第一篇：植物組織培養在農業中的應用-畢業論文

植物組織培養在農業中的應用

班級：生科一班 學號：20105071103 姓名：王炯 指導老師：遠凌威

摘 要：通過有關植物組織培養方面的文獻綜述植物組織培養在農業上離體無性系的快速繁殖、培養無病毒種苗、新品種的選育和人工種子和種質的保存方面的應用，并對應用的前景作簡單的展望。關鍵詞：植物組織培養 農業

植物組織培養（tissue culture）是二十世紀初興起的一項高新生物技術，至今已經有一百多年的歷史，如今已成為了生物領域里面十分活躍的技術。植物組織培養開始走上工廠化和商業化始于20世紀六十年代，得利于花粉小孢子培養和原生質體培養的成功［1］。和植物組織培養的歷史相比，中國的在這方面的研究起步算是比較早的，在二十世紀四十年代在這方面就有所研究，但是大范圍的發展起來還是始于二十世紀七十年代的花藥培養。植物組織培養概述

植物組織培養，是指在人工控制的條件下，將植物體的任何一部分，或器官、或組織，或細胞，進行離體培養，使之發育形成完整的植物體。所謂人工控制的條件，即營養條件和環境條件；植物體的任伺一部分是指根、莖、葉、花、果以及它們的組織切片和細胞［2］。它的優越性在于：可以在不受其他部分干擾的情況下研究被培養部分的生長和分化規律。特點是：取材少，培養材料經濟；人為控制培養條件，不受自然條件影響；生長周期短，繁殖率高；管理方便，利于自動化控制［3］。

植物組織培養的理論基礎是植物細胞的全能性（totipotency）。一個生活的植物細胞，只要有完整的膜系統和細胞核，它就會有一整套發育成一個完整植株的遺傳基礎，在一個適當的條件下可以通過分裂、分化再生成完整植株，這就是所謂的細胞全能性［4］。

植物組織培養的基本方法［5］是材料選擇、培養基配置、接種與培養和最后的小苗移栽。植物組織培養在農業上的應用

植物組織培養應用十分廣泛，特別是和植物密切相關一些領域。農業主要是以植物的栽培種植為主，因此植物組織培養在農業上的應用是其應用中十分重要的一個方面。目前植物組織培養在農業上的應用主要有以下四個方面：離體無性系的快速繁殖、培養無病毒種苗、新品種的選育和人工種子和種質的保存。

2.1 離體無性系的快速繁殖

離體無性系的快速繁殖是組織培養在生產上應用最廣泛、最成功的一個方面。無性系繁殖植物的主要特點是繁殖速度快，通常一年內可以繁殖數以萬計的種苗，特別對于名貴品種、稀優種質、優良單株或新育成的品種的繁殖推廣具有重要的意義。

離體繁殖良種種苗最早在蘭花工業上獲得成功。蘭花成熟的種子中大多數的胚不能成活，種子不能發芽，通過球莖組織培養，使蘭花的繁殖系數大為提高，從而形成了20世紀60年代風靡全球的“蘭花工業”。甘蔗繁殖用種量大，1hm2地需要7.5-15t的種蔗。采用莖尖、嫩葉組織培養繁殖種苗，節省了大量的種蔗，加速了優良品種的推廣。其他如牡丹、香石竹、唐菖蒲和菊花等難以扦插的名貴品種以及無籽西瓜、草莓、獼猴桃、葡萄、菠蘿、櫻桃、桉樹、杉木等的無性快速繁殖都取得了進展，有力地推動了農業生產。

2.2 培養無病毒種苗

許多植物都遭受到病毒病不同程度的危害。有的種類甚至同時受到數種病毒病的危害，嚴重地影響了產品的商品價值。對于無性繁殖的作物如絕大部分的果樹、部分蔬菜（洋蔥、大蒜、石刁柏、菊芋、馬鈴薯）和花卉（菊花、唐菖蒲、風信子、秋海棠、月季）等，如遭受病毒侵染后，代代相傳，則體內可以積累相當高濃度的病毒，影響生長和成活，嚴重危害生產的發展。而病毒病又不同于真菌和細菌病害，采用殺菌劑和抗生素等化學藥劑防止很難湊效。自從Morel(1952)發現采用莖尖培養的方法可以從嚴重感染病毒的植株得到無病毒苗后，這方面的工作引起了人們的重視。在許多園藝植物上進行培育試驗也相繼得到成功，從此莖尖培養就成為解決病毒病害的一個重要途徑。也可以采用莖尖培養與熱處理相結合的方法來提高莖尖培養的脫毒效果。對于一些木本果樹植物，如果莖尖培養得到的植株難以發根生長，［6］且結果晚，則可采用莖尖微體嫁接的方法來培養無病毒苗。

2.3 人工種子和種質的保存

生命物質的保存，已引起許多科研工作者的興趣，其中包括原核生物、植物及動物材料的保存，種質保存的目的是為了確保有用的種質能在任何時候都具有生命力。組織培養能安全地保存植物的細胞、愈傷組織或分生組織，且在儲藏幾年后，仍能穩定地產生再生過程。通過無性系繁殖保存作物已成為迫切要求，尤其對于熱帶作物。

由于許多植物的組織和細胞培養物在液氮超低溫條件下貯藏后，仍然能夠保持很高的存活率并能重新再生出植株，保持原來的遺傳特性，因此可以利用植物組織

培養技術保存植物種質資源，從而節省了大量的人力和土地資源。如建立莖尖分生組織培養物的超低溫保存種質庫時, 不僅可以防止種質的遺傳變異和退化, 而且可以長期保存無病毒的原種。我國對水稻、小麥、玉米、甘蔗、馬鈴薯、紅豆、草莓、唐菖蒲、三分

三、長春花等植物的莖尖分生組織、愈傷組織、胚狀體和幼胚、花粉等材料, 展開了材料特性、預處理、光照、冰凍保護劑、降溫冰凍方法對恢復生長的影響以及種質保存后遺傳性狀分析等研究。植物組織培養在農業上的應用前景

