組培第一章講課稿

組培第一章講課稿第一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三課程設置植物組織培養(yǎng)技術PlantTissueCultureTechnology

本課程是一門學科基礎選修課，第6學期上課。課程總學時數(shù)：32，學分：2.0；。其中：理論教學16學時，分8章講授；實踐訓練16學時，有5次綜合性實踐訓練。第二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

課程簡介植物組織培養(yǎng)是以植物細胞、組織、器官為研究對象，運用工程學原理，利用人工培養(yǎng)基按照預定目標，對植物的器官、組織、細胞和原生質(zhì)體進行培養(yǎng)，改變生物學性狀，生產(chǎn)生物產(chǎn)品，為人類生產(chǎn)和生活服務的一門綜合性技術科學，也是現(xiàn)代生物技術的核心技術之一。它的主要研究內(nèi)容是研究在無菌及離體條件下，細胞、組織、器官所需營養(yǎng)條件和環(huán)境條件；細胞、組織、器官的形態(tài)發(fā)育規(guī)律，植物材料的快速大量繁殖方法；原生質(zhì)體融合方法與機理；再生個體的遺傳變異；種質(zhì)資源的離體保存機理與方法，通過植物細胞工程實現(xiàn)對植物的遺傳改造，創(chuàng)造新的生物種質(zhì)，為人類造福。第三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三教學要求1.考勤紀律要求①學生務必上完所有課時，不準請假，否則取消考試資格。②注意儀表，不準開手機、否則驅(qū)逐出教室，計曠課。2.作業(yè)：理論課后留有作業(yè)，實驗課后寫實驗報告。3.考核平時成績占30%：包括課堂考勤表現(xiàn)；課后作業(yè)、實驗報告；期末考試占70%。

第四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三教材及參考書教材名稱：

《植物組織培養(yǎng)教程》李浚明編譯中國農(nóng)業(yè)大學出版社．2005推薦參考書：1.譚文澄觀賞植物組織培養(yǎng)．中國林業(yè)出版社．19922.曹孜義、劉國民實用植物組織培養(yǎng)技術教程（修訂本）．甘肅科學技術出版社．19993.謝從華、柳俊主編植物細胞工程高等教育出版社20054.植物生理學通訊—植物組織培養(yǎng)欄目第五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三最新網(wǎng)絡資源1.中國組培網(wǎng)：2.中國植物組織培養(yǎng)培網(wǎng)：/plantculture3.中國植物組織培養(yǎng)網(wǎng)：4.浙江省農(nóng)科院植物組培中心：5.北京市海淀區(qū)植物組織培養(yǎng)技術實驗室：第六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

第一章緒論1.植物組織培養(yǎng)的一般概念(重點)2.植物組織培養(yǎng)發(fā)展簡史(一般了解)3.植物組織培養(yǎng)技術的應用(了解)4.植物組織培養(yǎng)技術在農(nóng)業(yè)上的應用(了解)第七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三1.植物組織培養(yǎng)的一般概念主要內(nèi)容植物組織培養(yǎng)的定義植物組織培養(yǎng)的分類第八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三狹義概念廣義概念有何區(qū)別？1936年White提出，指分離一個或數(shù)個體細胞，分離植物體的一部分在無菌試管的適當條件下培養(yǎng)的技術．指在無菌條件下，將離體的植物器官、組織、細胞以及原生質(zhì)體，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適當?shù)呐囵B(yǎng)條件，使其長成完整的植株，統(tǒng)稱為植物組織培養(yǎng)．

1.1植物組織培養(yǎng)的定義第九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三廣義和狹義概念有何區(qū)別？★組培范圍不同，即外植體范圍不同。廣義組培狹義組培第十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三與組織培養(yǎng)有關的幾個概念外植體（Explants）：

由活植物體上切取下來的可以用于組織培養(yǎng)的組織或器官。愈傷組織（callus）：原是指植物在受傷之后于傷口表面形成的一團薄壁細胞。在組織培養(yǎng)中，指在人工培養(yǎng)基上由外植體上形成的一團無序生長狀態(tài)的薄壁細胞。

