植物組織培養(yǎng)學 - 云南農業(yè)大學 教務處

1、園藝植物組織培養(yǎng)園藝植物組織培養(yǎng)Horticultural plant in vitro cultureHorticultural plant in vitro culture 主講教師介紹主講教師介紹任課教師任課教師：王仕玉副教授王仕玉副教授主講課程：主講課程：園藝植物組織培養(yǎng)，園藝研究法，果樹生理學，園藝植物組織培養(yǎng)，園藝研究法，果樹生理學，園藝專業(yè)英語，果樹種質資源學園藝專業(yè)英語，果樹種質資源學聯(lián)系電話：聯(lián)系電話：0871-52277240871-5227724（O O），），0871-52286180871-5228618（H H）移動電話：移動電話：13354925645133549

2、25645EmailEmail：wsy wsy ； wsygfg wsygfg 通訊地址：通訊地址：云南農業(yè)大學園林園藝學院園藝系云南農業(yè)大學園林園藝學院園藝系課程簡介課程簡介學時：學時：4040 學分：學分：2.52.5授課形式：授課形式：理論講授2020學時，實驗操作20學時。授課時間：授課時間：理論講授1-81-8周(2-4-4月)周二第2講，雙周四第5,6,6講；實驗時間在周末或其它課余時間。成績評定：成績評定：平時成績占10%10%，期末筆試成績占70%70%，實驗成績占20%20%。主要參考教材：主要參考教材：1 1王清連王清連. . 植物組織培養(yǎng)，中國農業(yè)出版社，植物組織培養(yǎng)，中

3、國農業(yè)出版社，200220022 2陳振光園藝植物離體培養(yǎng)學，中國農業(yè)出版社，陳振光園藝植物離體培養(yǎng)學，中國農業(yè)出版社，199619963 3王蒂植物組織培養(yǎng)，中國農業(yè)出版社，王蒂植物組織培養(yǎng)，中國農業(yè)出版社，200420044. 4. 王蒂王蒂. . 植物組織培養(yǎng)實驗指導植物組織培養(yǎng)實驗指導. . 中國農業(yè)出版社中國農業(yè)出版社. .5 5劉慶昌，吳國劉慶昌，吳國良植物細胞組織培養(yǎng)，中國農業(yè)大學出版社，20032003云南農業(yè)大學教材科云南農業(yè)大學教材科尤瑞麟尤瑞麟. 植物學實驗技術教程植物學實驗技術教程組織培養(yǎng)、細胞化學和染色體技術組織培養(yǎng)、細胞化學和染色體技術. 北京大學出版社北京大學出版

4、社鞏振輝鞏振輝. 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng). 化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社李勝李勝. 植物組織培養(yǎng)原理與技術植物組織培養(yǎng)原理與技術. 化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社錢子剛錢子剛. 藥用植物組織培養(yǎng)藥用植物組織培養(yǎng). 中國中醫(yī)藥出版社中國中醫(yī)藥出版社何松林、李青何松林、李青. 觀賞植物組織培養(yǎng)觀賞植物組織培養(yǎng). 中國林業(yè)出版社中國林業(yè)出版社.沈海龍沈海龍. 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng). 中國林業(yè)出版社中國林業(yè)出版社劉慶昌劉慶昌. 植物細胞組織培養(yǎng)植物細胞組織培養(yǎng). 中國農業(yè)大學出版社中國農業(yè)大學出版社李浚明李浚明. 植物組織培養(yǎng)教程（第植物組織培養(yǎng)教程（第3版）版）. 中國農業(yè)大學出版社中國農業(yè)大學

5、出版社胡繁榮胡繁榮. 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng). 中國農業(yè)出版社中國農業(yè)出版社曹春英曹春英. 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng). 中國農業(yè)出版社中國農業(yè)出版社王振龍王振龍. 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng). 中國農業(yè)大學出版社中國農業(yè)大學出版社彭星元彭星元. 植物組織培養(yǎng)技術植物組織培養(yǎng)技術. 高等教育出版社高等教育出版社李永文、劉新波李永文、劉新波. 植物組織培養(yǎng)技術植物組織培養(yǎng)技術. 北京大學出版社北京大學出版社陳世昌陳世昌. 植物組織培養(yǎng)（贈送電子教案）植物組織培養(yǎng)（贈送電子教案）. 重慶大學出版社重慶大學出版社吳殿星吳殿星. 植物組織培養(yǎng)（第二版）植物組織培養(yǎng)（第二版）. 上海交通大學出版社上海交通

