可促進(jìn)器官發(fā)生。莖尖培養(yǎng)和芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基主要是MS及其修改
24、的培養(yǎng)和B5培養(yǎng)基。莖尖培養(yǎng)的起始培養(yǎng)基和芽增殖的培養(yǎng)基往往是不同。碳水化合物種類及濃度對胚狀體發(fā)育有重要作用。缺糖或低糖無法形成胚狀體。2、植物激素及生長調(diào)節(jié)劑(起主導(dǎo)作用,通過影響內(nèi)源激素的平衡起作用)(1)生長素:促進(jìn)外植體生長、生根,并與細(xì)胞分裂素共同誘導(dǎo)不定芽分化及側(cè)芽萌發(fā)與生長。2,4 D誘導(dǎo)體細(xì)胞胚胎發(fā)生。(2)細(xì)胞分裂素:促進(jìn)分化和芽形成,抑制根發(fā)育及衰老。(3)赤霉素:GA3促進(jìn)莖的伸長,打破休眠,對芽的誘導(dǎo)和形成有促進(jìn)作用。 (4)乙烯:對芽的誘導(dǎo)和形成有促進(jìn)或抑制作用(5)脫落酸:對體胚的發(fā)生及成熟很重要,可增加胚性愈傷組織的形成和體胚發(fā)生。3、培養(yǎng)基的性質(zhì)(1)愈傷組織
25、誘導(dǎo):在固體培養(yǎng)基上(胡蘿卜、石刁柏)(2)細(xì)胞和胚狀體的誘導(dǎo):在液體培養(yǎng)基上。(3)誘導(dǎo)胚狀體或早期胚狀體培養(yǎng):滲透壓,要求高四、培養(yǎng)條件1、光照培養(yǎng)條件下,光照的作用是影響細(xì)胞的狀態(tài),而不是光合作用。連續(xù)光照有利于培養(yǎng)細(xì)胞維管組織的形成。晝夜光照有利于極性的建立及形態(tài)發(fā)生。光強(qiáng)一般要求1000-5000lx。植物間有所差別。光照周期為1016h/日。不同波長光質(zhì)作用不同,藍(lán)光有利于芽的分化,紅光有利于根系發(fā)生。2、溫度:大多數(shù)培養(yǎng)溫度為25±2. 花藥培養(yǎng)低溫或高溫預(yù)備處理。3、氣體:氧氣、二氧化碳以及乙烯等氣體的濃度和通氣狀況。9、常用的滅菌方法有哪幾種?物理方法:物理滅菌干熱
26、、濕熱、射線處理、物理除菌、過濾、離心、沉淀等?;瘜W(xué)方法:消毒劑、抗菌素滅菌。10、接種材料如何進(jìn)行消毒處理?第一,把材料切割成適當(dāng)大小,即滅菌容器能放人為宜。置自來水龍頭下流水沖洗幾分鐘至數(shù)小時(shí),洗時(shí)可加入洗衣粉清洗。第二,要在超凈臺用70%-75%酒精浸10-30s。第三,用滅菌劑0.1%升汞處理5-10 min。升汞是由重金屬汞離子來達(dá)到滅菌的;第四,用無菌水涮洗4-6次,每次不少于3min,以盡量去除殘毒。11、組織培養(yǎng)中如何盡量避免出現(xiàn)污染?1、把組培中所用到的器具洗干凈和徹底消毒2、不用過期的母液作為培養(yǎng)基3、要對培養(yǎng)基進(jìn)行濕熱滅菌處理4、接種室要配備空氣過濾器或者安裝紫外燈5、培
27、養(yǎng)室要進(jìn)行定期的消毒12、離體莖尖經(jīng)培養(yǎng)后將會出現(xiàn)怎樣的培養(yǎng)反應(yīng)生長太慢、生長過旺,愈傷增多、生長正常13、植物器官和組織培養(yǎng)的基本程序是什么?如何獲得無菌培養(yǎng)材料?一、無菌外植體的獲得二、初代培養(yǎng)物的建立三、形態(tài)發(fā)生和植株再生四、培養(yǎng)產(chǎn)物的觀察記載,清洗外植體,利用滅菌劑對外植體滅菌,無菌水沖洗3到5次。14、為什么幼胚培養(yǎng)比成熟胚培養(yǎng)要求的培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件更為嚴(yán)格?由于成熟胚生長不依賴胚乳的貯藏營養(yǎng),只要提供合適的生長條件及打破休眠,它就可以在比較簡單的培養(yǎng)基上萌發(fā)生長,形成幼苗。幼胚對營養(yǎng)物質(zhì)的需求較成熟胚復(fù)雜,以保證離體幼胚能沿著胚胎發(fā)生的途徑發(fā)育。15、比較胚培養(yǎng)、胚珠培養(yǎng)和子房培養(yǎng)