第十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三外植體:由活植物體上切取下來的可以用于組織培養(yǎng)的材料。

胚軸花粉胚乳胚種子果實花器葉芽莖根組織原生質(zhì)體子葉子房苞片胚珠花藥花梗分生組織成熟組織花托葉柄幼苗第十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三愈傷組織第十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三植物組織培養(yǎng)的具體涵義①組織培養(yǎng)的主要過程都是在無菌的條件下進行的，外植體、培養(yǎng)基和培養(yǎng)容器等都必須經(jīng)過滅菌處理，各項操作都須在無菌環(huán)境中進行的。②組織培養(yǎng)在多數(shù)情況下是利用成分完全確定的人工培養(yǎng)基進行的，因此植物材料處于異養(yǎng)狀態(tài)。③組織培養(yǎng)的起始材料可以是植物的器官、組織，也可以是單個的細胞以及原生質(zhì)體，它們都處于離體狀態(tài)下。第十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三④組織培養(yǎng)的目的是最終實現(xiàn)細胞的全能性，在離體培養(yǎng)條件下再生成為完整植株。⑤組織培養(yǎng)物通過連續(xù)繼代培養(yǎng)可以不斷增殖，形成克?。煌ㄟ^改變培養(yǎng)基成分，特別是其中激素的種類和配比，還可調(diào)控培養(yǎng)物的狀態(tài)和發(fā)育方向，達到不同的實驗目的。因此，植物激素或植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)在組織培養(yǎng)中起著至關重要的作用。植物組織培養(yǎng)的具體涵義第十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三⑥組織培養(yǎng)是在封閉的容器中進行的，容器內(nèi)氣體和環(huán)境氣體通過瓶塞或其他封口材料可以進行交換，但水分不易散失，容器內(nèi)的相對濕度通常情況下幾乎是100%，因此組培苗葉片表面一般都缺乏角質(zhì)層或蠟質(zhì)層，而且氣孔保衛(wèi)細胞不具正常功能，氣孔始終都是張開的。⑦組織培養(yǎng)中的環(huán)境溫度、光照強度和光照時間等都是人工設定的，找出這些物理因素的最適參數(shù)對于組織培養(yǎng)的成功也很重要。植物組織培養(yǎng)的具體涵義第十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三植物組織培養(yǎng)(tissueculture)技術第十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三培養(yǎng)基固體培養(yǎng)液體培養(yǎng)靜止培養(yǎng)旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)紙橋培養(yǎng)振蕩培養(yǎng)1.2植物組織培養(yǎng)的分類--根據(jù)培養(yǎng)基狀態(tài)分類

第十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

植株培養(yǎng)

器官培養(yǎng)

組織培養(yǎng)胚胎培養(yǎng)

細胞培養(yǎng)

原生質(zhì)體培養(yǎng)根據(jù)培養(yǎng)材料分類第十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三各類培養(yǎng)方法的基本概念A植株培養(yǎng)：培養(yǎng)幼苗或較大的植物體。即通常的試管小植株培養(yǎng),如從植株到植株的繼代繁殖。B胚胎培養(yǎng)：培養(yǎng)成熟以及未成熟的離體胚。包括胚、胚乳、胚珠和子房等培養(yǎng)。C器官培養(yǎng)：培養(yǎng)植物的根尖、莖尖、葉片、莖段、花器部分、果實。D細胞培養(yǎng)：培養(yǎng)分散的細胞或小的細胞團。E原生質(zhì)體培養(yǎng)：培養(yǎng)去除細胞壁、裸露的原生質(zhì)體。F愈傷組織培養(yǎng)：即經(jīng)植物各種外植體培養(yǎng)形成的愈傷組織培養(yǎng)，最為常見的組織培養(yǎng)為愈傷組織培養(yǎng)。第二十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

植株培養(yǎng)扦插苗培養(yǎng)種子苗培養(yǎng)第二十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三組織培養(yǎng)分生組織培養(yǎng)薄壁組織培養(yǎng)輸導組織培養(yǎng)第二十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

器官培養(yǎng)

離體根培養(yǎng)