6、大學出版社劉振祥劉振祥. 植物組織培養(yǎng)技術植物組織培養(yǎng)技術. 化學工業(yè)出版社化學工業(yè)出版社王水琦王水琦. 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng). 中國輕工業(yè)出版社中國輕工業(yè)出版社講授的主要內容包括：講授的主要內容包括：（1 1）園藝植物組織培養(yǎng)的概念、類別和發(fā)展簡史；）園藝植物組織培養(yǎng)的概念、類別和發(fā)展簡史；（2 2）植物組織培養(yǎng)的理論基礎；）植物組織培養(yǎng)的理論基礎；（3 3）植物組織培養(yǎng)實驗室及基本操作技術；）植物組織培養(yǎng)實驗室及基本操作技術；（4 4）植物器官和組織離體培養(yǎng)快繁技術）植物器官和組織離體培養(yǎng)快繁技術; ;（5 5）植物胚離體培養(yǎng)技術；）植物胚離體培養(yǎng)技術；（6 6）植物花粉花藥離體培養(yǎng)技

7、術）植物花粉花藥離體培養(yǎng)技術（7 7）植物細胞和原生質體培養(yǎng)及體細胞雜交技術）植物細胞和原生質體培養(yǎng)及體細胞雜交技術; ; （8 8）植物種質離體保存技術；）植物種質離體保存技術；（9 9）離體培育無病毒苗。）離體培育無病毒苗。緒緒 論論一園藝植物組織培養(yǎng)的基本概念一園藝植物組織培養(yǎng)的基本概念1 1園藝（園藝（HorticultureHorticulture）：是指果樹、蔬菜、花卉及觀賞樹木的繁育與栽：是指果樹、蔬菜、花卉及觀賞樹木的繁育與栽培技術。培技術。 園藝一詞的英文園藝一詞的英文HorticultureHorticulture起源于拉丁文起源于拉丁文 HortusHortus（庭園）和

8、（庭園）和CulturaCultura栽培兩詞，故園藝也被稱為庭園栽培。栽培兩詞，故園藝也被稱為庭園栽培。2 2園藝植物（園藝植物（Horticultural PlantsHorticultural Plants）：果樹、蔬菜、花卉及觀賞樹木等。：果樹、蔬菜、花卉及觀賞樹木等。廣義上包括藥用和香料植物。廣義上包括藥用和香料植物。 3 3植物離體培養(yǎng)（植物離體培養(yǎng)（plant culture in vitroplant culture in vitro）：在無菌和人工控制環(huán)境條：在無菌和人工控制環(huán)境條件下，利用適當?shù)呐囵B(yǎng)基，對植物離體器官、組織、細胞及原生質體進行件下，利用適當?shù)呐囵B(yǎng)基，對植物離

9、體器官、組織、細胞及原生質體進行培養(yǎng)，使其再生細胞、器官、完整植株或生產有用生物代謝產物的過程。培養(yǎng)，使其再生細胞、器官、完整植株或生產有用生物代謝產物的過程。4 4園藝植物組織培養(yǎng)學（園藝植物組織培養(yǎng)學（Horticultural plant in vitro cultureHorticultural plant in vitro culture）：是：是研究果樹、蔬菜和花卉等園藝植物離體培養(yǎng)的原理、方法技術和應用的一研究果樹、蔬菜和花卉等園藝植物離體培養(yǎng)的原理、方法技術和應用的一門技術學科。門技術學科。5 5外植體外植體(explant(explant) )：是指離體培養(yǎng)中由活植物體上切取

10、下來以進行無菌培：是指離體培養(yǎng)中由活植物體上切取下來以進行無菌培養(yǎng)的各種植物體結構材料就叫做外植體。養(yǎng)的各種植物體結構材料就叫做外植體。如植物體的各個器官、組織、細胞和原生質體等。1 1按外植體的類型即所培養(yǎng)植物材料的不同可分為：按外植體的類型即所培養(yǎng)植物材料的不同可分為：1 1）胚胎培養(yǎng)（）胚胎培養(yǎng)（embryo cultureembryo culture）：指以子房或胚珠中的成熟或未成熟胚：指以子房或胚珠中的成熟或未成熟胚或胚乳為目標外植體的離體無菌培養(yǎng)?；蚺呷闉槟繕送庵搀w的離體無菌培養(yǎng)。包括原胚（包括原胚（proembryoproembryo）、幼胚）、幼胚（immature embry

11、oimmature embryo）、成熟胚（）、成熟胚（mature embryomature embryo）、胚珠（）、胚珠（ovuleovule）、子）、子房（房（ovaryovary）、胚乳（）、胚乳（endospermendosperm）培養(yǎng)及試管受精。可用于：）培養(yǎng)及試管受精?？捎糜冢貉芯颗咛グl(fā)生以及影響胚生長的因素，是研究生殖生理的有用方法；研究胚胎發(fā)生以及影響胚生長的因素，是研究生殖生理的有用方法；creating wide hybrids (creating wide hybrids (interspecific/intergenericinterspecific/interg