組織培養是分離和誘導產生突變體的有效途徑，在作物改良上的作用已隨著通過花藥培育的新品種的產生而得到證明。其應用于作物改良的優點是：(1)加速雜交后代遺傳特性的穩定，使雜種從雜合子迅速達到純合，從而縮短了育種周期，提高選擇效率；(2)誘變處理群體大，誘變率高，篩選方便時間短，可以在人力控制條件下篩選出特定的細胞群體，便于進行遺傳分析。

但應用過程中也存在一定的問題：其一，不同基因型材料的花粉植株生產率差異很大，許多組合H2代優良基因型不能完全表達，尤其是秈型材料的花粉植株生產率距離育種的要求還很遠。其二，誘變這一領域處于嘗試階段，我們還未建立能有選擇地增強所期望的植株變異頻率，對于誘變劑量、篩選方法和時機以及白化苗的控制等問題的解決都有待于探明［7］。

植物組織培養快速繁殖能快速繁衍瀕危植物，使物種得以保存。快速繁殖的植株能保持母本的生物學特性和遺傳性狀，并可在短期內種植于田間，是當前植物細胞工程中最有效、應用最廣泛的方法之一。

組織保存的方法和技術近年來逐漸增多，但實際應用過程還存在許多空白。因為天然種子保存具有優越性，組織保存必須人工處理才能儲存，所以有時種子保存顯得簡便有利。但在特殊情況下，組織和細胞不能被種子取代時，組織保存法就為其提供了一種新的可能途徑。將來建立一個植物組織培養種質儲藏所是有可能的。

參考文獻：

［1］崔德才，徐培文.植物組織培養與工廠化育苗.第一版.北京：化學工業出版社，2003.5 ［2］吳殿星，胡繁榮.植物組織培養.第一版.上海：上海交通大學出版社，2004.1 ［3］謝麗霞.植物組織培養在農業上的應用.墾殖與稻作[J], 2006,(03)

［4］崔德才，徐培文.植物組織培養與工廠化育苗.第一版.北京：化學工業出版社，2003.8 ［5］王忠.植物生物學.第一版.北京：中國農業出版社，2002.325~328 ［6］夏鎮澳.植物組織培養與農業.植物生理學通訊[ J ].1995, 31(1): 62-641 ［7］李松.果蔗脫毒苗快繁栽培技術.南方科技報[M].2006，05，10：B02

第二篇：Lhyona植物組織培養在農業中的應用-畢業論文

生命中，不斷地有人離開或進入。于是，看見的，看不見的；記住的，遺忘了。生命中，不斷地有得到和失落。于是，看不見的，看見了；遺忘的，記住了。然而，看不見的，是不是就等于不存在？記住的，是不是永遠不會消失？

植物組織培養在農業中的應用

樂山師范學院化學與生命科學系2003級生物技術 石紅明

［摘 要］：通過有關植物組織培養方面的文獻綜述植物組織培養在農業上離體無性系的快速繁殖、培養無病毒種苗、新品種的選育和人工種子和種質的保存方面的應用，并對應用的前景作簡單的展望。［關鍵詞］：植物組織培養 農業

植物組織培養（tissue culture）是二十世紀初興起的一項高新生物技術，至今已經有一百多年的歷史，如今已成為了生物領域里面十分活躍的技術。植物組織培養開始走上工廠化和商業化始于20世紀六十年代，得利于花粉小孢子培養和原生質體培養的成功［1］。和植物組織培養的歷史相比，中國的在這方面的研究起步算是比較早的，在二十世紀四十年代在這方面就有所研究，但是大范圍的發展起來還是始于二十世紀七十年代的花藥培養。

農業對農作物和經濟植物的最終要求是提高產量和改進質量。常規方法是以有性雜交為作為指導進行育種，這種方法局限性很大，而且周期長，效果還不理想。植物組織培養為農業的優化提供了新的途徑，如今，植物組織培養已廣泛應用于植物育種，在單倍體育種、胚培養、體細胞雜交、細胞突變體篩選、遺傳轉化等方面均取得了顯著成就。植物組織培養概述

植物組織培養，是指在人工控制的條件下，將植物體的任何一部分，或器官、或組織，或細胞，進行離體培養，使之發育形成完整的植物體。所謂人工控制的條件，即營養條件和環境條件；植物體的任伺一部分是指根、莖、葉、花、果以及它們的組織切片和細胞［2］。它的優越性在于：可以在不受其他部分干擾的情況下研究被培養部分的生長和分化規律。特點是：取材少，培養材料經濟；人為控制培養條件，不受自然條件影響；生長周期短，繁殖率高；管理方便，利于自動化控制［3］。

植物組織培養的理論基礎是植物細胞的全能性（totipotency）。一個生活的植物細胞，只要有完整的膜系統和細胞核，它就會有一整套發育成一個完整植株的遺傳基礎，在一個適當的條件下可以通過分裂、分化再生成完整植株，這就是所謂的細胞全能性［4］。

植物組織培養的基本方法［5］是材料選擇、培養基配置、接種與培養和最后的小

苗移栽。植物組織培養在農業上的應用

植物組織培養應用十分廣泛，特別是和植物密切相關一些領域。農業主要是以植物的栽培種植為主，因此植物組織培養在農業上的應用是其應用中十分重要的一個方面。目前植物組織培養在農業上的應用主要有以下四個方面：離體無性系的快速繁殖、培養無病毒種苗、新品種的選育和人工種子和種質的保存。

2.1 離體無性系的快速繁殖

離體無性系的快速繁殖是組織培養在生產上應用最廣泛、最成功的一個方面。無性系繁殖植物的主要特點是繁殖速度快，通常一年內可以繁殖數以萬計的種苗，特別對于名貴品種、稀優種質、優良單株或新育成的品種的繁殖推廣具有重要的意義。

離體繁殖良種種苗最早在蘭花工業上獲得成功。蘭花成熟的種子中大多數的胚不能成活，種子不能發芽，通過球莖組織培養，使蘭花的繁殖系數大為提高，從而形成了20世紀60年代風靡全球的“蘭花工業”。甘蔗繁殖用種量大，1hm2地需要7.5-15t的種蔗。采用莖尖、嫩葉組織培養繁殖種苗，節省了大量的種蔗，加速了優良品種的推廣。其他如牡丹、香石竹、唐菖蒲和菊花等難以扦插的名貴品種以及無籽西瓜、草莓、獼猴桃、葡萄、菠蘿、櫻桃、桉樹、杉木等的無性快速繁殖都取得了進展，有力地推動了農業生產。