28、的異同。(1)胚珠培養(yǎng)在人工控制的條件下,對胚珠進(jìn)行離體培養(yǎng)使其生長發(fā)育形成幼苗的技術(shù)。由于幼胚分離難度大,而胚珠分離則相對容易,在幼胚培養(yǎng)時(shí)常采用胚珠培養(yǎng)。分為兩種類型:受精胚珠培養(yǎng)與未受精胚珠培養(yǎng)防止雜種胚早期敗育,獲得雜種植株;受精前胚珠培養(yǎng),可作為試管受精的基礎(chǔ);未受精胚珠培養(yǎng),能培養(yǎng)獲得單倍體植株,用于單倍體育種。(2)較胚培養(yǎng)分為成熟胚培養(yǎng)和幼胚培養(yǎng)兩種其中成熟胚為子葉期以后的胚,其在簡單的培養(yǎng)基上即可萌發(fā)生長。對營養(yǎng)條件要求不嚴(yán)格。對發(fā)育早期的胚進(jìn)行培養(yǎng)。培養(yǎng)技術(shù)和條件要求較高。其作用為克服遠(yuǎn)緣雜交不親和性,打破種子休眠,縮短育種周期,提高種子萌發(fā)率(3)子房培養(yǎng)包括授粉子房和未
29、授粉子房培養(yǎng)授粉子房培養(yǎng)形成成熟果實(shí)和種子未授粉子房培養(yǎng)形成小的無籽果實(shí)。其作用為獲得雜種植株;未授精子房培養(yǎng)為試管受精提供技術(shù)基礎(chǔ);未受精子房培養(yǎng)能獲得獲得單倍體植株,用于單倍體育種。16、胚胎培養(yǎng)在育種工作中有哪些應(yīng)用?1、克服遠(yuǎn)緣雜交不親和性;如利用“胚胎拯救(Embryo rescue)”技術(shù)獲得遠(yuǎn)緣雜種。2、打破種子休眠,縮短育種周期3、提高種子萌發(fā)率;特別是對于一些長期營養(yǎng)繁殖的植物種子。17、離體授粉的意義主要表現(xiàn)在哪些方面?可以克服遠(yuǎn)緣雜交中的不親和性,特別是離體子房授粉和離體胚珠授粉,能消除柱頭和花柱所造成的受精前障礙。18、花藥培養(yǎng)的意義縮短了育種周期,為新品種的選育開辟了
30、新途徑。19、花藥培養(yǎng)方法。平板培養(yǎng);液體培養(yǎng);雙層培養(yǎng);看護(hù)培養(yǎng);微室培養(yǎng);條件培養(yǎng)基培養(yǎng)。20、簡述單倍體育種的用途。(一)遺傳應(yīng)用數(shù)量遺傳研究,創(chuàng)制非整倍體材料,突變體篩選,遺傳轉(zhuǎn)化。(二)育種學(xué)應(yīng)用1. 縮短育種年限:單倍體加倍形成純合二倍體; 2. 提高選擇效率:加倍后純合二倍體其等位基因相同,沒有顯隱性基因相互遮蓋;3. 獲得純雄株等特殊育種材料;4. 選育自交系。21、細(xì)胞培養(yǎng)方法有哪些?其特點(diǎn)是什么?方法:看護(hù)培養(yǎng);微室培養(yǎng);平板培養(yǎng)(1)看護(hù)培養(yǎng)法是指用一塊活躍生長的愈傷組織塊來看護(hù)單個(gè)細(xì)胞,并使其生長和增殖的方法。特點(diǎn):簡便易行。效果好,易于成功。不能在顯微鏡下直接觀察細(xì)胞
31、生長過程。(2)微室培養(yǎng):即將細(xì)胞培養(yǎng)在很少量的培養(yǎng)基中。特點(diǎn):在培養(yǎng)過程中可連續(xù)進(jìn)行顯微觀察,將一個(gè)細(xì)胞的生長、分裂和形成細(xì)胞團(tuán)的全部過程記錄下來。(3)平板培養(yǎng)法是把單細(xì)胞懸浮液與融化的瓊脂培養(yǎng)基均勻混合,平鋪一薄層在培養(yǎng)基底上的培養(yǎng)方法。特點(diǎn):可以定點(diǎn)觀察;分離單細(xì)胞系比液體淺層培養(yǎng)容易;培養(yǎng)細(xì)胞氣體交換不暢。22、如何測定培養(yǎng)細(xì)胞的活力?1、TTC法2、熒光素二乙酸法(FDA法)3、伊凡藍(lán)染色法23、FDA測活力的原理是什么?v FDA本身不具有極性,不能發(fā)出熒光,可以自由出入細(xì)胞膜。v 在活細(xì)胞中,F(xiàn)DA被酯酶裂解,釋放出有極性的熒光素。v 熒光素不能自由穿越質(zhì)膜,在活細(xì)胞中積累。v
