菊花的組織培養(yǎng)(1)教案資料

1、菊花的組織培養(yǎng)(1) 菊花是菊科菊屬的多年生宿根草本菊花是菊科菊屬的多年生宿根草本植物植物, ,是我國的傳統(tǒng)名花和世界四大切花是我國的傳統(tǒng)名花和世界四大切花之一。之一。 長期以來菊花采用長期以來菊花采用分株、扦插分株、扦插等等無性無性繁殖繁殖方法進(jìn)行繁殖。但是傳統(tǒng)的繁殖方法方法進(jìn)行繁殖。但是傳統(tǒng)的繁殖方法易受環(huán)境影響易受環(huán)境影響, ,繁殖周期長繁殖周期長, ,隨著市場需求隨著市場需求的急劇增加的急劇增加, ,已經(jīng)不能滿足市場日益發(fā)展已經(jīng)不能滿足市場日益發(fā)展的需要。的需要。 植物組織培養(yǎng)屬于無性生殖中營養(yǎng)生植物組織培養(yǎng)屬于無性生殖中營養(yǎng)生殖殖 營養(yǎng)生殖包括：營養(yǎng)生殖包括：扦插扦插嫁接壓條壓條 當(dāng)

2、當(dāng)植物細(xì)胞植物細(xì)胞脫離了原來所在植物體的脫離了原來所在植物體的器官或組織器官或組織而處于而處于離體狀態(tài)離體狀態(tài)時，在一定的時，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)、激素激素（細(xì)胞分裂素、生長素）（細(xì)胞分裂素、生長素）和其他和其他外外界條件界條件（溫度、（溫度、pHpH、光照、無菌等）、光照、無菌等）的作用下，就的作用下，就可能表現(xiàn)出可能表現(xiàn)出全能性全能性，發(fā)育成完整的植株，發(fā)育成完整的植株，這種培育新植株的方法，叫做植物的組織這種培育新植株的方法，叫做植物的組織培養(yǎng)。培養(yǎng)。20世紀(jì)初，曾有人提出能否將植物的薄壁細(xì)胞培養(yǎng)成完整植株？研究者從胡蘿卜根的韌皮部取下一塊組織，并在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，使其分化出了愈傷

3、組織，從愈傷組織又得到胚狀體，胚狀體轉(zhuǎn)移到固體培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)后，獲得了完整的胡蘿卜試管植株。經(jīng)過栽培，此植株能夠正常生長并開花結(jié)果，其種子繁衍出來的后代與正常植株的種子所繁衍出的后代別無二致。根據(jù)此實驗可以得出以下結(jié)論：即不經(jīng)過有性生殖過程也能將植物的薄壁細(xì)胞培養(yǎng)出與母體一樣的完整植株。由于植物的每個有核細(xì)胞都攜帶著母體的全部基因，故在一定條件下，它們均能發(fā)育成完整植株，這就是所謂的植物細(xì)胞全能性。植物組織培養(yǎng)發(fā)展簡史科學(xué)家在植物激素對器官建成，及改進(jìn)培養(yǎng)基配方等方面所取得的成果，極大地推動了組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，使這項技術(shù)可以實際應(yīng)用于快速繁殖、品種改良等方面。20世紀(jì)50年代初期，法國科學(xué)

4、家利用組織培養(yǎng)技術(shù)成功地脫除了染病大麗花植株所攜帶的病毒，從而為脫毒苗的生產(chǎn)提供了一種可行的途徑?，F(xiàn)在憑借組織培養(yǎng)技術(shù)來脫除植物的病毒已經(jīng)在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)50年代中期，由于細(xì)胞分裂素的發(fā)現(xiàn)，使組織培養(yǎng)狀態(tài)下外植體芽的形態(tài)建成成為可人為調(diào)控的因素，從而使在組織培養(yǎng)狀況下進(jìn)行植株再生成為現(xiàn)實。進(jìn)入60年代以后，組織培養(yǎng)技術(shù)在基礎(chǔ)理論、實際操作方面不斷取得進(jìn)展，相繼在植物體細(xì)胞雜交、單倍體育種、種質(zhì)資源保存、快速育苗、人工種子制造、次生代謝物生產(chǎn)等方面有了可喜的成果。時至今日，組織培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)成為基礎(chǔ)堅實、易于掌握、應(yīng)用面廣的一種技術(shù)手段。n概念：高度分化的植物細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成概念：高