目前世界上80%~85%蘭花是通過組織培養進行脫毒和快繁的。我國第一個將優質杉木組培苗進行人工造林并取得了良好的經濟效益；選用“雷林1號”優良桉樹進行商業化生產的桉樹組培苗，結合常規營養繁殖方法營造大面積人工林也獲得了成功。目前我國為其他國家代加工生產或直接出口的組培苗品種有甘蔗、香蕉、百合、玉簪、大花萱草、唐菖蒲、絲石竹等近30種。另外，植物離體快繁也適合于一些價值較高的F1雜種植株的繁殖。如美國每年種植火炬松F1實生苗20億株，采用試管繁殖的約占10億株[6]。

2.2 培養無病毒種苗

許多植物都遭受到病毒病不同程度的危害。有的種類甚至同時受到數種病毒病的危害，嚴重地影響了產品的商品價值。對于無性繁殖的作物如絕大部分的果樹、部分蔬菜（洋蔥、大蒜、石刁柏、菊芋、馬鈴薯）和花卉（菊花、唐菖蒲、風信子、秋海棠、月季）等，如遭受病毒侵染后，代代相傳，則體內可以積累相當高濃度的病毒，影響生長和成活，嚴重危害生產的發展。而病毒病又不同于真菌和細菌病害，采用殺菌劑和抗生素等化學藥劑防止很難湊效。自從Morel(1952)發現采用莖尖培養的方法可以從嚴重感染病毒的植株得到無病毒苗后，這方面的工作引起了人們的重視。在許多園藝植物上進行培育試驗也相繼得到成功，從此莖尖培養就成為解決病毒病害的一個重要途徑。也可以采用莖尖培養與熱處理相結合的方法來提高莖尖培養的脫毒效果。對于一些木本果樹植物，如果莖尖培養得到的植株難以發根生長，［8］且結果晚，則可采用莖尖微體嫁接的方法來培養無病毒苗。

利用組織培養生產無病毒苗的方法，已在許多果樹（柑橘、蘋果、草莓、葡萄）、蔬菜（馬鈴薯、大蒜）、花卉（蘭花、菊花、康乃馨、水仙、唐菖蒲）等作物的常規生產上得到應用。目前中國已建成葡萄、蘋果、香蕉、馬鈴薯、甘蔗等作物脫毒快繁生產線多條。

2.3 新品種的選育

1964年，印度的Guha和Maheshwari在毛葉曼陀羅花藥培養中，成功地由花粉誘導得到了單倍體植株，從而促進了花藥和花粉培養的研究，以后在煙草、水稻、小麥、玉米、番茄、甜椒、草莓、蘋果等多種植物上獲得成功。利用花藥和花粉培養誘導花粉發育成單倍體植株，單倍體植株經過秋水仙素等藥劑處理后，染色體加倍可以獲得同源二倍體的純合系，其后代不會分離，可以直接用于選育雜種一代的親本或性狀純合的常規品種。前者如甜辣椒“海豐12號”的親本，后者如甜椒“海花3號”。與常規育種方法相比，通過花藥花粉培養獲得單倍體的單倍體育種方法，可以在短時間內得到作物的純系，從而加快了育種進程。

我國在利用花藥和花粉培養進行單倍體育種方面處于世界先進水平，取得了很大成就。我國科學家設計的N6培養基和馬鈴薯培養基，不僅在國內得到推廣，在國外也被采用。我國利用花藥和花粉培養已培育出許多優良品種，僅在“七五”期間，我國通過花藥和花粉培養培育出的新品種和新品系就已超過20個。其中著名的如小麥“京花1號”、“京花3號”，水稻“中花8號”、“中花9號”等，其累積推廣面積均超過了66.7萬hm2（1000萬畝）；已審定的品種如水稻中花10號、中花11號累計推廣面積約250萬畝、南抗2號約15萬畝，還有花培

528、贛早秈11號；小麥京花3號推廣約100萬畝等。在生產上已應用的新品種如花培

28、花

535、花86-5，前兩個品種已推廣約100萬畝以上。新品系有水稻花8504；小麥京單84-1685、中8701、中8606、花

57、花95-

2、花12、851373、852163、86912；煙草單育1號和單育3號等。

近幾年來，通過組織培養和有關技術又培育出了很多新品種，這些新品種都有高產、優質、抗病或早熟等優良性狀，有的仍在擴大種植和推廣中。

2.4 人工種子和種質的保存

生命物質的保存，已引起許多科研工作者的興趣，其中包括原核生物、植物及動物材料的保存，種質保存的目的是為了確保有用的種質能在任何時候都具有生命力。組織培養能安全地保存植物的細胞、愈傷組織或分生組織，且在儲藏幾年后，仍能穩定地產生再生過程。通過無性系繁殖保存作物已成為迫切要求，尤其對于熱帶作物。另外，由于自然和人為的破壞，許多具有或可能具有育種價值的能成為基因庫的品系在消失，作物栽培品種、親本植物品系以及突變種也通常需要保存。種質資源的保存和基因庫的建立在育種工作中是十分重要的。

由于許多植物的組織和細胞培養物在液氮超低溫條件下貯藏后，仍然能夠保持很高的存活率并能重新再生出植株，保持原來的遺傳特性，因此可以利用植物組織培養技術保存植物種質資源，從而節省了大量的人力和土地資源。如建立莖尖分生組織培養物的超低溫保存種質庫時, 不僅可以防止種質的遺傳變異和退化, 而且可以長期保存無病毒的原種。我國對水稻、小麥、玉米、甘蔗、馬鈴薯、紅豆、草莓、唐菖蒲、三分

三、長春花等植物的莖尖分生組織、愈傷組織、胚狀體和幼胚、花粉等材料, 展開了材料特性、預處理、光照、冰凍保護劑、降溫冰凍方法對恢復生長的影響以及種質保存后遺傳性狀分析等研究。