12、eneric) )：用試管受精用試管受精或幼胚培養(yǎng)可獲得種間或屬間遠緣雜種；或幼胚培養(yǎng)可獲得種間或屬間遠緣雜種；胚乳培養(yǎng)是研究胚乳的功能、胚乳與胚的關系，以及獲得三倍體植株的胚乳培養(yǎng)是研究胚乳的功能、胚乳與胚的關系，以及獲得三倍體植株的一個手段。一個手段。 shortening breeding cycles：提早休眠胚的萌發(fā)。提早休眠胚的萌發(fā)。haploid production via chromosome elimination：未授粉子房與胚珠培未授粉子房與胚珠培養(yǎng)，孤雌生殖。養(yǎng)，孤雌生殖。 二植物組織培養(yǎng)的分類二植物組織培養(yǎng)的分類 原胚期：原胚期：從受精卵從受精卵（a a）和原）和原

13、胚開始，直胚開始，直到心形期到心形期（a-ia-i）以）以前稱為原胚前稱為原胚期期心形期心形期（j j）成熟期成熟期（n n） ：一：一個具有子葉、個具有子葉、胚芽、胚軸、胚芽、胚軸、胚根的胚。胚根的胚。受受精精卵卵四四分分體體八八分分體體球球形形胚胚2 2）器官培養(yǎng)（）器官培養(yǎng)（organ cultureorgan culture）：指以植物的根、莖、葉、：指以植物的根、莖、葉、花器官及其原基的離體無菌培養(yǎng)。花器官及其原基的離體無菌培養(yǎng)。如根尖和根切段、莖尖、如根尖和根切段、莖尖、莖節(jié)和莖切段、葉原基、葉片、葉柄、葉鞘、子葉、花瓣、莖節(jié)和莖切段、葉原基、葉片、葉柄、葉鞘、子葉、花瓣、花絲、子

14、房的花柱和柱頭、幼果的果肉等的離體無菌培養(yǎng)?；ńz、子房的花柱和柱頭、幼果的果肉等的離體無菌培養(yǎng)。其中微莖尖培養(yǎng)具有快速繁殖和去除病毒的優(yōu)點。其中微莖尖培養(yǎng)具有快速繁殖和去除病毒的優(yōu)點。植物莖的結構植物莖的結構3 3）組織培養(yǎng)）組織培養(yǎng)(tissue (tissue culture)culture)：指以分離出植物：指以分離出植物各部位的組織或已誘導的愈各部位的組織或已誘導的愈傷組織等為外植體的離體無傷組織等為外植體的離體無菌培養(yǎng)。菌培養(yǎng)。植物各部位的組織植物各部位的組織包括包括：表皮組織表皮組織（epidermis）皮層組織皮層組織（cortex）薄壁組織（薄壁組織（parenchymapar

15、enchyma）形成層組織（形成層組織（cambiumcambium）木質部（木質部（xylem xylem ）韌皮部（韌皮部（phloemphloem）髓部（髓部（medullamedulla）分生組織（分生組織（meristemmeristem）植物組織培養(yǎng)的英文為“ mericlone ”, 是 meri ( meristem =分裂組織)+ clone (營養(yǎng)繁殖系) 的合成語，即狹義概念。 4 4）細胞培養(yǎng)細胞培養(yǎng)(cell culture)(cell culture)：指體細胞以單個游離細胞、多細胞和細：指體細胞以單個游離細胞、多細胞和細胞的遺傳轉化體為外植體的離體無菌培養(yǎng)。胞的遺

16、傳轉化體為外植體的離體無菌培養(yǎng)。單細胞培養(yǎng)：單細胞培養(yǎng)：也稱細胞克?。ㄒ卜Q細胞克隆（cell clonecell clone）技術，它培養(yǎng)單離的細胞，）技術，它培養(yǎng)單離的細胞，可誘導再分化，用于取得單細胞無性系，進行突變體的選育?？烧T導再分化，用于取得單細胞無性系，進行突變體的選育?？刹捎每纯刹捎每醋o培養(yǎng)法、微室培養(yǎng)法和平板培養(yǎng)法進行。護培養(yǎng)法、微室培養(yǎng)法和平板培養(yǎng)法進行。多細胞培養(yǎng)：多細胞培養(yǎng)：指保持較好分散性的很小細胞團的液體或固相化細胞培指保持較好分散性的很小細胞團的液體或固相化細胞培養(yǎng)。養(yǎng)。工業(yè)化植物細胞培養(yǎng)系統(tǒng)主要有懸浮細胞培養(yǎng)系統(tǒng)和固定化細胞培工業(yè)化植物細胞培養(yǎng)系統(tǒng)主要有懸浮細胞培

