植物工廠化育苗教學(xué)課件 3組培的歷史發(fā)展

課程概述——組培的歷史發(fā)展

1、萌芽階段（從20世紀(jì)初到30年代中）：

1902年，德國(guó)植物生理學(xué)家G.Haberlandt.（植物組培之父）根據(jù)細(xì)胞學(xué)說(shuō)提出了“植物細(xì)胞的全能性”假說(shuō)，認(rèn)為植物細(xì)胞具有再生成完整植株的潛在全能性，首次提出分離植物單細(xì)胞并將其培養(yǎng)成為植株的設(shè)想。

1904年，Hanning最先成功地培養(yǎng)了蘿卜和辣根菜的胚。

1922年，Knudson采用胚培養(yǎng)法獲得大量蘭花幼苗。2、奠基階段（從20世紀(jì)30年代末到50年代中）：

1934年，White用番茄根尖建立起第一個(gè)活躍生長(zhǎng)的無(wú)性繁殖系，從而使非胚器官的培養(yǎng)首先獲得成功。

1939年，Gautherete培養(yǎng)胡蘿卜根小外植體成功。

1943年，White提出了植物細(xì)胞“全能性”學(xué)說(shuō)，標(biāo)志組織培養(yǎng)成為一門(mén)新興學(xué)科。1952-1953年：美國(guó)科學(xué)家StewardF.C.用胡蘿卜根韌皮部細(xì)胞懸浮培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)單個(gè)細(xì)胞能象受精卵發(fā)育成胚一樣的途徑，發(fā)育成完整植抹。證實(shí)了植物細(xì)胞“全能性”學(xué)說(shuō)。3、快速發(fā)展和應(yīng)用階段（從20世紀(jì)50年代末到現(xiàn)在）60年代，美國(guó)開(kāi)始了應(yīng)用性研究，應(yīng)用于蘭花工業(yè)、

蘭科植物，蘭花的種子胚發(fā)育不完全，種子繁殖速度慢，所以不能用種子來(lái)繁殖；應(yīng)用于分株繁殖，三、四年分株一次，易病毒感染，導(dǎo)致品種退化。

而應(yīng)用組培技術(shù)，蘭花莖尖接種脫毒到培養(yǎng)基中，成為無(wú)病毒種苗，解決了很大問(wèn)題，導(dǎo)致歐美蘭花大量繁殖，形成著名的“蘭花工業(yè)”。蝴蝶蘭、蕙蘭、跳舞蘭，三種洋蘭在全世界盛行，洋蘭易鑒別，國(guó)蘭有它的神秘性，不易鑒別。1960年，Morel等人通過(guò)對(duì)蘭花莖尖進(jìn)行培養(yǎng)，獲得了快速繁殖的脫毒蘭花，隨后在國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了“蘭花試管苗產(chǎn)業(yè)化”。（一）組培的應(yīng)用1、植物的快速繁殖（快繁）2、培育脫病毒種苗3、培育新品種4、次生物質(zhì)的生產(chǎn)—應(yīng)用于醫(yī)療、制藥5、物種資源的保存擴(kuò)繁數(shù)量較大6、組培—許多現(xiàn)代生物技術(shù)的基礎(chǔ)1、植物的快速繁殖（快繁）

快速繁殖：利用組織培養(yǎng)技術(shù)，將優(yōu)良植株的器官、組織或細(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng)，在短期內(nèi)獲得大量遺傳性較為一致的個(gè)體的方法或技術(shù)叫離體快速無(wú)性繁殖。①周期短組培擴(kuò)繁芽苗平均一個(gè)月二個(gè)月周期。如新疆楊，快繁常規(guī)為一年一年生、二年生、多年生植物。一年生還分夏型，冬型植物②繁殖系數(shù)高

至少4-5倍，多達(dá)十幾倍，幾十倍，如此之高的繁殖速度是任何傳統(tǒng)的無(wú)性繁殖方法所不能達(dá)到的。如菊花花蕾一株，6個(gè)月后繁殖成6萬(wàn)株，7個(gè)月后達(dá)到10萬(wàn)株。③無(wú)性繁殖：體細(xì)胞

保持原種的生物特性，雖存在變異，但變異率不高于自然變異率。遺傳保持物種的穩(wěn)定；變異保證進(jìn)化，因而變異是正常的；快繁很有效，給生產(chǎn)帶來(lái)了很大的效益。⑤擴(kuò)大繁殖珍稀植物資源和育種原始材料。

野生抗性資源（抗病蟲(chóng)害、抗旱、抗寒）；

自然變異資源（果樹(shù)上的芽變、農(nóng)作物、蔬菜、花卉的雄性不育材料）；

珍惜資源珍貴資源（獼猴桃、木質(zhì)好的黃菠蘿、紅豆杉、名貴花卉）等。⑥可加快繁殖系數(shù)低或種子繁殖難或不能用種子繁殖的植物或育種資

1、根據(jù)幾個(gè)文章深入思考，談?wù)劯邢?、賀蘭山的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)，體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)哪方面的重視。（資料為強(qiáng)國(guó)里面賀蘭山組培生態(tài)恢復(fù)。西藏科技扶貧）（2）病毒危害的嚴(yán)重性病毒留在體內(nèi)，通過(guò)復(fù)制方式繁殖、增多，繁殖過(guò)程與細(xì)胞分裂過(guò)程相關(guān)。