將植物材料以組培形式保存在容器內運輸，開展國家、地區間的種質資源交換和植物商品交流，不僅能夠節省時間和空間，降低運輸成本，而且能夠減少種子和非試管植株材料所攜帶的有害生物的危險。設在秘魯首都利馬的國際馬鈴薯中心已對14個國家以組培形式運輸，以后，甘蔗、姜、甘薯及多種花卉在國家間也采用了組培形式進行商品交流。植物組織培養在農業上的應用前景

組織培養是分離和誘導產生突變體的有效途徑，在作物改良上的作用已隨著通過花藥培育的新品種的產生而得到證明。其應用于作物改良的優點是：(1)加速雜交后代遺傳特性的穩定，使雜種從雜合子迅速達到純合，從而縮短了育種周期，提高選擇效率；(2)誘變處理群體大，誘變率高，篩選方便時間短，可以在人力控制條件下篩選出特定的細胞群體，便于進行遺傳分析。

但應用過程中也存在一定的問題：其一，不同基因型材料的花粉植株生產率差異很大，許多組合H2代優良基因型不能完全表達，尤其是秈型材料的花粉植株生產率距離育種的要求還很遠。其二，誘變這一領域處于嘗試階段，我們還未建立能有選擇地增強所期望的植株變異頻率，對于誘變劑量、篩選方法和時機以及白化苗的

控制等問題的解決都有待于探明。

植物組織培養快速繁殖能快速繁衍瀕危植物，使物種得以保存。快速繁殖的植株能保持母本的生物學特性和遺傳性狀，并可在短期內種植于田間，是當前植物細胞工程中最有效、應用最廣泛的方法之一。

組織保存的方法和技術近年來逐漸增多，但實際應用過程還存在許多空白。因為天然種子保存具有優越性，組織保存必須人工處理才能儲存，所以有時種子保存顯得簡便有利。但在特殊情況下，組織和細胞不能被種子取代時，組織保存法就為其提供了一種新的可能途徑。將來建立一個植物組織培養種質儲藏所是有可能的。

［參考文獻］：［1］崔德才，徐培文.植物組織培養與工廠化育苗.第一版.北京：化學工業出版社，2003.5

［2］吳殿星，胡繁榮.植物組織培養.第一版.上海：上海交通大學出版社，2004.1 ［3］謝麗霞.植物組織培養在農業上的應用.墾殖與稻作[J], 2006,(03)

［4］崔德才，徐培文.植物組織培養與工廠化育苗.第一版.北京：化學工業出版社，2003.8 ［5］王忠.植物生物學.第一版.北京：中國農業出版社，2002.325~328 ［6］王學利，孫世海，王震星，馮峰.植物組織培養及其在農業上的應用.天津農林科技[J]，2005.(04)：25~27 ［7］夏鎮澳.植物組織培養與農業.植物生理學通訊[ J ].1995, 31(1): 62-641 ［8］李松.果蔗脫毒苗快繁栽培技術.南方科技報[M].2006，05，10：B02

Application of Plant Tissue Culture at Agriculture

Shi Hongming [Abstract]:The paper shows that the tissue culture plays an important role in the application of agriculture by analyzing the documents of tissue culture and indicate its outlook of the application.[Key words]: plant tissue culture;agriculture

第三篇：植物組織培養論文

植物組織培養的發展及其應用

劉兆書、王夢瑤、王瑞雄、尹樹明、左通通

（石河子大學，生命科學學院，新疆石河子，832000）

摘要:植物組織培養作為一種有效的技術手段已被廣泛應用于生產實踐的各個領域。本文從植物組織培養技術的發展，總結了植物組織培養的發展歷史及發展現狀，重點介紹了組織培養技術在育種和脫毒快繁方面的應用，為今后植物組織培養的進一步發展和應用打下基礎。

關鍵詞：植物組織培養；發展；快繁；脫毒；育種

德國的植物生理學家Haberlandt提出細胞全能性理論以后，在無數科學家的努力下，植物組織培養經過近百年的發展歷程后，該技術日趨完善和成熟，得到了廣泛的應用。隨著科學技術的不斷發展，研究領域的不斷拓展與深入，植物組織培養技術的應用也越發的廣泛。育種方面的應用非常廣泛，已經形成了一門理論和技術；在工廠化育苗方面，產生巨大的經濟及社會價值;同時植物組織培養技術的發展也促進設施農業、食品、工業、醫藥業等領域發展，現就植物組織培養技術的發展和應用作簡單總結。

1、植物組織培養的發展

1.1植物組織培養的發展歷史

1838-1839年，德國的植物學家T.Schleidon和動物學家T.Schwann提出細胞學說。1902年德國的植物學家Haberlandt提出:高等植物的器官和組織，具有植物細胞全能性。1904年Harming在無機鹽和蔗糖溶液中對蘿卜和辣根菜的胚進行培養，發現離體胚可以發育成熟，并提前萌發成小苗。1937年White發現了B族維生素，建立了第一個由已知化合物組成的培養基，該培養基被定名為White培養基。同時法國的Gautherer和Nobecourt也發現了B族維生素的重要性，三個人被譽為植物組織培養學科的奠基人。1952年Morel和Martin通過莖尖分生組織的離體培養，從已受病毒侵染的大麗花中首次獲得脫毒植株。1953-1954年Muir利用震蕩培養和機械方法獲得了萬壽菊和煙草的單細胞，實施了看護培養，使單細胞培養獲得了成功。1957年Skoog和Miller提出生長素和細胞分裂素控制器官形成。1958年英國學者Steward通過體細胞胚胎發生途徑獲得了人工體細胞胚，這一實驗證實了Haberlandt的細胞全能性理論。到20世紀60年代組織培養進入快速發展階段，在基礎理論、實際操作方面不斷取得進展，比如在植物體細胞雜交、單倍體育種、種質資源保存、快速育苗、人工種子制造、次生代謝物生產等方面取得了可喜的成果。

1.2植物組織培養發展現狀

1.2.1國內的研究發展現狀 我國的組織培養與國外相比起步相對較晚，但發展卻比較快。20世紀70年代我國掀起了單倍體育種的高潮，在作物育種上取得了一些實用性的成果。據不完全統計，目前我國用花藥或花粉育出的植物已超過22科52屬160種。目前我國組培已經進入了生產階段，實現了花卉、果樹、蔬菜等100多個品種的工廠化生產。花卉出口年創匯達800多萬美元。