17、養(yǎng)系統(tǒng)和固定化細胞培養(yǎng)系統(tǒng)兩大類。養(yǎng)系統(tǒng)兩大類。多種生物發(fā)生器多種生物發(fā)生器(bioreactor)(bioreactor)用于批量培養(yǎng)增殖細胞。用于批量培養(yǎng)增殖細胞。 A A液體懸浮培養(yǎng)液體懸浮培養(yǎng)(suspension culture)(suspension culture) ：細胞處于懸浮、可動狀態(tài)。：細胞處于懸浮、可動狀態(tài)。又可分為成批培養(yǎng)、連續(xù)培養(yǎng)（工業(yè)化封閉式連續(xù)培養(yǎng)和開放式連續(xù)培又可分為成批培養(yǎng)、連續(xù)培養(yǎng)（工業(yè)化封閉式連續(xù)培養(yǎng)和開放式連續(xù)培養(yǎng)）、半連續(xù)培養(yǎng)。養(yǎng)）、半連續(xù)培養(yǎng)。連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)（Continuous Culture）：）：用一定容積的但非密閉的反應器用一定容積的但非

18、密閉的反應器進行的，在培養(yǎng)過程中不斷注入新鮮培養(yǎng)基，而使其營養(yǎng)物質連續(xù)得到進行的，在培養(yǎng)過程中不斷注入新鮮培養(yǎng)基，而使其營養(yǎng)物質連續(xù)得到補充，細胞的生長和增殖連續(xù)進行。補充，細胞的生長和增殖連續(xù)進行。 封閉式連續(xù)培養(yǎng)封閉式連續(xù)培養(yǎng)（Closed continues Closed continues cultureculture）：同時對排出：同時對排出液中的細胞用機械方法液中的細胞用機械方法收集起來后，又放入原收集起來后，又放入原培養(yǎng)器，培養(yǎng)器中的細培養(yǎng)器，培養(yǎng)器中的細胞數(shù)量不斷增加。胞數(shù)量不斷增加。開放式連續(xù)培養(yǎng)（開放式連續(xù)培養(yǎng)（Open Open Continuous CultureCon

19、tinuous Culture）：培養(yǎng)細胞隨同培養(yǎng)液一培養(yǎng)細胞隨同培養(yǎng)液一起流出后不再放回原培起流出后不再放回原培養(yǎng)器。養(yǎng)器。 恒化培養(yǎng)恒化培養(yǎng)（ChemostaticChemostatic CultureCulture）：新鮮培：新鮮培養(yǎng)基的某一種營養(yǎng)液養(yǎng)基的某一種營養(yǎng)液或成份被調節(jié)成限制或成份被調節(jié)成限制因子的濃度，并以恒因子的濃度，并以恒定速率輸入而建立一定速率輸入而建立一個恒定狀態(tài)。常取的個恒定狀態(tài)。常取的限制因子有限制因子有NONO3 3- -、磷、磷酸鹽、葡萄糖、尿素。酸鹽、葡萄糖、尿素。恒濁培養(yǎng)恒濁培養(yǎng)（TurbidostaticTurbidostatic CultureCult

20、ure）：用比濁：用比濁計來定量測定培養(yǎng)液計來定量測定培養(yǎng)液中的細胞混濁度，通中的細胞混濁度，通過控制培養(yǎng)液的流入過控制培養(yǎng)液的流入量使懸浮液濁度恒定量使懸浮液濁度恒定的細胞培養(yǎng)方法。的細胞培養(yǎng)方法。成批培養(yǎng)（成批培養(yǎng)（Batch Culture）：把細胞接種到與外界隔絕的只）：把細胞接種到與外界隔絕的只允許氣體和揮發(fā)性的代謝物質交換的、營養(yǎng)液體積保持不變的允許氣體和揮發(fā)性的代謝物質交換的、營養(yǎng)液體積保持不變的密閉系統(tǒng)中培養(yǎng)。密閉系統(tǒng)中培養(yǎng)。小型細胞培養(yǎng)生物反應器小型細胞培養(yǎng)生物反應器(250ml(250ml，500ml500ml，1L1L，3L)3L)數(shù)字控制數(shù)字控制系統(tǒng)系統(tǒng)Control