病毒進(jìn)入植物體內(nèi)，隨生長(zhǎng)過(guò)程，發(fā)生系統(tǒng)感染，隨無(wú)性繁殖代數(shù)增加，病毒在體內(nèi)積累。最初無(wú)壞死斑點(diǎn)的癥狀，等病毒積累到一定程度時(shí)，就發(fā)生了園藝性狀的改變。菊花13種病毒唐菖蒲5種土豆17種草莓24種康乃馨8種大蒜2種蘋(píng)果36種葡萄26種桃23種

脫病毒（1）病毒對(duì)園藝植物的危害特點(diǎn)：

通過(guò)①昆蟲(chóng)傳播，如紅蜘蛛、蚜蟲(chóng)②土壤傳播③機(jī)械創(chuàng)傷傳播。病毒在植物體內(nèi)存留，接種種子后，病毒在體內(nèi)流動(dòng)，使全株均感染病毒，但種子不感染。

病毒的發(fā)生是以一個(gè)種子的世代而消失的。逐漸完成根莖葉形態(tài)建成過(guò)程不斷傳播。不斷移動(dòng)。以營(yíng)養(yǎng)體為繁殖材料的園藝植物普遍感染病毒，

對(duì)于觀賞植物來(lái)講，花序變短，花數(shù)少，花朵小。唐菖蒲，130厘米，一級(jí)切花標(biāo)準(zhǔn)的花序，但市場(chǎng)上的通常60－70為厘米，即為感染病毒后的表現(xiàn)?？的塑?，花瓣雜色條紋，花色淡，觀賞價(jià)值降低。郁金香，花序短。遼西地區(qū)多種球繁殖，切花采植鱗莖，第二年花束變少，第三年花序變短。蔬菜作物：土豆的產(chǎn)量嚴(yán)重下降，引起所謂的“品種退化”，事實(shí)上，是病毒積累太多的緣故；生姜脫毒后產(chǎn)量是原來(lái)的四倍，多產(chǎn)于山東。⑶防治困難

病毒的繁殖過(guò)程與細(xì)胞的增殖相關(guān)，對(duì)病毒有效的藥劑對(duì)植物本身也有傷害。所以，不能通過(guò)化學(xué)殺菌劑徹底消滅病毒。（在生長(zhǎng)期內(nèi)施肥，只能減輕而不能消除病毒）

土壤改良、消毒綜合防治措施抗性品種

栽培措施（3）組培是脫病毒的有效途徑

病毒是專(zhuān)性寄生物（離開(kāi)寄主不能生產(chǎn)）

在自然界生存發(fā)展必須在寄主間轉(zhuǎn)移，植物病毒從一植株轉(zhuǎn)移或擴(kuò)散到其他植物的過(guò)程稱(chēng)為傳播

從植物體內(nèi)的一個(gè)局部到另一局部的過(guò)程稱(chēng)為移動(dòng)。植物體內(nèi)病毒移動(dòng)通過(guò)維管束，植物旺盛生長(zhǎng)的分生組織屬于未完全分化狀態(tài)且細(xì)胞不斷分裂增生，病毒含量少或無(wú)病毒如莖尖、根尖。這也是通過(guò)分生組織培養(yǎng)獲得無(wú)毒植株的依據(jù)。

取分生組織部位的組織，0.1-0.2mm即可得脫病毒的植株，結(jié)合繼代培養(yǎng)，得到脫病毒的種苗→田間種植→無(wú)病毒→AA級(jí)原種（一級(jí)）→擴(kuò)繁A級(jí)（二級(jí)）→擴(kuò)繁→生產(chǎn)種（三級(jí)）（并非完全沒(méi)有病毒，是不帶有本地區(qū)規(guī)定檢疫范圍內(nèi)的危害性病毒，如潛隱性病毒、非潛隱性病毒、類(lèi)病毒等）→用于生產(chǎn).已分生狀態(tài)及分化狀態(tài)利用分生組織組培-脫掉病毒的狀態(tài)。并非滅菌消毒。3、培育新品種⑴誘變育種（物理輻射、化學(xué)）

射線(xiàn)→變異→優(yōu)秀單株→擴(kuò)繁加倍

⑵自然變異（芽變）芽變→試管繁殖體系，用于抗旱、抗寒。4、次生物質(zhì)的生產(chǎn)—應(yīng)用于醫(yī)療、制藥

利用的組培繁殖率高，繁殖速度快

植物次生物質(zhì)的生產(chǎn)大多數(shù)采用提取分離法。即首先采集植物（栽培的或野生的），然后采用各種生化技術(shù)，將有用的物質(zhì)從植物組織、器官中提取出來(lái)；再進(jìn)行分離純化，得到所需物質(zhì)。從紅豆杉中分離紫杉醇；從木瓜果中提取木瓜蛋白酶；從獼猴桃中提取維生素；從茉莉花中提取分離茉莉香精等。高山雪蓮→組培體系→愈傷培養(yǎng)，沈陽(yáng)渾南藥廠，用于抗癌。5、物種資源的保存種質(zhì)保存：利用天然環(huán)境或人工創(chuàng)造的適宜環(huán)境來(lái)保存種質(zhì)保存，使個(gè)體中所含有的遺傳物質(zhì)保持其遺傳完整性，且具有高的生命活力，并能通過(guò)繁殖將其遺傳特性傳遞下去。

方式：繼代、限制生長(zhǎng)的保存、超低溫防止變異的保存。種質(zhì)→組培體系（試管）→低溫貯藏（一年繼代一次）→出瓶種植。6、組培—許多現(xiàn)代生物技術(shù)的基礎(chǔ)

舉例：人