莖尖和莖段培養(yǎng)

離體葉培養(yǎng)

花器培養(yǎng)

果實培養(yǎng)

種子培養(yǎng)

第二十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三胚胎培養(yǎng)胚乳培養(yǎng)原胚培養(yǎng)胚珠培養(yǎng)種胚培養(yǎng)第二十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三細胞培養(yǎng)看護培養(yǎng)平板培養(yǎng)微室培養(yǎng)懸浮培養(yǎng)第二十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三細胞培養(yǎng)方法的基本概念

單細胞培養(yǎng)：用機械法或酶解法由完整的植物器官分離和培養(yǎng)單細胞，使其產(chǎn)生完整的植株的組織培養(yǎng)方法。主要培養(yǎng)方法如下：A平板培養(yǎng)：最常用的單細胞培養(yǎng)法。B看護培養(yǎng)：是一種把單個細胞置于一塊活躍生長的愈傷組織上進行培養(yǎng)，愈傷組織和培養(yǎng)的細胞之間，有一片濾紙相隔的單細胞培養(yǎng)方法。C微室培養(yǎng)：是一種單細胞培養(yǎng)方法，用條件培養(yǎng)基代替看護培養(yǎng)基，將細胞置于微室中進行培養(yǎng)。懸浮培養(yǎng)：一種在受到不斷攪動或搖動的液體培養(yǎng)基里，培養(yǎng)單細胞及小細胞團的組織培養(yǎng)系統(tǒng)。第二十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三根據(jù)培養(yǎng)目的分類脫毒繁殖微體快繁試管嫁接試管育種第二十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三根據(jù)培養(yǎng)過程分：初代培養(yǎng)（Primaryculture）：指外植體的最初培養(yǎng)。繼代培養(yǎng)（Subculture）：將初代培養(yǎng)得到的培養(yǎng)體移植于新鮮培養(yǎng)基中這種反復多次移植的培養(yǎng)，稱為繼代培養(yǎng)。第二十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三根據(jù)培養(yǎng)基的作用及培養(yǎng)條件分類1.根據(jù)培養(yǎng)基的作用分為：

1).誘導培養(yǎng)；2).增殖培養(yǎng)；3).生根培養(yǎng)2.根據(jù)培養(yǎng)條件分為：

1）光培養(yǎng)；2）暗培養(yǎng)第二十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

2.植物組織培養(yǎng)發(fā)展簡史

植物組織培養(yǎng)這門學科的研究開始于德國著名植物生理學家G.Haberlandt，至今已有100年的歷史，學科的基礎是在施萊登(M.J.Schleiden)和施旺(T.Schwann)創(chuàng)立的細胞學說，大致經(jīng)歷3個階段:2.1植物組織培養(yǎng)的探索階段2.2植物組織培養(yǎng)的奠基階段2.3植物組織培養(yǎng)的迅速發(fā)展及逐步實用化階段第三十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三2.1植物組織培養(yǎng)的探索階段

(20世紀初--20世紀30年代)在這一階段中，細胞學說的產(chǎn)生和細胞全能性學說的提出為植物組織培養(yǎng)技術的產(chǎn)生奠定了理論基礎，在這些理論的指導下所開展的有關實驗，為其建立進行了有益的探索。細胞學說:

細胞是有機體，亦是生物體的基本結(jié)構(gòu)單位，由它構(gòu)成整個生物個體。同時植物細胞又是在生理和發(fā)育上具有潛在全能性的功能單位。如果具有與有機體內(nèi)一樣的條件時，每個細胞應該可以獨立生活和發(fā)展。（Schleiden和Schwann分別與1838年和1839年提出的）細胞全能性學說：高等植物的組織和器官可以不斷分割，直到單個細胞。如果每個細胞都有植物個體一樣的性質(zhì)和能力，那么，可以通過植物細胞培養(yǎng)使單個細胞發(fā)育成為一個新個體。（1902年德國著名植物生理學家G.Haberlandt提出，他本人被譽為“植物組織培養(yǎng)之父”。）第三十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三探索階段---Haberlandt觀點：高等植物的組織和器官可以分割成單個細胞貢獻：提出細胞全能性，首次進行離體細胞培養(yǎng)，發(fā)表了植物組織培養(yǎng)的第一篇論文《植物離體細胞培養(yǎng)實驗》，提出了胚囊液在組織培養(yǎng)中的作用和看護培養(yǎng)法等可行性的預見。實驗：小野芝麻和鳳眼蘭的柵欄細胞和虎眼萬年青屬表皮細胞的離體培養(yǎng)。培養(yǎng)基：Knop+蔗糖細胞無分裂培養(yǎng)失敗的原因：