5、度分化的植物細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成n 完整新個體完整新個體的潛能。的潛能。n基礎(chǔ)：生物體的每一個細(xì)胞都包含有基礎(chǔ)：生物體的每一個細(xì)胞都包含有該物種該物種所所n 特有特有全套遺傳物質(zhì)全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整，都有發(fā)育成為完整n 個體所必需的個體所必需的全部基因全部基因。因為它們都是。因為它們都是n 由由同一個同一個受精卵細(xì)胞受精卵細(xì)胞有絲分裂分化而來。有絲分裂分化而來?；A(chǔ)知識：基礎(chǔ)知識：細(xì)胞全能性細(xì)胞全能性細(xì)胞全能性的特點(diǎn)：高度分化的植物細(xì)胞在離體的情況下，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他適宜的外界條件下，才能表現(xiàn)其全能性。動物已分化的體細(xì)胞全能性受限制，但細(xì)胞核仍具有全能性植物細(xì)胞要表現(xiàn)全能

6、性，步驟：植物細(xì)胞要表現(xiàn)全能性，步驟：1.成熟細(xì)胞成熟細(xì)胞 分生細(xì)胞分生細(xì)胞 胚狀體胚狀體 完整植株完整植株2.成熟細(xì)胞成熟細(xì)胞 愈傷組織愈傷組織 出根出芽出根出芽完整植株完整植株n需要條件： 1.離體 2.一定的營養(yǎng)物質(zhì) 3.植物激素：主要是生長素和細(xì)胞分裂素 4.適宜溫度和pH細(xì)胞全能性大?。杭?xì)胞全能性大小： 受精卵受精卵 生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞 體細(xì)胞體細(xì)胞 植物細(xì)胞植物細(xì)胞 動物細(xì)胞動物細(xì)胞 分化程度低的細(xì)胞分化程度低的細(xì)胞 分化程度高的細(xì)胞分化程度高的細(xì)胞脫分化：脫分化：由由高度分化高度分化的植物器官、組的植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，稱為織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，稱為植物細(xì)胞

7、的脫（去）分化植物細(xì)胞的脫（去）分化 。離體的植物組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)了一段時離體的植物組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)了一段時間后，會通過間后，會通過細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂，形成愈傷組織。，形成愈傷組織。方式：有絲分裂方式：有絲分裂脫分化就是有絲分裂的過程。脫分化就是有絲分裂的過程。愈傷組織：愈傷組織：由離體的植物器官、組織或細(xì)胞，通由離體的植物器官、組織或細(xì)胞，通 過細(xì)胞分裂形成的細(xì)胞團(tuán)，叫做愈傷過細(xì)胞分裂形成的細(xì)胞團(tuán)，叫做愈傷 組織。組織。特點(diǎn)：特點(diǎn)：細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則，高度液泡化；呈細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則，高度液泡化；呈 無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。 再分化：由脫分化產(chǎn)生的愈傷組織重新分化形

8、成根或芽等器官的過程，叫做再分化。再分化就是再分化就是細(xì)胞分化細(xì)胞分化過程。過程。細(xì)胞分化n細(xì)胞分化細(xì)胞分化：在植物的個體發(fā)育過程中，細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，叫做細(xì)胞分化。細(xì)胞分化的特點(diǎn)細(xì)胞分化的特點(diǎn)：持久性:細(xì)胞分化貫穿于生物體整個生命進(jìn)程中,在胚胎期達(dá)到最大限度穩(wěn)定性和不可逆性:一般來說,分化了的細(xì)胞將一直保持分化后的狀態(tài),直到死亡普遍性:生物界普遍存在,是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)n細(xì)胞分化的實質(zhì): 在個體發(fā)育過程中，不同細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同，即基因的選擇性表達(dá)細(xì)胞分化的結(jié)果： 在空間上細(xì)胞之間出現(xiàn)差異，在時間上同一細(xì)胞和它以前的狀態(tài)有所不同。 最終形成新的個體

9、細(xì)胞分化的意義： 生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)；細(xì)胞分化使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率。（二）影響植物組織培養(yǎng)的因素：（二）影響植物組織培養(yǎng)的因素：1植物材料的影響：植物材料的影響：無機(jī)營養(yǎng)的影響：無機(jī)營養(yǎng)的影響：3有機(jī)營養(yǎng)的影響有機(jī)營養(yǎng)的影響：5植物激素的影響：植物激素的影響：作用：2，4D有利于愈傷組織的生長； IAA、NAA、IBA有利于器官分化。作用：促進(jìn)細(xì)胞的分裂與分化，其中KT能 明顯促進(jìn)芽的分化而抑制根的形成。作用：促進(jìn)不定芽和幼株伸長。實驗流程圖：實驗流程圖：課外拓展nMS培養(yǎng)基是Murashige和Skoog于1962年為煙草細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)計的，其特點(diǎn)是無機(jī)