1.2.2國外植物組織培養的研究發展現狀 國外的組培發展的比較快，20世紀70年代在美國形成了蘭花產業。80年代后，以商品為目的的組培苗生產量以20%-30%的速度遞增，年產組培苗在10萬株以上的植物微繁殖公司約占50%，年產量大于50萬株的公司約占25%，整個西歐年產組培苗達2億多株。

2、工廠化植物快繁及脫毒方面的應用

組織培養技術有幾乎不受地理環境和季節的限制、遺傳背景一致、生長周期短、成本低等諸多優點。同時，結合莖尖培養方法可以去除植物病毒、使植物復壯、提高質量和產量，所以，離體快繁和植物脫毒是目前植物組織培養應用最廣泛的一個方面，尤其在蘭花、名貴樹種、馬鈴薯、草毒等無性繁殖為主的植物顯的更是尤為重要。據估計，目前全球有關生物技術產業的年交易額約為1 500億美元，其中50%一60%與農業有關。植物組培苗的貿易額約占總額的10%，即150億美元，并以每年15%速度遞增。

在我國，離體快繁育苗技術的開發應用起步于20世紀80年代初。如華樂種苗有限公司，年生產能力在500萬株以上蘭花克隆苗，主要出口日本、美國、荷蘭、德國等，北京杉友蘭業生物科技有限公司，年生產能力為350萬株蘭花克隆苗，連云港振興恒巨生物科技有限公司，年生產蝴蝶蘭克隆苗3 000萬株，產品遠銷歐洲、美洲、亞洲等十多個國家和地區。據不完全統計植物快繁涉及觀賞植物、蔬菜、果樹、藥材等300種以上，其中觀賞園藝植物約200種，約占60%。在脫毒方面，如通過脫毒的馬鈴薯、甘蔗、甘薯、大蒜、草毒、香蕉平均可以增產30%以上，蘭花、水仙、康乃馨、大麗花通過脫毒后植株生長勢強、花色艷麗、花朵大、產量高。

3、在植物育種上的應用

植物組織培養技術對培育優良作物品種開辟了全新的途徑。目前，國內外已把植物組織培養普遍應用于作物育種，并在單倍體育種、胚胎育種、細胞融合育種、細胞突變育種、基因工程育種等方面取得了較大進展。3.1單倍體培養育種

通過對植物的花藥、花粉、未受精的子房或胚珠進行組織培養獲得單倍體(其中以花藥和花粉培養應用最為廣泛)，單倍體在培養過程中利用秋水仙素處理，可使染色體加倍，成為純合二倍體植株，這種培養技術在育種上的應用稱為單倍體育種。研究表明，常規育種一般需要8-10 天或更長的時間，而通過單倍體進行育種一般僅需要4-5 天的時間，單倍體育種具有程序簡單、育種周期短、基因型一次純合等優點，單倍體育種是常規育種程序和方法的重大改革，尤其在林業等生長周期長的物種中效果更為顯著。因此，單倍體育種在國際上引起了很大的重視，各國紛紛開展單倍體育種方面的研究工作。3.2胚胎培養育種

植物的胚(包括成熟胚和幼胚)、胚珠、子房和胚乳的離體培養技術統稱為胚胎培養，其應用領域主要包括胚胎發育機理、克服雜交不親合、胚胎拯救、克服自交不親和、克服珠心胚的干擾、打破種子體眠、獲得體細胞胚和人工種子等方面，因此在農作物、園藝作物、林木和藥用植物上有著廣泛應用。

在克服雜交不親合、克服自交不親和方面主要通過植物離體受精來實現，在廣義上通過離體柱頭授粉、離體子房授粉、離體胚珠授粉、離體精細胞和卵細胞融合等均稱做植物離體受精。但嚴格意義上的離體受精或試管受精是20世紀90年代精、卵離體融合成功。該技術不僅可以克服植物授粉不親和問題，還可以進行胚胎、種子和果實發育機理等基礎研究。人工分離的精細胞和卵細胞融合后進行合子胚培養，已在玉米、藥用牡丹、嬰粟、煙草等植物上獲得成功。植物離體受精技術是植物細胞工程中的重要實驗技術，為研究植物胚胎發育機理提供了新的實驗系統，為開發新的植物轉基因途徑提供了可能。

胚培養在打破種子體眠應用較為廣泛，種子體眠的原因很多，利用組織培養方式打破種子體眠一般有種胚發育不全或種子含抑制物抑制種胚發芽2種情況，如胚乳發育尚不完全的蘭科種子可以通過組織培養的方式獲得再生植棵，而鶯尾屬、薔薇科、野麥等植物可以通過組織培養的方式打破抑制物對種子發芽的影響。另外，胚培養還可以應用于胚胎拯救。

胚乳培養的主要目的是獲得具有利用價值的三倍體植株，再經過染色體加倍獲得六倍體，從而育出多倍體新品種。目前有40多種植物的胚乳培養達到了不同程度的細胞分化或器官分化，不少植物已獲得了再生植株。我國在馬鈴薯、小麥、水稻、蘋果、桃、稱猴桃等多種植物上得到了胚乳再生植株。同時，胚乳培養產生的混倍體，可用于染色體工程方面的研究。3.3細胞融合培養育種

細胞融合所使用的材料一般是指利用除去植物細胞壁的裸露細胞即原生質體，通過原生質體融合，可克服種、屬以上植物有性雜交不親和性障礙，為廣泛重組遺傳物質開辟了新途徑。同時，因去壁后的原生質體消除了核酶等對外源DN A的破壞，為攜帶外源遺傳物質的大分子滲入細胞創造條伴。另外，在有些沒有有性生殖能力或其有性生殖能力很低(如香蕉、木薯、馬鈴薯、甘蔗等)的植物作物改良中，體細胞雜交具有不可取代的重要性。通過大量的研究認為葉肉組織分離的原生質體較好，遺傳性較為一致。在原生質體融合方面主要有物理(如電融合)、化學(如高PIE高鈣、聚乙二醇)、生物(如仙臺病毒)等融合方式。3.4細胞突變體育種