21、Control Tower Tower 支支持單元持單元磁力攪拌器和加熱墊磁力攪拌器和加熱墊磁力攪拌培養(yǎng)和轉瓶培養(yǎng)裝置磁力攪拌培養(yǎng)和轉瓶培養(yǎng)裝置細胞轉瓶培養(yǎng)器細胞轉瓶培養(yǎng)器固定細胞培養(yǎng)固定細胞培養(yǎng)(immobilized cells Culture)(immobilized cells Culture)：細胞固定：細胞固定在一種隋性基質如瓊脂、藻酸鹽、聚丙烯酰胺、纖維或膜上面在一種隋性基質如瓊脂、藻酸鹽、聚丙烯酰胺、纖維或膜上面或里面，呈固定不動的狀態(tài)，營養(yǎng)液可流動于不能運動的細胞或里面，呈固定不動的狀態(tài)，營養(yǎng)液可流動于不能運動的細胞間，供應其營養(yǎng)。間，供應其營養(yǎng)。5 5）原生質體培養(yǎng)（）原生

22、質體培養(yǎng)（protoplast cultureprotoplast culture）：指以原生質體、：指以原生質體、原生質融合體和原生質體的遺傳轉化體為外植體的離體無菌原生質融合體和原生質體的遺傳轉化體為外植體的離體無菌培養(yǎng)。培養(yǎng)。去壁后質膜包裹著的裸露的原生質體比完整細胞易于去壁后質膜包裹著的裸露的原生質體比完整細胞易于攝取外來的遺傳物質、細胞器以及病毒、細菌等，常應用于攝取外來的遺傳物質、細胞器以及病毒、細菌等，常應用于體細胞雜交和轉基因的研究。體細胞雜交和轉基因的研究。葉肉原生質體愈傷組織葉肉原生質體愈傷組織6 6）花藥和花粉培養(yǎng)）花藥和花粉培養(yǎng)：以花藥或花粉為外植體誘導單倍體細胞系和單

23、倍體以花藥或花粉為外植體誘導單倍體細胞系和單倍體植株的無菌培養(yǎng)。植株的無菌培養(yǎng)?；ㄋ幨腔ǖ男坌云鞴?，花藥培養(yǎng)屬器官培養(yǎng)；花粉是單花藥是花的雄性器官，花藥培養(yǎng)屬器官培養(yǎng)；花粉是單倍體細胞，花粉培養(yǎng)與單細胞培養(yǎng)相似。倍體細胞，花粉培養(yǎng)與單細胞培養(yǎng)相似。production of haploids for genetic analysis and shortening breeding programmes，單倍體植株經過染色體加倍就成為純合二倍體植株，可縮單倍體植株經過染色體加倍就成為純合二倍體植株，可縮短育種周期，獲得純系。短育種周期，獲得純系。creation of genetic varia

24、nts via gametoclonal variation，隱性突變體隱性突變體。草莓花藥愈傷組織培養(yǎng)草莓花藥愈傷組織培養(yǎng)愈傷組織分化不定芽愈傷組織分化不定芽植物的細胞、組織和器官培養(yǎng)成植株的過程植物的細胞、組織和器官培養(yǎng)成植株的過程2 2按培養(yǎng)基狀態(tài)可分為：按培養(yǎng)基狀態(tài)可分為：固體培養(yǎng)固體培養(yǎng)(solid culture)(solid culture)：即用即用0.7-1%0.7-1%瓊脂固化培養(yǎng)基來瓊脂固化培養(yǎng)基來培養(yǎng)植物材料的方法。培養(yǎng)植物材料的方法。是現(xiàn)在最常用的方法。固體培養(yǎng)的優(yōu)點是現(xiàn)在最常用的方法。固體培養(yǎng)的優(yōu)點是使用方便，簡單易行，除培養(yǎng)室外無需特殊的設備，缺點是是使用方便，簡

25、單易行，除培養(yǎng)室外無需特殊的設備，缺點是養(yǎng)分分布不均，生長速度不均衡，并常有褐化中毒現(xiàn)象發(fā)生。養(yǎng)分分布不均，生長速度不均衡，并常有褐化中毒現(xiàn)象發(fā)生。 液體培養(yǎng)液體培養(yǎng)(liquid culture)(liquid culture)：用不加固化劑的液體培養(yǎng)基培用不加固化劑的液體培養(yǎng)基培養(yǎng)植物材料的方法。養(yǎng)植物材料的方法。液體中氧氣含量較少，故又分兩種：液體中氧氣含量較少，故又分兩種：靜置培養(yǎng)靜置培養(yǎng)：用濾紙條做成紙橋，把材料放在橋面上。：用濾紙條做成紙橋，把材料放在橋面上。振蕩培養(yǎng)振蕩培養(yǎng)：將培養(yǎng)基置于轉床或搖床上進行培養(yǎng)，通過攪動：將培養(yǎng)基置于轉床或搖床上進行培養(yǎng)，通過攪動或振動培養(yǎng)液的方法以

