第四章植物器官的培养.docx

第四章植物器官的培养1、器官培养包括离体的根、茎、叶、花器和果实的培养以器官作为外植体 进行离体培养器官培养的意义:研究器官生长、营养代谢、生理生化、组织分化和形态建成在生产实践上具有重要的应用价值,可在短期内提高繁殖速率,进行名贵品种 的快速繁殖;利用茎尖培养可得到脱毒试管苗,解决品种的退化问题,提高产量和质 量;将植物器官作诱变处理,用器官培养可得到突变株,进行细胞突变育种等第一节营养器官的培养一、茎尖的培养茎尖培养是切取茎的先端部分或茎尖分生组织部分,进行无菌培养这是组织 培养中用得最多的一个取材部位茎尖培养根据培养目的和取材大小可分为微茎尖培养和普通茎尖培养微茎尖指带有 1-2 个叶原基的生长锥,其长度不超过 0.5mm普通茎尖指较大的茎尖(如几mm到几十mm)、芽尖及侧芽普通茎尖培养(1) 取材: 挑选杂菌污染少,生长不久的茎尖2) 消毒接种: 将茎尖切成 0.5-1.Ocm 长将茎尖置于流水冲洗 2-4h在 75%的酒精中处理 30s在稀释20 倍的次氯酸钠中浸 5-8min无菌水冲洗数次接种(3) 接种: 为了减少污染,可在接种前再剥掉一些叶片,使茎尖为 0.5cm 左右大小。

4) 培养的方法和程序① 培养基多数茎尖培养采用MS作为基本培养基,常用的其他培养基有White,Heller.培养基中生长素:2,4-D,IAA,NAA,浓度一般用O.lmg/L左右，高于此浓度，往往产生畸变芽或形成愈伤组织茎尖在培养过程中会出现生长太慢、生长太快和生长正常等三种类型生长太慢:接种后茎尖不增大,只是茎尖逐渐变绿,出现绿色小点,细胞逐渐老化而进人休眠状态,或者逐渐变褐死亡引起的原因:生长素浓度太低,或是温度过低或过高;生长太快型是接种后茎尖迅速增大,在茎尖基部产生愈伤组织,并迅速增殖,而茎尖不伸长,久之茎尖也形成愈伤组织,从而丧失发育成苗的能力引起的原因:一是生长素浓度过高,引起细胞疯狂分裂而导致愈伤组织的形 成二是光照太弱或温度太高生长正常型是接种后茎尖基部稍增大并形成少量愈伤组织,茎尖颜色逐渐变绿, 并逐渐伸长,叶原基发育成可见的小叶,进而形成小苗② 培养条件:接种到培养基上的茎尖，置于培养室中培养，每天照光16h,照度 1500-30001X,温度通常在 25±2°C③ 继代培养:继代培养可用 MS 培养基④ 诱导生根:诱导生根通常采用1/2MS培养基MS培养基的各种组成成分用 量均减半的培养基。

并加入一定的生长素类调节物质，如NAA、IBA等5) 移栽入土在生根培养 1 个月左右,新梢基部生有较浓密的不定根,长度在 l0-15cm 左右,就可移栽人土二、 茎尖的培养与无病毒苗的培育热处理脱毒1、热处理法又称温治疗法(t heom therapy)(1) 温汤浸渍处理:适用于休眠器官、剪下的接穗或种植的材料，在50C左右的 温水中浸渍10min至数小时,方法简便易行，但易使材料受伤2) 热空气处理:热空气处理对活跃生长的茎尖效果较好，将生长的盆栽植株移 人温热治疗室(箱)内, 一般在35-40C处理时间因植物而异,短则几十分钟，长可 达数月三、 茎尖培养脱毒1、茎尖培养脱毒原理感染病毒植株的体内病毒的分布并不均匀,病毒的数量随植株部位及年龄而异, 越靠近茎顶端区域的病毒的感染深度越低，生长点（约O.l-l.Omm区域）则几乎不含 或含病毒很少这是因为生长点、分生组织细胞是活跃分裂的细胞,其区域内无维 管束，病毒只能通过胞间连丝传递，赶不上细胞不断分裂和活跃的生长速度在切取茎尖时越小越好，但太小则不易成活，过大又不能保证完全除去病毒2、培养基以White、Morel和MS培养基作为基本培养基，尤其是提高钾盐和铵盐的含量 会有利于茎尖的生长。