①取材不當：細胞高度分化②培養(yǎng)基中無生長激素Haberlandt第三十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

我愿意指出：在我的培養(yǎng)實驗中，雖然經(jīng)常觀察到細胞的明顯生長，但從未觀察到細胞分裂。發(fā)現(xiàn)單細胞培養(yǎng)的條件，將是未來培養(yǎng)試驗的難題。在未來，人們可以成功地從營養(yǎng)細胞培養(yǎng)出人工胚?！蛾P于植物離體單細胞培養(yǎng)實驗》Haberlandt第三十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三探索性的實驗

1904年：德國植物胚胎學家漢寧（E.Hanning)在無機鹽和蔗糖溶液中培養(yǎng)蘿卜和辣根菜的胚，并使其在離體條件下發(fā)育成熟，得到植株，首次獲得胚培養(yǎng)成功，發(fā)表胚培養(yǎng)的第一篇論文．

1922年：Knudson采用胚培養(yǎng)法獲得蘭花幼苗，克服其種子發(fā)芽困難的問題。

1925年：Laibach亞麻種間雜交幼胚培養(yǎng)得到雜種，從而證明了胚培養(yǎng)在植物遠緣雜交中利用的可能性．

第三十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

1933年：我國李繼侗等進行銀杏離體胚培養(yǎng)，獲得了3mm以上大小的胚，即可正常生長成小植株，并發(fā)現(xiàn)胚乳提取物能促進銀杏離體胚的生長，為后人利用植物組織提取液促進培養(yǎng)物生長提供了實驗根據(jù)。

1922年，美國的Robbins和德國的Kotte分別報道培養(yǎng)離體根尖獲得某些成功，這是有關在無菌條件下進行器官培養(yǎng)的最早實驗．小結(jié)：在這一時期，一些植物的幼胚培養(yǎng)獲得了成功，離體器官培養(yǎng)有了一定進展。第三十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三2.2植物組織培養(yǎng)的奠基階段

(20世紀30年代---60年代末)作為一門技術，它必須具有一定的程序性，即它具有一定的技術模式。在這個時期，植物組織培養(yǎng)建立了兩個與培養(yǎng)技術有關的重要模式:一是培養(yǎng)基模式，二是激素調(diào)控模式。它們的建立是許多科學家長期研究的結(jié)果。其中具有重要影響的代表人物和實驗分述于下。第三十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三兩個重要發(fā)現(xiàn)：20世紀30年代中期，在植物組織培養(yǎng)領域有兩個重要發(fā)現(xiàn)：①認識了B族維生素對植物生長的重要意義；②發(fā)現(xiàn)了生長素是一種天然的生長調(diào)節(jié)物質(zhì)。導致這兩個發(fā)現(xiàn)的主要是White和Gautheret的實驗。第三十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三20世紀30年代—培養(yǎng)基模式和組培方法的建立1934年：White（懷特，美國）培養(yǎng)番茄根尖建立了無性繁殖系，獲得了離體根培養(yǎng)的真正成功。1937年，他又發(fā)現(xiàn)3種B族維生素對離體根生長的重要作用。1939年：White培養(yǎng)煙草種間雜種幼莖切段原形成層成功。懷特研制出了White培養(yǎng)基。1934年：Gautherete（高斯雷特，法國）培養(yǎng)山毛楊、黑楊形成層組織產(chǎn)生了愈傷組織(Callus)，發(fā)現(xiàn)了生長素IAA的促進作用。

