菊花的組織培養(yǎng)

1、課題1 菊花的組織培養(yǎng),組織培養(yǎng)是指在人工培養(yǎng)基上，離體培養(yǎng)植物的器官、組織、細(xì)胞和原生質(zhì)體，并使其生長(zhǎng)、增殖、分化以及再生植株的技術(shù)。,一、基礎(chǔ)知識(shí),1、植物的組織培養(yǎng),（1）細(xì)胞的分化,①概念：,在個(gè)體發(fā)育中，相同細(xì)胞的后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過(guò)程 .,②過(guò)程：,如：受精卵增殖、生長(zhǎng)、分化形成組織、器官、系統(tǒng).,③特點(diǎn)：,B.穩(wěn)定性：,C.全能性：,A.持久性：,是一種持久性的變化，它發(fā)生在生物體的整個(gè)生命過(guò)程中

2、,在胚胎期達(dá)到最大限度.,細(xì)胞分化是穩(wěn)定的，一般是不可逆轉(zhuǎn)的.,已分化的細(xì)胞，仍具有發(fā)育的潛能.,⑤原因：,基因在特定的時(shí)間和空間條件下的選擇性表達(dá)的結(jié)果.,④結(jié)果：,形成不同的細(xì)胞和組織,（2）細(xì)胞的全能性,①定義：,生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體的潛能的特性.,②原理：,生物體的每一個(gè)細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個(gè)體所必需的全部基因.,高度特化的動(dòng)物細(xì)胞，從整個(gè)細(xì)胞來(lái)說(shuō)，全能性受到限制。但它的細(xì)胞

3、核仍然保持著全能性，這是因?yàn)榧?xì)胞核內(nèi)含有該物種遺傳性所需要的遺傳物質(zhì).,已分化的植物細(xì)胞，仍具有全能性.,③實(shí)例,受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞,④全能性的比較:,（3）植物組織培養(yǎng),細(xì)胞離體,①必要條件：,一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件,②原理:,細(xì)胞的全能性,A.外植體：從活植物體上切下進(jìn)行培養(yǎng)的那部分細(xì)胞、組織或器官.,③相關(guān)概念:,,B.脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程，又稱去分化。,C.再分

4、化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在培養(yǎng)過(guò)程中重新分化根或芽等器官的過(guò)程,D.愈傷組織:細(xì)胞排列疏松而無(wú)規(guī)則,是高度液泡化的、成無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞.,人參的愈傷組織,菠蘿的愈傷組織,2、影響植物組織培養(yǎng)的因素,（1）植物材料的選擇,煙草和胡蘿卜的組織培養(yǎng)較為容易,枸杞愈傷組織的芽誘導(dǎo)比較難,同一植物材料的年齡、保存時(shí)間的長(zhǎng)短會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,菊花的組織培養(yǎng)一般選擇未開花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝,（2）離體的植物組織和細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境等條件的要求相

5、對(duì)特殊，需配置不同的培養(yǎng)基,MS培養(yǎng)基主要成分包括：,A、大量元素: N、P、 S 、 K、Ca、Mg等,B、微量元素:B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、 Co等,C、有機(jī)物、植物激素,MS固體培養(yǎng)基成分及比例,討論：你能說(shuō)出各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用嗎？同專題2中微生物培養(yǎng)基的配方相比，MS培養(yǎng)基的配方有哪些明顯的不同？,答：微量元素和大量元素提供植物細(xì)胞生活所必需的無(wú)機(jī)鹽；蔗糖提供碳源，同時(shí)能夠維持培養(yǎng)基

6、的滲透壓；甘氨酸、維生素等物質(zhì)主要是為了滿足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產(chǎn)生的特殊營(yíng)養(yǎng)需求。微生物培養(yǎng)基以有機(jī)營(yíng)養(yǎng)為主。與微生物的培養(yǎng)不同，MS培養(yǎng)基則需提供大量無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)，無(wú)機(jī)鹽混合物包括植物生長(zhǎng)必須的大量元素和微量元素兩大類。,,①常用的植物激素：生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素和赤霉素,生長(zhǎng)素類：,2，4－二氯苯氧乙酸（2，4－D）、吲哚乙酸（IAA）、萘乙酸（NAA）、吲哚丁酸（IBA）,細(xì)胞分裂素類：,激動(dòng)素（KT）、6－芐基