提高适当浓度的生长素（0.1-0.5 mg/L）与细胞分裂素在生长素中应避免使用易促进愈伤组织化的2,4-D,宜换用稳定性较好的NAA或IBA细胞分裂素可用Kt或BAGA3对某些植物茎尖培养是有用的有时茎尖培养添加活性炭3、茎尖培养方法接种工具:解剖镜（8-40倍）,一套解剖刀剥离茎尖时,应尽快接种将接种好的茎尖置于22°C左右的温度下每天以16h,2000-3000Lx的光照条 件下培养在低温和短日照下,茎尖有可能进入休眠;所以较高的温度和充足的日照时间 必须保证微茎尖需数月培养才能成功4、影响微茎尖培养的因素1) 外植体大小在最适培养条件下,外植体的大小决定茎尖的存活率,外植体越大,产生再生植 株的机会也就越大,而外植体越小脱毒效果越好叶原基的存在与否也影响分生组织形成植株的能力,一般认为,叶原基能向分 生组织提供生长和分化所必需的生长素和细胞分裂素2) 培养条件在茎尖培养中,光下培养的效果通常比暗培养效果好3) 外植体的生理状态茎尖最好要由活跃生长的芽上切取,培养顶芽茎尖比培养腋芽茎尖效果好,一 般选萌动期较好四、其他途径脱毒1、愈伤组织培养脱毒通过植物的器官和组织的培养脱分化诱导产生愈伤组织,然后从愈伤组织再分 化产生芽,长成小植株,可以得到无病毒苗。

2、茎尖微体嫁接木本植物茎尖培养难以生根成植株,将实生苗砧木在人工培养基上种植培育, 再从成年无病树枝上切取 0.4-1.0mm 茎尖,在砧木上进行试管微体嫁接,以获得无病 毒幼苗3、化学疗法脱毒化学药品对离体组织和原生质体具有脱毒效果常用的药品有:8-氮鸟嘌呤、 2-硫脲嘧啶、杀稻瘟抗菌素、放线菌素D、庆大霉素等五、无病毒植物的利用1、无病毒苗的保存繁殖无病毒植株有可能很快又被重新感染所以一旦培育得到无病毒苗,就应很好 地隔离与保存这些原原种或原种材料保管得好可以保存利用 5-10年无病毒苗应种植在隔虫网内,使用 300 目（网眼为 0.4-0.5mm 大小）的网纱,可 以防止蚜虫的进入通过离体培养进行繁殖和保存2、无病毒苗的利用3、无病毒苗的效果无病毒苗可以表现出明显的优良效果,可增产 20-50%…其它营养器官培养（一）、离体根的培养意义:可进行根系生理和代谢的研究由根细胞可再生成植株,可证明根细胞的全能性并产生无性繁殖系培养方法:(1) 培养基:多为无机离子浓度低的 White 培养基,其他培养基如用 MS,B5 等, 浓度稀释到2/3 或1/22) 根无性繁殖系的建立:培养条件为暗光,25-27°C。

3) 植株再生培养:根段的离体培养也可以用来再生植株过程:种子消毒--切取长0.6-1.2厘米的根尖--接种--萌发侧根--取侧根培养 --离体根无性系(二)、茎段的培养茎段培养指不带芽和带1个以上定芽或不定芽的,包括块茎、球茎在内的幼茎 切段的无菌培养主要目的:是快繁,探讨茎细胞的生理特点,进行育种上的筛选突变体的过程茎段培养用于快速繁殖的优点在于:培养技术简单易行,繁殖速度较快;芽生芽 方式增殖的苗木质量好,且无病,性状均一;解决不能用种子繁殖的无性繁殖植物的 快速繁殖问题等1) 材料的选择和处理:取材时注意茎的基部比顶部切段,侧芽比顶芽的成活率低,也可利用腋芽,茎上 部的腋芽培养效果较好2) 培养:MS培养基，培养条件保持25C左右在茎段培养中，促进腋芽增殖用6-BA是最为有效的，依次为Kt和Zt等生长 素虽不能促进腋芽增殖,但可改善苗的生长GA对芽伸长有促进作用继代扩繁是茎段培养的主要一步这可由二种途径解决:一是促进腋芽的快速生长，好处是不会产生变异能保持品种优良特性每年从 一个芽可增殖10万株以上二是诱导形成大量不定芽，产生变异生根培养:在生根培养中不需要加细胞分裂素生长素的浓度,NAA —般0.1- 1.0mg/L,IBA 和 IAA 可稍高。