1939年，培養(yǎng)胡蘿卜根小外植體成功。1939年：Nobecourt（諾必考特，法國）培養(yǎng)胡蘿卜根和馬鈴薯塊莖薄壁組織成功。

第三十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三植物組織培養(yǎng)的奠基人

Gautherete，White和Nobecourt一起被譽為植物組織培養(yǎng)的奠基人。他們的貢獻在于：建立了植物組織培養(yǎng)的綜合培養(yǎng)基，它包括無機鹽、有機物和生長激素，發(fā)現(xiàn)了B族維生素在組織培養(yǎng)中的作用，基本建立了植物組織培養(yǎng)技術。我們現(xiàn)在所用的若干培養(yǎng)方法和培養(yǎng)基，原則上都是這3位科學家所建立的方法和培養(yǎng)基的演變。

1943年，white提出了植物細胞“全能性”學說，并出版了《植物組織培養(yǎng)手冊》，從而使植物組織培養(yǎng)為一門新興學科。，第三十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三組織培養(yǎng)的奠基人第四十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

研究的主要內(nèi)容:利用嘌呤類物質(zhì)處理煙草髓愈傷組織以控制組織的生長和芽的形成．

Skoog(1944)和崔瀓等(1951)培養(yǎng)煙草時，發(fā)現(xiàn)腺嘌呤或腺苷不但可以促進愈傷組織的生長，還可解除生長素對芽生長的抑制作用，誘導芽的形成，確定腺嘌呤與生長素的比例是控制芽和根形成的主要條件之一．腺嘌呤／生長素：比值高，生芽；低，生根；相等，不分化。

20世紀40年代，組織培養(yǎng)技術的另一項發(fā)展是：Overbeek等(1941)受次把椰子汁作為補加物引入到培養(yǎng)基中，使曼佗羅的心形期幼胚能夠離體培養(yǎng)至成熟．證明椰子汁在植物幼胚培養(yǎng)中的有效性.20世紀40年代--50年代初第四十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

20世紀50年代--60年代中期：植物組織培養(yǎng)引人注目的進展（細胞全能性的證實階段):1952年，Morel和Martin首次證實，通過莖尖分生組織的離體培養(yǎng)，可以由已受病毒侵染的大麗花中獲得無病毒植株。1953-1954年，Muir進行單細胞培養(yǎng)獲得初步成功。1955年，Miller等由鯡魚精子DNA中分離出一種首次為人所知的細胞分裂素，并把它定名為激動素(Kinetin)．1957年，Skoog和Miller提出了有關植物激素控制器官形成的概念，即根芽控制理論。即激素調(diào)控模式的建立。第四十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三1958年，Steward（施圖爾德，英國）等以胡蘿卜為材料，在胡蘿卜愈傷組織和細胞培養(yǎng)中誘導產(chǎn)生了胚狀體，并發(fā)育成完整植株，首次通過實驗證實了Haberlandt關于細胞全能性的設想，成為了植物組織研究歷史中的一個里程碑。1958年，Wickson和Thimana指出，應用外源細胞分裂素可促成在頂芽存在的情況下處于休眠狀態(tài)的腋芽的生長。1960年，

Morel培養(yǎng)蘭花莖尖成功，實現(xiàn)了快速繁殖和去病毒的目的，該方法繁殖系數(shù)極高，導致“蘭花工業(yè)”的興起，證實了植株再生的第四種方式—原球莖型。細胞全能性的證實第四十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三細胞全能性的證實1960年，Cocking等人用真菌纖維素酶分離原生質(zhì)體獲得成功。1964年，Guha和Maheshwari報道，在毛曼佗羅中通過離體花藥培養(yǎng)由花粉誘導得到了單倍體植株。1967年，Bourgin和Nitisch通過花藥培養(yǎng)獲得了完整的煙草植株。1972年，Carlson通過兩個種的煙草原生質(zhì)體融合培養(yǎng)，獲得了第一個體細胞雜交的雜種植株。第四十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

小結(jié)