26、確保氧氣的供給或振動培養(yǎng)液的方法以確保氧氣的供給。采用往復式搖床或旋采用往復式搖床或旋轉式搖床進行培養(yǎng)，速度一般為轉式搖床進行培養(yǎng)，速度一般為50-100r50-100rminmin，這種定期浸沒，這種定期浸沒的方法，既能使培養(yǎng)基均一，又能保證氧氣的供給。的方法，既能使培養(yǎng)基均一，又能保證氧氣的供給。大大型型雙雙層層旋旋轉轉式式搖搖床床臥臥式式旋旋轉轉式式恒恒溫溫恒恒濕濕搖搖床床 往復式搖床往復式搖床三園藝植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史三園藝植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史 1 1植物組織培養(yǎng)的開創(chuàng)植物組織培養(yǎng)的開創(chuàng)：從：從1919世紀初至世紀初至2020世紀世紀3030年代中為植物年代中為植物離體培養(yǎng)的探索階

27、段。離體培養(yǎng)的探索階段。l 1838-18391838-1839年，德國科學家年，德國科學家M. J. SchleidenM. J. Schleiden（許來登）和（許來登）和Theodore Theodore SchwannSchwann （史旺）發(fā)表了細胞學說（史旺）發(fā)表了細胞學說（Cell theoryCell theory）。）。German German cytologist cytologist and and physiologistphysiologist(1810 -1882 (1810 -1882 ）l19021902年，德國植物學家哈伯蘭特年，德國植物學家哈伯蘭特(G.

28、(G. HaberlandtHaberlandt 根據細胞學說，預言植物體根據細胞學說，預言植物體的任何一個細胞，都有長成完整個體的潛的任何一個細胞，都有長成完整個體的潛在能力，這種潛在能力就叫植物細胞的在能力，這種潛在能力就叫植物細胞的“全能性全能性”（totipotencytotipotency），奠定了組），奠定了組織培養(yǎng)的理論基礎?？椗囵B(yǎng)的理論基礎。l19041904年，年，HanningHanning 最先成功地培養(yǎng)了蘿最先成功地培養(yǎng)了蘿卜和辣根菜的胚。卜和辣根菜的胚。l1912，HWinkler用番茄與狗酸漿嫁用番茄與狗酸漿嫁接，由砧木與接穗的細胞核融合而產生嫁接，由砧木與接穗的細

29、胞核融合而產生嫁接雜種，獲得一個具有接雜種，獲得一個具有48條染色體的植株，條染色體的植株，其染色體數(shù)目恰等于番茄（其染色體數(shù)目恰等于番茄（2n=24）與狗）與狗酸漿（酸漿（2n=72）染色體和的半數(shù)（）染色體和的半數(shù)（1236=48），屬于體細胞雜種。），屬于體細胞雜種。 l19221922年，年，Knudson Knudson 采用胚培養(yǎng)法獲得大采用胚培養(yǎng)法獲得大量蘭花幼苗。量蘭花幼苗。The father of plant tissue cultureGerman Botanist HABERLANDT 2 2植物組織培養(yǎng)的奠基植物組織培養(yǎng)的奠基：從上世紀：從上世紀3030年代中至年代中

30、至5050年代末是植物年代末是植物組織培養(yǎng)技術的奠基階段。組織培養(yǎng)技術的奠基階段。l19341934年，年，White White 用番茄根尖建立起第一個活躍生長的無性繁殖系，從而使用番茄根尖建立起第一個活躍生長的無性繁殖系，從而使非胚器官的培養(yǎng)首先獲得成功。非胚器官的培養(yǎng)首先獲得成功。l19581958年，英國科學家斯圖爾德年，英國科學家斯圖爾德(Steward)(Steward)和賴納特和賴納特(Reinert(Reinert) ) 用胡蘿卜根的用胡蘿卜根的愈傷組織細胞進行懸浮培養(yǎng)，成功誘導出胚狀體并分化為完整的小植株，為愈傷組織細胞進行懸浮培養(yǎng)，成功誘導出胚狀體并分化為完整的小植株，為組