MS,B5 ,White等培养基，都可用于诱导生根.或降低到1/2,1/3或1/4,甚至更 低的水平生根培养时增强光照三)离体叶的培养离体叶培养包括叶原基、叶柄、叶鞘、叶片、子叶在内的叶组织的无菌培 养它大多经脱分化形成愈伤组织,再由后者分化出茎和根1) 材料选择及灭菌(2) 接种把灭菌过的叶组织切成约0.5cm见方小块或薄片(如叶柄和子叶)，接 种在MS或其他培养基上培养基中附加BA1-3mg/L,NAA0.25-lmg/L3) 培养叶接种后培养条件为每天10-12h光照，光强1500-30001X分化培养基的细胞分裂素含量为2mg/L左右，约10d左右将发育成无根苗若 再将苗移至含NAA0.5-lmg/L的生根培养基可诱导成根，从而发育形成完整植株叶的培养比胚,茎尖和茎段培养难度大幼叶比成熟叶易培养,子叶比叶片易培养其次要添加适当的生长素和细胞分裂素,保证利于叶组织的脱分化和再分 化第二节生殖器官的培养一、花器官和种子的培养1.花器官培养 花器官培养指整个花器及其组成部分如花托、花瓣、花丝、花柄、子房、花药等的无菌培养意义: 了解整体植物和内源激素在花芽性别决定中所起的作用 了解花器各部分对果实及种子发育所起作用 了解内、外源激素在果实种子发育过程中的调控作用 生产上可用于珍贵品种的扩大繁殖。

其培养方法如下:(1)取材从健壮植株上取未开放的花蕾作外植体材料，先用75%酒精浸润约30s,再用饱 和漂白粉浸泡10-15rain,取出用无菌水冲洗数次2)接种培养常用的培养基有 MS、B5 等若要把花器官部分培育成小植株,要加入生长激 素和细胞分裂素,诱导形成愈伤组织或胚状体,再分化培养成植株如菊花的花瓣接在含6-BA 2mg/L、NAA0.1的MS培养基上，在26°C,15001x光 照.下，每天光照10h,培养约1周，形成少量愈伤组织再经1个月就分化出绿色芽 点,再切割转接,可形成大量无根苗,经长根成植株,用于繁殖2.种子培养种子培养是指受精后发育完全的成熟种子和发育不完全的未成熟种子的无菌 培养意义:利用种子培养可以打破种子休眠可以作为大量生产试管苗的好材料,它具有植株分化容易,无菌操作方便等特 点可使远缘杂交产生的杂种败育种子,正常萌发产生第二代植株培养技术如下:(1)种子灭菌种皮厚或不饱满的种子，宜用0.1%升汞消毒10-20min幼嫩的或发育不全的 种子,宜用饱和漂白粉消毒15-30min若种子上有绒毛或蜡质，应先用95%酒精或吐 温40处理，提高消毒效果对壳厚难萌发的种子，可去壳培养。

2) 培养基若以促进种子萌发为目的种子培养，培养基的成分要求较简单，可不 加或少加生长激素种子培养的糖浓度可稍低，一般1%-3%3) 接种培养种子培养的接种较容易，把种子按每瓶3-5粒放人培养瓶中，均匀 排列，放在20-28C的条件下培养，1000-20001x光强，每天光照10h二、胚胎的培养植物胚胎培养是胚及胚器官(如子房、胚珠)在离体无菌条件下,使胚发育成幼 苗的技术包括幼胚培养、成熟胚培养、胚珠培养、子房培养、胚乳培养等1.胚胎培养的意义(1)克服远缘杂种的不育性在高等植物的种间和属间杂交后代胚败育,胚发育 不全而不能正常萌发,因而得不到杂种种子,用胚胎培养和试管受精技术就可以解决 这些问题2)使胚发育不全的植物获得后代如兰花、天麻的种子成熟时,胚只有 6-7 个 细胞,多数胚不能成活如在种子接近成熟时,把胚分离出来进行培养,就能生长发 育成正常植物3)缩短育种年限在杂交育种中,应用胚培养技。