在研究中發現，通過愈傷組織獲得的再生植株中常常出現基因型變異。這是因為無論是愈傷組織還是細胞培養，培養細胞均處在不斷分生狀態，容易受培養條件和外界環境(如物理因素、化學物質等)的影響而產生誘變。利用這一特點結合人工誘變方法包括物理誘變(Y射線、X射線、電子束、離子束、激光、紫外線等)、化學誘變(甲基磺酸乙醋、秋水仙素、疊氮化鈉、平陽霉素、52BU ,EB等)和生物誘變(轉座子插入突變、跳躍基因等)獲得了一大批植物新品種和新材料。目前，這種方法已篩選出抗病、抗鹽、高賴氨酸、高蛋白、矮稈高產的植物突變體。

3.5基因工程育種

通過基因槍或農桿菌進行植物基因工程育種的關鍵環節之一是建立一個高效的組織培養再生體系。植物遺傳轉化的理想受體系統應具有高效穩定的再生能力，研究認為用于基因轉化的受體系統，應具有80%-90%的再生頻率，且每個外植體必須具有能再生的叢生芽，其芽數量越多越好。目前，用于遺傳轉化的受體主要有二種途徑，一是外植體在激素的誘導下產生愈傷組織后再培養成體細胞胚即體細胞胚發生途徑，二是誘導外植體產生單極性不定芽后再培養生成完整的再生植株即器官發生途徑。目前，與組培技術結合的轉基因的方法主要有農桿菌介導和基因槍兩種方法。

參考文獻：

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第四篇：植物組織培養問題釋疑

植物組織培養問題釋疑

問題一、在選修3的現代生物技術專題中，經常會出現許多影響操作的因素，如植物組織培養脫分化和再分化的影響因素。

植物組織培養的影響因素有哪些？

植物組培的影響因素

試題：（2018年4月浙江選考試題）取田間不同品種水稻的幼胚，先進行，然后接種到培養基中培養，幼胚發生

形成愈傷組織，并進行繼代培養。用含重組質粒的農桿菌侵染愈傷組織，再培養愈傷組織，以便獲得抗蟲的轉基因水稻。影響愈傷組織能否成功再生出植株的因素有：培養條件如光溫、培養基配方如植物激素配比、以及

（答

2點即可）。

答案：消毒；脫分化；水稻的基因型、愈傷組織繼代的次數

解析：進行組織培養前，要先對外植體（題中幼胚）進行消毒，幼胚先發生脫分化形成愈傷組織。影響愈傷組織能夠成功再生出植株的因素有：培養條件如光溫、培養基配方如植物激素配比、以及水稻的基因型、愈傷組織繼代的次數等。

植物組織培養影響的因素有內因和外因。

內因

主要是遺傳特性和生理特性，不同的器官組織類型產生的愈傷組織器官分化明顯不同，這是由基因型決定的；個體發育的年齡，如發育細嫩的組織容易脫分化為愈傷組織，也容易誘導器官分化；愈傷組織生理狀態，如繼代的次數越多，器官分化能力越差。

外因

主要有營養條件（無機鹽、有機物、植物激素和天然復合物等）和環境條件（滲透壓、光照、溫度、濕度和pH等）。

[資料1]在快速繁殖顫楊時，如果我們將一個枝條平均分成三段，結果發現，靠近頂端的那一段枝條的側芽離體培養時繁殖系數最高，中間的次之，基部的最低。

結論：外植體在植株上的著生位置對其脫分化及再分化有一定的影響。

[資料2]在MS培養基中加入質量分數為0.5mg/L的6-BA和質量分數為0.5mg/L的NAA，可誘導胡蘿卜形成愈傷組織；在MS培養基中加入質量分數為2mg/L的KT（激動素）和質量分數為0.2mg/L的NAA，可誘導胡蘿卜生出叢芽；在MS培養基中加入質量分數為0.1mg/L的NAA，可誘導胡蘿卜生根。

結論：生長素及細胞分裂素的比例可影響細胞的脫分化及再分化。

[資料3]將外植體培養在黑暗條件下，10天左右即可形成高度液泡化的愈傷組織，但是若將外植體培養在光照條件下，發現細胞分化產生維管束等組織，而不形成愈傷組織。

結論：愈傷組織的形成需要避光。

[資料4]研究煙草組織培養時發現，煙草芽的形成以28度為好，在12度以下，33度以上形成率均很低。

結論：脫分化及再分化都需要在適宜的溫度條件下進行。

問題二

大家都知道植物的全能性比動物細胞容易得多，但植物組織培養也會受到許多因素的影響。浙科版選修3教材第23頁有一較大篇幅專門講了植物組織培養的影響因素（如下所示）。

選修3教材第23頁

影響植物組織培養全能性表現的因素有哪些？

典型試題解析

試題：（2018年4月浙江省選考試題）回答與基因工程和植物克隆有關的問題。

（1）將含某抗蟲基因的載體和含卡那霉素抗性基因的載體pBI121均用限制性核酸內切酶EcoR

I酶切，在切口處形成。選取含抗蟲基因的DNA片段與切割后的pBI121用DNA連接酶連接。在兩個片段相鄰處形成，獲得重組質粒。

（2）已知用CaCl2處理細菌，會改變其某些生理狀態。取CaCl2處理過的農桿菌與重組質粒在離心管內進行混合等操作，使重組質粒進入農桿菌，完成實驗。在離心管中加入液體培養基，置于搖床慢速培養一段時間，其目的是，從而表達卡那霉素抗性基因，并大量增殖。

（3）取田間不同品種水稻的幼胚，先進行，然后接種到培養基中培養，幼胚發生

形成愈傷組織，并進行繼代培養。用含重組質粒的農桿菌侵染愈傷組織，再培養愈傷組織，以便獲得抗蟲的轉基因水稻。影響愈傷組織能否成功再生出植株的因素有：培養條件如光溫、培養基配方如植物激素配比、以及