7、嘌呤（ 6－BA）、玉米素（ZT）,赤霉素類：,赤霉酸（GA3）,（3）植物激素的影響,②生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素作用,植物中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。在生長(zhǎng)素存在的情況下，細(xì)胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強(qiáng)的趨勢(shì),有利于根的分化,有利于芽的分化，抑制根的分化,促進(jìn)愈傷組織生長(zhǎng),③生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素同時(shí)使用，用量的比例對(duì)植物細(xì)胞發(fā)育方向的影響,（4）pH、溫度、光照,pH控制在5.8左右，溫度控制在18－22。C,每

8、日用日光燈照射12h.,3、植物組織培養(yǎng)過(guò)程:,離體組織或細(xì)胞,植物體,細(xì)胞分裂素≈生長(zhǎng)素,愈傷組織,芽,根,細(xì)胞分裂素>生長(zhǎng)素,細(xì)胞分裂素<生長(zhǎng)素,,植物細(xì)胞培養(yǎng),,不需要光?,,需要光,植物組織培養(yǎng)的過(guò)程,離體的植物組織或細(xì)胞,愈傷組織,根和芽,完整的植物體,,,,脫分化,再分化,(1)、培育無(wú)病毒植株,(2)、 培養(yǎng)紫草愈傷組織,提取紫草素（治療燙傷和割傷的藥物以及染料和化妝品的原料）,(4)、基因工程中亦需用到植物組

9、織培養(yǎng)的方法,4、植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用：,(3)、誘導(dǎo)離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu)，包裹上人造種皮，制成人工種子，可以解決有些作物品種繁殖能力差，結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題.,人工種子,同常規(guī)的無(wú)性繁殖方法相比，組織培養(yǎng)快速繁殖法主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）快速。采用常規(guī)的方法如分株法，一棵花卉一年一般只能生產(chǎn)幾株或幾十株，但用組織培養(yǎng)的方法則每年可以繁殖出幾萬(wàn)甚至數(shù)百萬(wàn)的小植株。（2）周年生產(chǎn)?；ɑ芙M織培養(yǎng)快速繁殖是在實(shí)

10、驗(yàn)室中進(jìn)行，因條件可控，所以不受季節(jié)限制，可以全年進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。而常規(guī)的無(wú)性繁殖則受季節(jié)限制，只能在花卉生長(zhǎng)季節(jié)進(jìn)行繁殖。（3）經(jīng)濟(jì)效益高?；ɑ芙M織培養(yǎng)快速繁殖所需要的空間小，在一個(gè)200平方米的培養(yǎng)室內(nèi)一年可生產(chǎn)試管苗上百萬(wàn)株。如按每株1元計(jì)算，每年產(chǎn)值上百萬(wàn)元。（4）以組織培養(yǎng)繁殖的種苗與母株有著相同的遺傳基因。所以使用這項(xiàng)技術(shù)可讓優(yōu)良的品種不斷地延續(xù)。,組織培養(yǎng)與常規(guī)繁殖相比優(yōu)點(diǎn)眾多,二、實(shí)驗(yàn)操作,（一）制備MS固體培養(yǎng)基,M

11、S培養(yǎng)基包括20多種營(yíng)養(yǎng)成分，實(shí)驗(yàn)室一般使用4。C保存配制好的培養(yǎng)基母液來(lái)制備.,1、配置各種母液,①無(wú)機(jī)物中大量元素濃縮10倍，微量元素濃縮100倍，常溫保存.,②激素類、維生素類以及用量較小的有機(jī)物一般可按1mg/ml的質(zhì)量濃度單獨(dú)配制成母液.,③用母液配制培養(yǎng)基時(shí)，需要根據(jù)各種母液的濃縮倍數(shù)，計(jì)算用量.,2、配置培養(yǎng)基,分裝到錐形瓶中，每瓶分裝50ml或100ml.,① 配制培養(yǎng)液,② 調(diào)PH,③培養(yǎng)基的分裝,由于菊花的莖段的組織