32、 熒光素在死細(xì)胞中不能積累。v 在UV照射下,活細(xì)胞中的熒光素發(fā)出綠色熒光24、如何獲得同步化培養(yǎng)細(xì)胞?體積選擇法:通過細(xì)胞體積大小分級,直接將處于相同周期的細(xì)胞進(jìn)行分選,然后將同一狀態(tài)的細(xì)胞繼代培養(yǎng)于同一培養(yǎng)體系中。饑餓法:在一個(gè)培養(yǎng)體系中,如果細(xì)胞生長的基本成分喪失,則導(dǎo)致細(xì)胞因饑餓而分裂受阻,從而停留在某一分裂時(shí)期。抑制法:通過一些DNA合成抑制劑處理細(xì)胞,使細(xì)胞滯留在DNA合成前期,當(dāng)解除抑制后,即可獲得處于同一細(xì)胞周期G1期的同步化細(xì)胞。低溫法:冷處理也可提高培養(yǎng)體系中細(xì)胞同步化程度。25、影響細(xì)胞培養(yǎng)因素?1、培養(yǎng)基成分: N6,MS,B5適合單子葉植物細(xì)胞培養(yǎng),MS,B5,LS,
33、SL適合雙子葉植物細(xì)胞培養(yǎng)。條件培養(yǎng)基適合單細(xì)胞和低密度細(xì)胞培養(yǎng)。需要硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、無機(jī)磷濃度更高。2、細(xì)胞密度:培養(yǎng)基的成分和起始細(xì)胞密度對單細(xì)胞培養(yǎng)成敗有影響。起始密度:細(xì)胞培養(yǎng)最低的有效密度,即能使細(xì)胞分裂、增殖的最低接種量,低于這個(gè)密度細(xì)胞不能分裂,甚至很快解體死亡。3、植物生長調(diào)節(jié)劑:細(xì)胞懸浮培養(yǎng)時(shí),常表現(xiàn)一種自然的聚集現(xiàn)象,加入2,4-D,少量水解酶或酵母提取液,能增加細(xì)胞分散度。4、PH和CO2濃度加入EDTA使鐵和其他金屬離子長期處于可利用狀態(tài)。在懸浮培養(yǎng)時(shí),PH變動相當(dāng)大。硝態(tài)氮和銨態(tài)氮之間進(jìn)行調(diào)整可作為穩(wěn)定PH的一種方法。二氧化碳對細(xì)胞培養(yǎng)無太大影響,但在低密度細(xì)胞培養(yǎng)中
34、,二氧化碳對于誘導(dǎo)細(xì)胞分裂可能有重要作用。26. 細(xì)胞懸浮培養(yǎng)使離體的植物細(xì)胞懸浮在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行的無菌培養(yǎng)。27、成批培養(yǎng)指把細(xì)胞分散在一定容積的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng),當(dāng)培養(yǎng)物增殖到一定量時(shí),轉(zhuǎn)接繼代,建立起單細(xì)胞培養(yǎng)物。它是進(jìn)行細(xì)胞生長和細(xì)胞分裂的生理生化研究常用的培養(yǎng)方法。28、連續(xù)培養(yǎng)利用特制的培養(yǎng)容器進(jìn)行大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)的一種方式。在培養(yǎng)過程中,以不斷抽取懸浮培養(yǎng)物并注入等量新鮮培養(yǎng)基,使培養(yǎng)物不斷得到養(yǎng)分補(bǔ)充,保持其恒定體積的培養(yǎng)。27、說明原生質(zhì)體分離中機(jī)械分離法和酶分離法的特點(diǎn)。機(jī)械分離法:排除酶對原生質(zhì)體結(jié)構(gòu)和代謝活性的影響。方法繁瑣;原生質(zhì)體產(chǎn)量低;高度質(zhì)壁分離,損害細(xì)胞。酶分離法:條件溫和、原生質(zhì)體完整性好、活力高、得率高。28、原生質(zhì)體純化方法有哪些?原生質(zhì)體活力的測定方法有哪些?純化方法:(1)過濾離心法:采用40-100um網(wǎng)篩過濾收集細(xì)胞,低速離心收集沉淀,重復(fù)3-4次,可得到原生質(zhì)體。 (2)漂浮法:原生質(zhì)體比重小,在一定滲透溶液(如25%蔗糖溶液)中漂浮,吸管收集。(3)界面法活力測定:(1)形態(tài)識別:形態(tài)完整,細(xì)胞質(zhì)飽滿,顏色新鮮即為存活原生質(zhì)體。(2)染色識別:用0.1%酚番紅或Evans藍(lán)進(jìn)行染色。活力細(xì)胞不被染色,死細(xì)胞被染色。29、簡述原生質(zhì)體培養(yǎng)方法及特點(diǎn)。固體平板培養(yǎng)法;液體淺層培養(yǎng)法;固液雙層培養(yǎng)法;瓊脂糖珠培養(yǎng);雙層濾紙植板培養(yǎng)。3
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