（答2點即可）。

答案：

（1）粘性末端；磷酸二酯鍵

（2）轉化；使CaCl2處理過的農桿菌恢復細胞的正常狀態

（3）消毒；脫分化；水稻的基因型、愈傷組織繼代的次數

解析：

（1）用限制性核酸內切酶EcoR

I酶切含某抗蟲基因的載體和含卡那霉素抗性基因的載體pBI121，可在切口處形成黏性末端。用DNA連接酶連接含抗蟲基因的DNA片段與切割后的pBI121，可在兩個片段相鄰處形成磷酸二酯鍵，獲得重組質粒。

（2）取CaCl2處理過的農桿菌與重組質粒在離心管內進行混合等操作，使重組質粒進入農桿菌，完成轉化實驗。在離心管中加入液體培養基，置于搖床慢速培養一段時間，其目的是：使CaCl2處理過的農桿菌恢復細胞的正常狀態。

（3）在進行植物組織培養時，取田間不同品種水稻的幼胚，先進行消毒，以清除其表面附著的微生物；然后接種到培養基中培養，幼胚發生脫分化形成愈傷組織，并進行繼代培養。影響愈傷組織能否成功再生出植株的因素有:培養條件如光溫、培養基配方如植物激素配比、以及水稻的基因型、愈傷組織繼代的次數等。

植物組織培養影響因素

在植物離體培養過程中，影響植物細胞形態發生的因素有外因和內因。外因是培養植物細胞的培養基和環境條件。內因是植物細胞遺傳性和生理狀態。

1.培養基與環境條件

（1）培養基

培養基中的生長調節類物質對植物細胞形態的發生有較大的影響。在對根和芽分化的研究中發現，根或芽分化取決于生長素和細胞分裂素的配比，這就是著名的控制器官分化的激素模式（如圖）。

一般情況下，對器官的發生不僅取決于兩種激素的配比，還與濃度有關。當然，其他激素也有一定的作用。

培養基的營養成分對器官分化和胚狀體的形成也有重要的作用。例如，生根培養對無機鹽離子的要求要低一些，常用減半的MS培養基。糖的種類和濃度也影響器官分化和胚狀體的發生。

培養基的物理性質，如pH、滲透壓、固態或液態對細胞形態的發生也有影響。培養基滲透壓是影響植物形態發生的重要因素，而糖對培養基滲透壓起決定作用。

（2）環境條件

光照和溫度對器官分化和胚狀體形成有重要影響。不同的組織培養對光的要求不同，影響器官分化和胚狀體形成的光包括光強、光周期和光質。通常許多培養物需要1000－1500lx光強。光照長度對正常光周期反應的植物器官分化有影響。不同光質中，紅光有利于光生長。

一般培養的溫度25度左右，溫度在適當范圍內高低變化對器官發生的數量和質量有影響。

2.培養材料的生理條件

（1）器官的組織類型

不同植物的器官組織產生的愈傷組織器官分化明顯不同，且差異很大。這是有材料的基因型決定的，如胡蘿卜、煙草等培養物容易誘導器官形成，而棉花、豆類等較難。同種植物不同器官組織形成的愈傷組織，一般在器官發生上差異不顯著。

（2）個體發育的年齡

外植體幼嫩比較容易形成愈傷組織，也容易誘導器官分化。

（3）愈傷組織生理狀態

愈傷組織年齡對器官分化也有影響，一般愈傷組織繼代次數越多，器官的分化能力越低。

第五篇：論植物組織培養學習心得

論植物組織培養學習心得

摘要：經過大三一個學期，我有幸選修了一門有關于植物組織培養的課程，作為一個人文院法學學生，我對于理科，尤其是農學方面了解甚淺。我懷著無比激動和忐忑的心情上了這門課，畢竟對我來說這就像是開啟了一個新世界的大門，所有一些知識都對我來說是新鮮的。經過一個學期的學習，我也掌握了一些植物組織培養方面的知識，雖然說并不是太多，但是我覺得這都對我以后的發展和開闊視野都提供了很大的幫助。

關鍵詞：植物培養；植物組織與法學的關系；對自己的幫助

一、植物組織培養的學習內容

1、組織培養

植物組織培養，主要的原因有兩個，第一個是為了基因轉化做基礎，還有一點是為了開發藥用植物。

植物組織培養概念又叫離體培養，指從植物體分離出符合需要的組織。器官或細胞，原生質體等，通過無菌操作，在人工控制條件下進行培養以獲得再生的完整植株或生產具有經濟價值的其他產品的技術。植物組織培養概念（狹義）指用植物各部分組織，如形成層、薄壁組織、葉肉組織、胚乳等進行培養獲得再生植株，也指在培養過程中從各器官上產生愈傷組織的培養，愈傷組織再經過再分化形成再生植物。

它的作用大致分為三點：①組織培養是研究植物生長和分化規律的重要手段 組織培養是在人工控制條件下培養外植體再生器官或植株的技術，可以在不受植株體其它部分干攏下研究被培養部分生長和分化的規律，并可以利用各種培養條件影響它們的發育進程。②組織培養是開展生物工程的基本技術 各種基因轉移和基因重組技術是組織培養基礎上建應的。③組織培養可快速繁殖植物種苗 目前組織培養在無性系的快速繁殖、無病毒種苗培育、新品種的選育、人工種子和種質保存、藥用植物和次生物質的工業化生產等方面的應用已十分廣泛。

2，馬鈴薯的脫毒

脫毒種薯是指馬鈴薯種薯經過一系列技術措施清除薯塊體內的病毒后，獲得的無病毒或極少有病毒侵染的種薯，它具有早熟、產量高、品質好等優點。馬鈴薯的產量和質量與種薯密切相關。種薯不行，產量和質量就會大打折扣，病毒一旦侵入馬鈴薯植株和塊莖，就會引起馬鈴薯嚴重退化，并產生各種病癥，導致馬鈴薯產量大幅下降。因此，要經過一系列物理、化學、生物等技術清除薯塊體內病毒的種薯。這項技術我國早在6年前就在馬鈴薯主產區推行，通過這項技術可以實現大田平均增產30%—50%。

