植物組織培養(yǎng)

1、第一章植物組織培養(yǎng)的基礎知識組織培養(yǎng)的概念植物組織培養(yǎng)是指將植物的離體器官（如根、莖、葉、花、果實、種子等）、組織（如花藥、胚珠、形成層、皮層、胚乳等）、細胞（如體細胞、生殖細胞花粉等）以及去除細胞壁的原生質體，甚至幼小的植株，放在無菌條件下，在人工控制的環(huán)境條件下，培養(yǎng)在培養(yǎng)基上對其進行克隆，使其生長、分化并成長為完整植株的過程?？煞Q為離體培養(yǎng)或試管培養(yǎng)。組織培養(yǎng)的生理依據1細胞全能性學說植物體的每一個細胞都攜帶有一套完整的基因組，并

2、具有發(fā)育成為完整植株的潛在能力。全能性只是一種可能性。要把這種可能性變?yōu)楝F(xiàn)實性必須滿足兩個條件：一是要把這些細胞從植物體其余部分的抑制性影響下解脫出來，也就是說必須使部分細胞處于離體的條件下。二是要給予它們適當?shù)拇碳?，即給予它們一定的營養(yǎng)物質，并使它們受到一定的激素的作用。全能性體現(xiàn)的兩個過程一個已分化的細胞要表現(xiàn)它的全能性，必須經歷兩個過程，即首先要經歷脫分化過程，然后再經歷再分化過程。再分化的過程有兩種方式：一是器官發(fā)生方式二是胚胎

3、發(fā)生方式2.激素（植物生長調節(jié)劑）調控植物生長調節(jié)劑是培養(yǎng)基中的關鍵性物質，用量極少，但起著十分重要明顯而調控作用。植物生長調節(jié)劑包括生長素、細胞分裂素及赤霉素等多種，它們在植物組織培養(yǎng)中具有不同的作用。（1）生長素用于誘導愈傷組織的形成，體細胞胚的產生以及試管苗的生根，更重要的是配合一定比例的細胞分裂素誘導腋芽和不定芽的產生。常用的生長素:24—二氯苯氧乙酸（2，4D）、萘乙酸（NAA）、吲哚乙酸（IAA）和吲哚丁酸（IBA）等。作用

4、強弱順序:2，4D＞NAA＞IBA＞IAA。(2)細胞分裂素促進細胞分裂與分化，延遲組織衰老，增強蛋白質合成，促進側芽生長及顯著改變其他激素作用的特點。常見的細胞分裂素有：2—異戊烯腺嘌呤（2iP）、玉米素（ZT）、6—芐基氨基腺嘌呤（6BA）、激動素（KT）、苯基噻二唑基脲（TDZ）。作用強弱順序:TDZ＞2—ip＞ZT＞6—BA＞KT。(3)赤霉素在植物組織培養(yǎng)中應用的僅有GA3一種，它是一種天然產物，能促進已分化芽的伸長生長。其他

5、植物生長調節(jié)劑:如脫落酸（ABA）、乙烯利（CEDP）等在植物組織培養(yǎng)中也有一定的應用。生長素細胞分裂素的比值:大時有利于根的形成，這時生長素起主導作用；比值小時，則促進芽的形成，這時細胞分裂素起主導作用。此合成培養(yǎng)基后被稱為White培養(yǎng)基。Gautheret（1934）在山毛柳和黑楊等形成層組織的培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)，雖然在含有葡萄糖和鹽酸半胱氨酸的Knop溶液中，這些組織也可以不斷增殖幾個月，但只有在培養(yǎng)基中加入了B族維生素和IAA以后，山

6、毛柳形成層組織的生長才能顯著增加。這些實驗揭示了B族維生素和生長素的重要意義，又直接導致了1939年Gautheret連續(xù)培養(yǎng)胡蘿卜根形成獲得首次成功。同年，white由煙草種間雜種的瘤組織，Nobecourt由胡蘿卜也建立了類似的連續(xù)生長的組織培養(yǎng)物。Gautheret，White和Nobecourt一起被譽為植物組織培養(yǎng)的奠基人。40年代和50年代初期，活躍在植物組織培養(yǎng)領域里的研究者以Skoog為代表，研究的主要內容是利用嘌呤類物

7、質處理煙草髓愈傷組織以控制組織的生長和芽的形成。Skoog（1944）和崔徵等（1951）發(fā)現(xiàn)，腺嘌呤或腺苷不但可以促進愈傷組織的生長，而且還能解除培養(yǎng)基中生長素（IAA）對芽形成的抑制作用，誘導芽的形成，從而確定了腺嘌呤與生長素的比例控制芽和根形成的主要條件之一。這些實驗結果導致了激動素和以后利用激動素和生長素在組織培養(yǎng)中控制器官分化工作開展。50年代開始以后的10年中，引人注目的植物組織培養(yǎng)的研究進展有以下6項：①1952年，Mel

8、和Martin首次證實，通過莖尖分生組織離體培養(yǎng)，可以由已受病毒侵染的大麗花中獲得無毒植株。②1953～1954年，Muir進行單細胞培養(yǎng)獲得初步成功。并對分離的單細胞進行了“看護培養(yǎng)”。實現(xiàn)Haberlt培養(yǎng)單細胞可能性的這一設想。③1955年，Miller等由鯡魚精子DNA中分離出細胞分裂素，并把它定名為激動素（kiin）。具有和激動素類似活性的合成的或天然的化合物已有多種，它們總稱為細胞分裂素（cytokinin）。應用這類物質，

9、我們就有可能誘導已經成熟和高度分化的組織（如葉肉和干種子胚乳）細胞進行分裂。④1957年，Skoog和Miller提出了有關植物激素控制器官形成的概念。指出在煙草髓組織培養(yǎng)中，根和莖的分化是生長素對細胞分裂素比率的函數(shù)，通過改變培養(yǎng)基中這兩類生長調節(jié)物質的相對濃度可以控制器官的分化：這一比率高時促進生根，低時促進莖芽的分化。二者濃度相等時，組織則趨向于以一種無結構的方式生長。后來證明，激素可調控器官發(fā)生的概念對于多數(shù)物種都可適用，只是由

10、于在不同組織中這些激素的內生水平不同，因而對于某一具體的形態(tài)發(fā)生過程來說，它們所要求的外源激素的水平也會有所不同。⑤1958年，Wickson和Thimann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。當把莖尖接種在含有細胞分裂素的培養(yǎng)基上以后，將可使側芽解除休眠狀態(tài)，而且，能夠從頂端優(yōu)勢下解脫出來的不只是那些既存于原來莖尖上的腋芽，此外，還有由原來的莖尖在培養(yǎng)中長成的側枝上的腋芽，結果就會形成一個郁郁蔥蔥

11、的結構，里面包含了數(shù)目很多的小枝條，其中每個小枝條又可取出來重復上述過程，于是在相當短的時間內，就可以得到成千上萬的小枝條。當把這些小枝條轉夠到另外一種培養(yǎng)基上誘導生根以后，即可移植于土壤中。⑥1958～1959年，Reinert和Steward分別報道，在胡蘿卜愈傷組織培養(yǎng)中形成了體細胞胚。這是一種不同于通過芽和根的分化而形成植株的再生方式?，F(xiàn)在知道有很多物種都能形成體細胞胚。在有些植物任何部分都可以得到體細胞胚，如胡蘿卜和毛茛上。迅