綜上所述，在這一發(fā)展階段中，通過對培養(yǎng)條件和培養(yǎng)基成分的廣泛研究。特別是對B族維生素、生長素和細胞分裂素在組織培養(yǎng)中作用的研究，已經(jīng)實現(xiàn)了對離體細胞生長和分化的控制，從而初步確立了組織培養(yǎng)的技術體系，并首次用實驗證明了細胞全能性的設想，為以后的發(fā)展奠定了基礎。第四十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三2.3植物組織培養(yǎng)的迅速發(fā)展

和逐步實用化階段(20世紀70年代至現(xiàn)在)

20世紀70年代以來組織培養(yǎng)理論、實踐、技術和方法不斷完善和發(fā)展，形成獨具特色的專業(yè)技術.在實驗技術上建立了較完整的實驗程序，已成為一種重要和精細的實驗技術。組織培養(yǎng)已廣泛應用于生物學的許多分支學科，并取得豐碩的成果。第四十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

在這一階段，組織培養(yǎng)技術的發(fā)展概括起來可以分為5個方面：(1)原生質(zhì)體培養(yǎng)取得重大突破；(2)細胞融合技術應運而生；(3)花藥培養(yǎng)取得顯著成績；(4)離體快繁和脫毒技術得到廣泛應用；(5)與分子生物學聯(lián)姻，產(chǎn)生了轉(zhuǎn)基因育種技術。本階段組織培養(yǎng)技術發(fā)展的五個方面第四十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

小結(jié)

植物組織培養(yǎng)的歷史就是植物細胞全能性理論提出、證明和得到廣泛應用的歷史。植物組織培養(yǎng)在技術上的發(fā)展，主要特點概括為：

a.研究材料范圍逐步擴大；

b.培養(yǎng)方法逐步完善；

c.培養(yǎng)基不斷改進；

d.實驗手段逐步完備。第四十八頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

在我國1.早在20世紀30年代，李繼侗等進行銀杏離體胚培養(yǎng)，獲得了3mm以上大小的胚，即可正常生長成小植株，并發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基中加入胚乳提取物能促進銀杏離體胚的生長，為后人利用植物組織提取液促進培養(yǎng)物生長提供了實驗根據(jù)。2.羅宗洛等對玉米根尖培養(yǎng)成功。3.羅士韋將菟絲子莖尖培養(yǎng)成功并在試管內(nèi)開花。第四十九頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

3.植物組織培養(yǎng)技術的應用3.1在植物育種上的應用3.2種苗脫病毒及快速繁殖3.3細胞培養(yǎng)生產(chǎn)有用次生產(chǎn)物3.4在細胞生物學和發(fā)育生物學研究中的應用3.5在植物遺傳、生理生化及植物病理等基礎研究中的應用第五十頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

3.1在植物育種上的應用

將常規(guī)植物育種技術與植物組織培養(yǎng)技術相結(jié)合，可以獲得常規(guī)技術難以獲得或無法獲得的種質(zhì)材料，縮短育種周期，提高育種效率。主要應用如下：

a.快速獲得特殊倍性材料;b.克服遠緣雜交不親和；

c.克服雜種胚早期夭折；

d.導入外緣基因；

e.突變體篩選；

f.種質(zhì)資源保存.第五十一頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三具體內(nèi)容：采用花藥和花粉培養(yǎng)可以很快獲得單倍體。單倍體經(jīng)過加倍即可獲得純合材料，從而縮短了育種周期。利用胚乳培養(yǎng)技術可以獲得三倍體，用于瓜、果植物果實無核育種。采用原生質(zhì)體融合技術可以獲得親緣關系很遠的兩親本之間的細胞雜種，克服遠緣雜交的不親和，并有可能創(chuàng)造新物種。利用幼胚培養(yǎng)技術可以克服雜種胚的早期夭折。應用細胞工程技術進行細胞器轉(zhuǎn)移、基因轉(zhuǎn)移、染色體轉(zhuǎn)移等，實現(xiàn)外源基因的導入。利用細胞培養(yǎng)和原生質(zhì)體培養(yǎng)中自發(fā)的各種遺傳變異，進行人工的定向誘變，完成有益的突變體篩選。采用組織培養(yǎng)技術保存植物種質(zhì)，節(jié)約人力、物力和耕地，且避免不可預測因素對種質(zhì)資源造成的損失。第五十二頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三3.2種苗脫病毒及快速繁殖