31、織培養(yǎng)的技術程序奠定了基礎且證實細胞全能性理論。組織培養(yǎng)的技術程序奠定了基礎且證實細胞全能性理論。3 3園藝植物組織培養(yǎng)的建立園藝植物組織培養(yǎng)的建立：從上世紀：從上世紀6060年代至現(xiàn)在是植物年代至現(xiàn)在是植物組織培養(yǎng)迅速發(fā)展的階段。組織培養(yǎng)迅速發(fā)展的階段。l 19621962年，年，MurashingeMurashinge和和SkoogSkoog在煙草培養(yǎng)中篩選出在煙草培養(yǎng)中篩選出MSMS培養(yǎng)基。培養(yǎng)基。l 19601960年科金年科金(Cocking)(Cocking)等用真菌纖維素酶分離番茄幼根原生質等用真菌纖維素酶分離番茄幼根原生質體獲得成功。體獲得成功。l 1964-19661964-

32、1966年，印度科學家古哈年，印度科學家古哈 GuhaGuha和和MaheswariMaheswari在曼陀羅花在曼陀羅花藥培養(yǎng)中首次由花粉誘導得到了單倍體植株。藥培養(yǎng)中首次由花粉誘導得到了單倍體植株。l 19711971年塔克伯年塔克伯(Takebe)(Takebe)等用煙草葉肉細胞分離原生質體，并再等用煙草葉肉細胞分離原生質體，并再生完整植株。生完整植株。l 19721972年卡爾森（年卡爾森（CarlsonCarlson）等通過兩個煙草品種之間原生質體）等通過兩個煙草品種之間原生質體的融合，獲得了第一個體細胞雜種。的融合，獲得了第一個體細胞雜種。l 19781978年梅爾徹斯年梅爾徹斯(

33、Melchers(Melchers) )等首次獲得了番茄和馬鈴薯的屬間等首次獲得了番茄和馬鈴薯的屬間體細胞雜種體細胞雜種“PotamatoPotamato”。四園藝植物組織培養(yǎng)的應用四園藝植物組織培養(yǎng)的應用1園藝植物良種離體快繁園藝植物良種離體快繁：名貴品種、稀優(yōu)種質、優(yōu)良單株或新育成品名貴品種、稀優(yōu)種質、優(yōu)良單株或新育成品種的快速繁殖，一個單株一年可以繁殖幾萬到幾百萬個植株。種的快速繁殖，一個單株一年可以繁殖幾萬到幾百萬個植株。例如一例如一株葡萄一年繁殖到株葡萄一年繁殖到3 3萬多株，一株蘭花一年繁殖到萬多株，一株蘭花一年繁殖到400400萬株，萬株，形成了形成了20世紀世紀60年代風靡全球

34、的年代風靡全球的“蘭花工業(yè)蘭花工業(yè)”。 牡丹、香石竹、唐菖蒲和菊花牡丹、香石竹、唐菖蒲和菊花等難以扦插的名貴品種以及無籽西瓜、草莓、獼猴桃、葡萄、菠蘿、等難以扦插的名貴品種以及無籽西瓜、草莓、獼猴桃、葡萄、菠蘿、柑橘、櫻桃等的無性系快速繁殖。柑橘、櫻桃等的無性系快速繁殖。 2無病毒園藝種苗培育無病毒園藝種苗培育：病毒分布不一致，新生組織及器官病毒含量很病毒分布不一致，新生組織及器官病毒含量很低，生長點幾乎不含病毒，以低，生長點幾乎不含病毒，以0.20.20.5mm0.5mm、帶、帶1 12 2個葉原基的莖尖為個葉原基的莖尖為外植體組織培養(yǎng)，可獲得無病毒種苗。外植體組織培養(yǎng)，可獲得無病毒種苗。病

35、毒使馬鈴薯減產病毒使馬鈴薯減產50%左右，左右，中國馬鈴薯的無病毒種苗栽培面積已超過總栽培面積的中國馬鈴薯的無病毒種苗栽培面積已超過總栽培面積的1/10，目前仍，目前仍在繼續(xù)擴大之中。另外，在香蕉、蘋果、甘蔗、葡萄、草莓、甜瓜、在繼續(xù)擴大之中。另外，在香蕉、蘋果、甘蔗、葡萄、草莓、甜瓜、花卉上均通過試管脫毒，建立了試管苗工廠及無病苗圃花卉上均通過試管脫毒，建立了試管苗工廠及無病苗圃。3 3培育新品種或創(chuàng)制新物種培育新品種或創(chuàng)制新物種：利用體細胞雜交、胚培養(yǎng)和遺傳轉基因工：利用體細胞雜交、胚培養(yǎng)和遺傳轉基因工程等可使難度很大的遠緣雜交取得成功，從而育成一些罕見的新物種。程等可使難度很大的遠緣雜交