那么到底是怎么脫毒的呢？首先，應該做的是取材與消毒。將欲脫毒的品種塊莖催芽,芽長4～5cm時,剪芽并剝去外葉,自來水下沖洗40min,于無菌室內用漂白粉溶液消毒后,無菌水沖洗2～3次。其次第二個就是應該剝離和接種：在無菌室內,于40倍的解剖鏡下,剝取帶1個葉原基的莖尖,接種于MS莖尖培養基的試管中。試管中的MS莖尖培養基包括大量元素、微量元素、有機成分和生長素、細胞分裂素、蔗糖和瓊脂,pH值為5.8,經高壓滅菌后使用,每試管接種1個莖尖。再次是有一個合適的培養條件，接種的莖尖培養于25℃、1500～3000lx光照條件下培養室內,3個月則長成3～4片葉的小植株。在無菌條件下,進行切段擴繁1次,取部分苗進行病毒檢測。最后是病毒檢測，病毒檢測是莖尖脫毒不可缺少的步驟,常用鑒別寄主即指示植物或血清學方法進行檢測。經多次檢測,及時淘汰血清學陽性反應或在指示植物上有癥狀的莖尖苗,無任何反應的莖尖苗即脫毒苗用作繁殖。

3，植物組織培養應用在哪幾個方面？第一點是植物組織培養是轉基因技術不可或缺的技術。在我們現代科技，轉基因技術是現代科技必不可缺的一項技術，它應用于現代生活的各個領域。尤其在植物組織培養方面很需要轉基因技術。第二點，染色體不同倍性的多倍體植物產生。第三點是雜交離體培養可以克服受精前的障礙，比如說對于幼胚的培養，體細胞的融合。第四點是對植物進行的脫毒。對植物進行一系列的清除措施來使植物能大幅度的提高產量和植物的等級，讓植物長得更加健康。例如馬鈴薯，草莓，蘋果，橘子都可以進行脫毒。第五點是節約地面積，并不受季節的限制。在我們學習過植物組織培養之后，我們通過技術的學習，可以對植物的種植面積進行更好的分配，而且也可以種植一些耐寒植物等都可以脫離季節的限制，讓我們可以一年四季吃到新鮮的蔬菜與水果。第六點對人工種子的生產。人工種子是細胞工程技術，將植物組織培養發育到胚狀體的狀態，包埋于含有營養的人工種皮中。人工種子有繁殖速度快，結構完整；體細胞胚是由無性繁殖體系產生的，因而可以固定雜種；生產人工種子不受季節限制，可能更快地培養出新品種來還可以在凝膠包裹物里加入天然種子可能沒有的有利成分，使人工種子具有更加好的營養供應和抵抗疾病的能力，從而獲得更加茁壯生長的可能性等特點。還有一些例如開發植物種植資源，開發植物的藥用價值，有利于基因研究等這些應用。所以說我們需要認真學習植物組織培養。

4，有關于植物組織培養的培養條件

首先最基本的條件是做實驗的植物培養外植體細胞必須具有全能性，然后就是培養室內的溫度要求一般要控制在25度，最高不要高于27度，最低也不要低于23度的室內條件，這樣分化生長才能表現良好。光照也是組織培養的一個重要條件，一般如果光照比較強，那么植物會表現的粗壯，但是如果光照條件較弱的話植物會變得細長。然后就是植物的濕度也需要保持在一個合理的濕度，濕度太高或者太低都會影響作物的積極生長。

5，植物組織培養時的污染和預防

(1)改善環境條件。接種室與培養室要定期做好消毒與凈化，接種前工作臺或接種箱要開紫外燈30min以上。培養室的相對濕度應控制在70％左右，相對濕度太高時可以用抽濕機抽濕。（2）接種人員的培訓很關鍵，應嚴格執行無菌操作，對接種中所需的工具，必須經嚴格滅菌后才能使用。在超凈工作臺的操作區內，不要放入過多的待用材料，避免氣流被擋住。還要定期檢查超凈工作臺的工作質量。(3)嚴查接種材料。淘汰被真菌與細菌污染的接種材料。（4）經常檢查消毒鍋的滅菌質量，若發現問題要立即檢修。消毒鍋的壓力表降到零后不能馬上出鍋，因冷熱空氣作用產生的負壓效應，使外界環境的冷空氣倒吸入已滅菌的培養瓶內引起真菌污染，為避免該現象的發生，消毒后培養瓶應待鍋內稍冷卻后才出鍋。（5）檢查培養容器是否存在問題。培養容器封口多用塑料蓋、膠塞、棉塞、薄膜等，塑料蓋用久了易老化，密封性差，也會造成污染。林盛等配制了一種“4號消毒液”對培養瓶瓶口進行消毒處理，可以把培養基污染率控制在0.3％以下。

二、植物組織培養與法學內容的聯系與幫助 通過一個學期的植物組織培養課程的學習，我也學到了許多知識，也開闊了我的眼界。我覺得任何專業的學習都是對我們有幫助的，而且總是能結合起來。就像是植物組織培養和我們法學一樣。

比如，在人們進行農作物大面積的種植時，總會有飛機進行大面積的農藥的噴灑，這在噴灑的時候有時候會對一些河流，樹木等進行了污染，也許也會對一些人的健康有影響。因此國家就會出臺一系列的法律法規和強制性的規定來對農藥進行一些規范。例如我國的環境保護法就做出了一些相應的規定來保護環境。還有就是一些作物進行的脫毒也是我國國家對我國公民的人權進行保護的體現。這樣才能保持我國GDP的持續穩定發展，促進我國的法律事業的進步。

三、總結

說實在話，對于植物組織培養與法學的聯系在我看來是非常有限的，并不像是其他動科院，農學院，林學院那些專業一樣有著千絲萬縷的聯系。但是我覺得在一個學期的學習之后，我想我也學到了很多有意思的東西，例如脫毒繁殖。這也屬于我對植物的一個興趣愛好，讓我以后能了解到植物是怎樣培育出來的，在培育的時候需要注意那些東西，我覺得這就是好事。從另一方面，我也了解到了對于植物培養的科研人員的辛苦。有時候需要冒著那么大的風險去采一些稀奇的植物，去走遍祖國的山山水水，為我們國家的植物培養做出那么大的犧牲。所以我要為我們默默付出，為祖國揮灑汗水的科研人員致敬！