這是目前植物組織培養(yǎng)應用最多，最廣泛和最有效的一個方面。植物病毒是引起無性繁殖作物品種退化的主要因素，主要進行莖尖培養(yǎng)脫除病毒。對于脫毒苗，新育成、新引進、稀缺良種、優(yōu)良單株，瀕危植物和基因工程植株等可通過離體快速繁殖，同時可不受地區(qū)、氣候的影響，比常規(guī)方法快數(shù)萬倍到數(shù)百萬倍的速度擴大繁殖，及時提供大量優(yōu)質(zhì)種薯和種苗。第五十三頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三植物離體快繁的實際的應用有以下幾個方面：

①良種快繁,新育成的、新引進的、新發(fā)現(xiàn)的稀缺良種的快繁；②少量脫毒良種苗的快繁和無病毒苗大量快繁；③特殊育種材料快繁；④制種材料的快速繁殖；⑤基因工程植株的快繁；⑥自然和人工誘導有用突變體的快繁；⑦離體保存種質(zhì)的快繁;⑧瀕危植物的離體快繁。第五十四頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三實例實例1:Morel(1960)提出的離體無性繁殖蘭花的方法很快被蘭花生產(chǎn)者所采用，迅速建立起“蘭花工業(yè)”，用這種方法繁殖的蘭花至少已有35個屬150余種．實例2:馬鈴薯莖尖脫毒，無毒種苗和微型脫毒種薯已在馬鈴薯生產(chǎn)國廣泛應用，根本上解決了馬鈴薯的退化。第五十五頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

3.3細胞培養(yǎng)生產(chǎn)有用次生產(chǎn)物

利用植物組織或細胞大規(guī)模培養(yǎng)，以合成人類需要的天然有機物，通過細胞培養(yǎng)的植物種類已達100多種，所能鑒別的有用成分超過300種。這些有用次生產(chǎn)物，如藥用植物中的有效成分，香料植物中的香精，以及工業(yè)生產(chǎn)中重要的一些次生產(chǎn)物和初生產(chǎn)物，有些已投入工業(yè)化生產(chǎn)，預計今后將有更大發(fā)展。利用植物生產(chǎn)有用次生產(chǎn)物具有廣闊的應用前景：首先，節(jié)約大量耕地；另外，保護生態(tài)環(huán)境，提高生產(chǎn)效率。第五十六頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三

目前已取得的進展Arregain和bonner在1950年首先進行了培養(yǎng)橡膠莖愈傷組織獲取橡膠的嘗試，近50年來飛速的發(fā)展，從400多種植物培養(yǎng)細胞中分離到600多種次級代謝產(chǎn)物，其中60多種在含量上超過或等于其原植物，20多種以上干重超過1%。在日本，人參細胞培養(yǎng)已達130600L發(fā)酵罐；德國用1000L發(fā)酵罐培養(yǎng)毛地黃細胞；在我國，人參細胞培養(yǎng)也已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。利用培養(yǎng)細胞的生物轉(zhuǎn)化能力生產(chǎn)高值化合物，德國科學家進行了出色地研究。他們在毛地黃細胞的培養(yǎng)中加入生物合成途徑的中間化合物毛地黃毒素和β-甲基毛地黃毒素，培養(yǎng)細胞幾乎以100%的轉(zhuǎn)化速率使之羥基化，變?yōu)獒t(yī)藥強心劑地高辛。第五十七頁，共六十三頁，編輯于2023年，星期三3.4在細胞生物學和發(fā)育生物學研究中的應用植物不同組織、細胞培養(yǎng)獲得再生個體，及其在此過程中所形成的調(diào)控技術本身，進一步揭示了植物細胞全能性學說的本質(zhì)和內(nèi)涵，是對細胞生物學領域的重要貢獻。原生質(zhì)體體系的建立為植物細胞的單細胞研究提供了良好的實驗體系。利用人工細胞突變體，可以定向觀察某一