植物组织培养学概论修改中

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1、植物组织培养学Planttissueculture第一章植物组织培养简介定义：离体（invitro)条件下利用人工培养条件在无菌情况下培养、生长、发育再生出完整植株的过程。植物组织培养是二十世纪发展起来的新技术，近三十年来由于组织培养基础理论研究的深入，发展极为迅速，发表的文献浩如烟海，几乎以植物为研究对象的各个分支学科都在广泛进行组织培养。发展简史1838-1839年，德国科学家Schleide和Schwann发表了细胞学说，奠定了组织培养的理论基础。1902年，德国植物学家Haberlandt根据细胞学说，提

2、出单个细胞的植物细胞全能性（totipotency）理论。1904年，Hanning最先成功地培养了萝卜和辣根菜的胚。1922年，Knudson采用胚培养法获得大量兰花幼苗。1934年，White用番茄根尖建立起第一个活跃生长的无性繁殖系，从而使非胚器官的培养首先获得成功。1958年，英国科学家Steward等用胡萝卜根的愈伤组织细胞进行悬浮培养，成功诱导出胚状体并分化为完整的小植株，不但使细胞全能性理论得到证实，而且为组织培养的技术程序奠定了基础。1962年，Murashinge和Skoog在烟草培养中筛选出至

3、今仍被广泛使用的MS培养基。1964-1966年，印度科学家Guha和Maheswari在曼陀罗花药培养中首次由花粉诱导得到了单倍体植株。1972年，Carlson通过两个种的烟草原生质体融合培养，获得了第一个体细胞杂交的杂种植株。……应用领域1、快速繁殖运用组织培养的途径，一个单株一年可以繁殖几万到几百万个植株。例如一株葡萄一年繁殖到3万多株，一株兰花一年繁殖到400万株。2、种苗脱毒针对病毒对农作物造成的严重危害，通过组织培养可以有效地培育出大量的无病毒种苗。已经取得成功的有马铃薯、草莓、香蕉、葡萄等等。3、

4、远缘杂交利用组织培养可以使难度很大的远缘杂交取得成功，从而育成一些罕见的新物种。比如辽宁果树研究所利用这种方法获得苹果与梨的杂交种。4、突变育种采用组织培养可以直接诱变和筛选出具抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白等优良性状的品种。象中国林科院用逐步加大培养基中盐的浓度，直接获得耐盐的杨树株系。5、基因工程基因工程主要研究DNA的转导，而基因转导后必须通过组织培养途径才能实现植株再生。6、生物制品有些极其昂贵的生物制品，如抗癌首选药物--紫杉醇等，可以用大规模培养植物细胞来直接生产。近年国内在红豆杉组织培养中获得生长量高

5、达0.49gFW/（gFW·d）的细胞系，每升细胞培养物中紫杉醇的产量可达0.25mg。植物组织培养的分类外植体（explant)：由活体（invivo)植物体上提取下来的，接种在培养基上的无菌细胞、组织、器官等。广义的组织培养依外植体不同，可分为：器官培养（organculture）、茎尖分生组织培养(shoottipculture,shootapexculture,apicalmeristemculture)、愈伤组织培养(callusecultrue)、细胞培养(cellculture)、原生质体培养(pr

6、otoplastculture)愈伤组织（callus）在人工培养基上由外植体上形成的一团无序生长状态的薄壁细胞。植物组织培养的理论基础——植物细胞的全能性植物细胞的全能性（totipotent)：植物细胞具有该植物体全部遗传的可能性，在一定条件下具有发育成完整植物体的潜在能力。原理：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。差异：（1）受精卵的全能性最高（2）受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的低。潜

7、在全能性的原因：基因表达的选择性科学研究表明，处于离体状态的植物活细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养。植物细胞全能性的表达脱分化（dedifferentiation)：将来自已分化组织的已停止分裂的细胞从植物体部分的抑制性影响下解脱出来，恢复细胞的分裂活性。再分化（redifferentiation):经脱分化的组织或细胞在一定的培养条件下可有转变为各种不同细胞类型的能力。离体的植物器官、组织、细胞脱分化愈伤组织再分

8、化根芽植物体植物组织培养过程植物组织培养条件：含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的PH、适时光照等。植物组织培养特点植物组织培养是由于人为控制培养条件，根据不同植物不同部位的不同要求而提供不同的培养条件，因此生长较快。另外，植株也比较小，往往20—30d为一个周期。所以，虽然植物组织培养需要一定设备及能源消耗，但由于植物材料能按几何级数繁殖生产，故