10、鹽和離子濃度較高，是較穩(wěn)定的離子平衡溶液，它的硝酸鹽含量高，其養(yǎng)分的數(shù)量和比例合適，能滿足植物細(xì)胞的營養(yǎng)和生理需要，因而適用范圍比較廣，多數(shù)植物組織培養(yǎng)快速繁殖用它作為培養(yǎng)基的基本培養(yǎng)基。 基于此，這種培養(yǎng)基就用他們的名字來命名了。微生物培養(yǎng)基的配方和MS培養(yǎng)基的配方相比，有哪些明顯的不同 微生物培養(yǎng)基以有機(jī)營養(yǎng)為主。與微生物的培養(yǎng)不同，MS培養(yǎng)基則需提供大量無機(jī)營養(yǎng)，無機(jī)鹽混合物包括植物生長必須的大量元素和微量元素兩大類。實驗操作實驗操作( (外植體：用于離體培養(yǎng)的植物外植體：用于離體培養(yǎng)的植物器官器官或或組織組織片段。片段。) )珍珠巖珍珠巖： 珍珠巖是一種火山噴發(fā)的珍珠巖是一種火山噴發(fā)的

11、酸性熔巖，經(jīng)急劇冷卻而成的酸性熔巖，經(jīng)急劇冷卻而成的玻璃質(zhì)巖石，有弧形或圓形裂玻璃質(zhì)巖石，有弧形或圓形裂隙，如珍珠的結(jié)構(gòu)，所以被命隙，如珍珠的結(jié)構(gòu)，所以被命名為珍珠巖名為珍珠巖 。蛭石：蛭石： 是一種天然、無毒是一種天然、無毒的礦物質(zhì)，在高溫作用下的礦物質(zhì)，在高溫作用下會膨脹的礦物。它是一種會膨脹的礦物。它是一種比較少見的礦物，屬于硅比較少見的礦物，屬于硅酸鹽。酸鹽。 n1、培養(yǎng)基的配置。要根據(jù)不同的材料，不同的物種，選擇合適的培養(yǎng)基，最好有一組實驗取得。做培養(yǎng)基的過程中注意調(diào)劑培養(yǎng)基的PH值，有些高溫分解的激素要過濾滅菌等。n2、培養(yǎng)材料的選擇，需要選擇生長較好材料植物組織培養(yǎng)的注意事項：3

12、 嚴(yán)格無菌操作 ，無菌技術(shù)是植物組織培養(yǎng)獲得成功關(guān)鍵。 1）無菌技術(shù)包括對培養(yǎng)基、器械、和植物材料的滅菌消毒。對培養(yǎng)材料進(jìn)行表面消毒時，一方面要考慮到要藥劑消毒效果，另方面要考慮到植物材料的耐受性。 2）妥善處理被污染培養(yǎng)物。 3）有毒物質(zhì)要妥善處理，以免造成環(huán)境污染。 外植體可以用酒精消毒；操作前手需用酒精消毒；培養(yǎng)基 需用高壓蒸汽滅菌。n4接種時注意：n 1）每接種一塊外植體前，鑷子要放入體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精中消毒一次，然后再酒精燈火焰上燒灼一遍，冷卻后再接種。 2）外植體在培養(yǎng)基重要分布均勻，以充分利用培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分和光照條件。 3）插入時應(yīng)注意方向，不要倒插。莖段 莖尖基部插入培養(yǎng)基有利于吸收水分和養(yǎng)分。 4）接種后幾十個瓶蓋好瓶蓋，做好標(biāo)記，寫明接種材料，接種日期。n5、培養(yǎng)條件的選擇，包括光照、溫度、濕度等。植物組織培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)：n1.不受生長季節(jié)限制地繁殖植物。n2.不攜帶病毒。n3.培養(yǎng)周期短。n4.可用組培中的愈傷組織制取特殊的生化制品。n5.可短時間大量繁殖，用于拯救瀕危植物。n6.可誘導(dǎo)之分化成需要的器官，如根和芽。n7.解決有些植物產(chǎn)種子少或無的難題。如將香蕉進(jìn)行組培得到人工種以方便移種。植物組織培養(yǎng)的用途：n快速繁殖優(yōu)良植物株系n培育作物新品種n獲得無病植株n保存和運(yùn)輸種質(zhì)CNgeli認(rèn)為在生殖細(xì)胞成