36、取得成功，從而育成一些罕見的新物種。利用組織培養(yǎng)可以直接誘變和篩選出具抗病、抗鹽、高賴氨酸、高蛋利用組織培養(yǎng)可以直接誘變和篩選出具抗病、抗鹽、高賴氨酸、高蛋白等優(yōu)良性狀的品種。白等優(yōu)良性狀的品種。甜橙甜橙( (C.sinenisC.sinenis Osbeck cv.Shamouti Osbeck cv.Shamouti) )胚性愈傷組織原生胚性愈傷組織原生質體和酸橙質體和酸橙( (Citrus aurantiumCitrus aurantium L.) L.)葉肉原生質體電融合再生葉肉原生質體電融合再生體細胞雜種；體細胞雜種；馬鈴薯種間體細胞雜種；馬鈴薯種間體細胞雜種；狗棗獼猴桃（狗棗獼猴桃

37、（Actinidia kolomiktaActinidia kolomikta) )與中華獼猴桃（與中華獼猴桃（A. A. chinensischinensis) )的對稱體細胞雜種。的對稱體細胞雜種?；ㄅ嗪蛦伪扼w花培和單倍體育種：育種：花藥和花粉離體培育，使配子體的生長恢復為孢子體的生長，誘導花粉發(fā)育形成單倍體植株，以便快速地獲得純系，縮短育種周期、且有利于隱性突變體篩選，提高選擇效率。 4 4園藝植物種質資源的離體保存園藝植物種質資源的離體保存：使用生長延緩劑或在液氮（使用生長延緩劑或在液氮（-196-196）條件下，加入冷凍保護劑，可使組織培養(yǎng)物的代謝水平降低，有利于條件下，加入冷凍保護

38、劑，可使組織培養(yǎng)物的代謝水平降低，有利于細胞、胚狀體、試管苗、愈傷組織等的長期保存。細胞、胚狀體、試管苗、愈傷組織等的長期保存。l 枇杷種質資源離體保存枇杷種質資源離體保存 ：多效唑多效唑(PP333)2-5mg/L(PP333)2-5mg/L、矮壯素、矮壯素(CCC)25mg/L(CCC)25mg/L、脫落、脫落酸酸(ABA)10mg/L (ABA)10mg/L 等生長抑制劑延緩枇杷試管苗的生長速度，延長保存時間。等生長抑制劑延緩枇杷試管苗的生長速度，延長保存時間。l 蘋果試管苗蘋果試管苗：MS+0.5mg/L BA+0.2mg/L IAA+0.5%MS+0.5mg/L BA+0.2mg/L

39、 IAA+0.5%甘露醇，甘露醇，44黑暗條件保存黑暗條件保存1212個月，存活率達個月，存活率達87%87%。l 鐵皮石斛苗鐵皮石斛苗：44黑暗條件保存黑暗條件保存1212個月后恢復正常生長。個月后恢復正常生長。 l 懷山藥帶芽莖段玻璃化法超低溫保存懷山藥帶芽莖段玻璃化法超低溫保存：繼代生長繼代生長60d60d的懷山藥無菌苗置的懷山藥無菌苗置44冰箱冰箱低溫鍛煉低溫鍛煉7d7d；在無菌條件下切取；在無菌條件下切取1-1.5cm1-1.5cm的帶芽莖段，轉至含的帶芽莖段，轉至含5%5%蔗糖蔗糖3%3%甘露甘露糖的培養(yǎng)基內，置糖的培養(yǎng)基內，置44冰箱預培養(yǎng)冰箱預培養(yǎng)2d2d；用；用60%60%的

40、的PVS1PVS1（22%22%甘油甘油13%13%乙二醇乙二醇13%13%聚乙二醇聚乙二醇10%10%二甲基亞砜）在室溫下處理二甲基亞砜）在室溫下處理60min60min，再用，再用100%100%的的PVS1PVS1在在00條件下處理條件下處理60min60min，隨即迅速投入液氮；保存，隨即迅速投入液氮；保存24h24h后，在后，在3737水浴中快速化凍，水浴中快速化凍，用含用含5%5%蔗糖的蔗糖的MSMS培養(yǎng)液洗滌培養(yǎng)液洗滌4 4次，每次停留次，每次停留10min10min；轉至再生培養(yǎng)基（；轉至再生培養(yǎng)基（MSMSKT KT 2mg2mgL LNAA 0.02mgNAA 0.02mgL L）再培養(yǎng)，成活率可達）再培養(yǎng)，成活率可達77.14%77.14%，再生苗與常溫苗形態(tài)，再生苗與常溫苗形態(tài)指標差異不大。指標差異不大。5生物制品工廠化生產：藥物和次生代謝物質，如抗癌藥物、