12、培養(yǎng)比較容易，因此不必添加植物激素.,3、滅菌,分裝好的培養(yǎng)基連同其他器械一起進(jìn)行高壓蒸汽滅菌.,1、選材：菊花莖段，取生長(zhǎng)旺盛的嫩枝.,（二）外植體消毒,2、消毒,①流水沖洗,菊花莖段用流水沖洗后可少許洗衣粉，用軟刷輕輕刷洗，刷洗后在流水下沖洗20min左右.,② 酒精處理,用無(wú)菌吸水紙吸干外植體表面的水分，放入體積分?jǐn)?shù)為70％的酒精中搖動(dòng)2－3次，持續(xù)6－7s，立即將外植體取出，在無(wú)菌水中清洗.,③消毒液處理,取出后用無(wú)菌吸水紙吸干

13、外植體表面的水分，放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％的氯化汞溶液中1－2min，取出后在無(wú)菌水中至少清洗3次，漂凈消毒液.,（三）接種,污染的主要來(lái)源是空氣中的細(xì)菌和孢子，接種室消毒是至關(guān)重要的。用70％的酒精噴霧使空氣消毒， 酒精或新潔爾滅搽洗工作臺(tái)并用紫外線照射20分鐘,1、接種室消毒,2、無(wú)菌操作要求,操作要在酒精燈火焰旁完成，每次使用器械后，都需要用火焰灼燒滅菌，接種后立即蓋好瓶蓋。,3、材料的切取和接種,4、接種注意事項(xiàng),①每接種一塊外植

14、體前，鑷子需放入體積分?jǐn)?shù)為75％的酒精溶液中消毒一次，然后在酒精燈火焰上燒一遍，冷卻后再接種.,②外植體在培養(yǎng)基中要分布均勻，放置外植體數(shù)量根據(jù)錐形瓶的大小確定，一般胡蘿卜3－4塊，菊的莖或葉6－8塊，也不要太少，以充分利用培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)成分和光照條件.,③插入時(shí)應(yīng)注意方向，不要倒插。莖段、莖尖基部插入培養(yǎng)基利于吸收水分和養(yǎng)分.,思考：你打算做幾組重復(fù)？你打算設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)嗎？,答：每種材料或配方至少要做一組以上的重復(fù)。設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)可以取

15、用一個(gè)經(jīng)過(guò)滅菌的裝有培養(yǎng)基的錐形瓶，與接種操作后的錐形瓶一同培養(yǎng)，用以說(shuō)明培養(yǎng)基制作合格，沒有被雜菌污染。,（四）培養(yǎng),1、愈傷組織的培養(yǎng),從接種外植體到出現(xiàn)愈傷組織需經(jīng)過(guò)2周時(shí)間。2周之內(nèi)可以看到外植體上逐漸長(zhǎng)出乳白色或黃白色的瘤狀愈傷組織。首次培養(yǎng)愈傷組織時(shí)，恒溫箱的門應(yīng)該關(guān)閉不必見光，因?yàn)樵跓o(wú)光條件下愈傷組織長(zhǎng)的更快。2周后，培養(yǎng)基成分接近耗盡，必須更換培養(yǎng)基，進(jìn)行繼代培養(yǎng).,繼代培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基與培養(yǎng)愈傷組織的相同，在嚴(yán)格的無(wú)菌

16、條件下，將愈傷組織連同原來(lái)的外植體一起移到新培養(yǎng)基上。愈傷組織的繼代培養(yǎng)一代為20d。如果延長(zhǎng)時(shí)間，培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，外植體會(huì)分泌有毒物質(zhì)，造成自身中毒。如果愈傷組織長(zhǎng)到直徑為1－1.5cm時(shí)，就可以進(jìn)行試管苗培養(yǎng)，否則還需進(jìn)行第二代繼代培養(yǎng).,2、愈傷組織的繼代培養(yǎng),在愈傷組織繼代培養(yǎng)期間，將恒溫箱的門打開，讓愈傷組織見光，愈傷組織見光后顏色可以轉(zhuǎn)為綠色.,3、試管苗的培養(yǎng),當(dāng)愈傷組織長(zhǎng)到一定大小后，可以更換培養(yǎng)基，進(jìn)行試管苗的見

17、光培養(yǎng).,（五）移栽,移栽生根的菊花試管苗之前，應(yīng)先打開培養(yǎng)瓶的封口膜，讓試管苗在培養(yǎng)間生長(zhǎng)幾日.,1、打開封口膜,2、清洗轉(zhuǎn)移,用流水清洗根部的培養(yǎng)基，將幼苗移植到消過(guò)毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境下生活一段時(shí)間.,（六）栽培,3、移栽,珍珠巖：固體基質(zhì)型，含水量高、蓄水性強(qiáng)、透性好，適合栽培.,幼苗長(zhǎng)壯后，移栽到土壤中.,幼苗移栽后，每天觀察并記錄幼苗的生長(zhǎng)情況，適時(shí)澆水、施肥，直至開花.,三、課題延伸,1、一般來(lái)說(shuō)，容易進(jìn)行無(wú)性繁殖的植物

18、，也容易進(jìn)行組織培養(yǎng).,2、實(shí)例：蘆薈、豆瓣綠、秋海棠、月季.,本課題內(nèi)容小結(jié),,,,,菊花組織培養(yǎng),基礎(chǔ)知識(shí),實(shí)驗(yàn)操作,植物體的組織培養(yǎng),影響組織培養(yǎng)的因素,,細(xì)胞分化細(xì)胞全能性組織培養(yǎng)過(guò)程,營(yíng)養(yǎng)激素環(huán)境條件,MS固體培養(yǎng)基制備外植體消毒接種培養(yǎng)移栽栽培,作業(yè)：P36　1、在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒、滅菌，并且要求無(wú)菌操作。2、在選取菊花莖段是，為什么要選取生長(zhǎng)旺盛的嫩枝？,外植體的生

19、理狀態(tài)是成功進(jìn)行組織培養(yǎng)的重要條件之一。生長(zhǎng)旺盛的嫩枝生理狀況好，容易誘導(dǎo)脫分化和再分化。,植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差，對(duì)培養(yǎng)條件的要求較高。用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合于某些微生物的生長(zhǎng)，如一些細(xì)菌、真菌等的生長(zhǎng)。而培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)前功盡棄，因此要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作。,21.下圖是植物組織培養(yǎng)的簡(jiǎn)略表示。據(jù)此回答：①,②,③,練習(xí)1、下圖是植物組織培養(yǎng)的簡(jiǎn)略表示。據(jù)此回答：（1）①表

20、示__________________，它能被培養(yǎng)成為④的根本原因是______________________________________。（2）②表示____________，它與①相比分化程度__________，全能性____________.（3）若想制成人工種子，應(yīng)選用____________。（4）若①是花藥，則④是____________，繼續(xù)對(duì)其使用____________處理可獲得____________正

21、常植株，該過(guò)程稱為__。（5）若①是胡蘿卜根尖細(xì)胞，則培養(yǎng)成④的葉片的顏色為____________，這說(shuō)明____________。（6）若利用此項(xiàng)技術(shù)制造治療燙傷、割傷的藥物——紫草素，培養(yǎng)將進(jìn)行到____________。,答案：（1）離體的植物組織或器官 植物細(xì)胞具有全能性 （2）愈傷組織 低 高 （3）③ （4）單倍體植株 秋水仙素 純合體 單倍體育種 （5）綠色 含有表達(dá)葉綠體的基因 （6）②,練

22、習(xí)2、 基因型為AaBb的水稻（含24條染色體）的花藥通過(guò)無(wú)菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗，問：（1）愈傷組織是花粉細(xì)胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán)，愈傷組織形成過(guò)程中，必須從培養(yǎng)基中獲得_____________等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。（2）要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)有_____________和_____________兩類激素。（3）愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根，再由芽發(fā)育成葉和莖。這一過(guò)程必須給予光照