第一篇：第九節 菊花的組織培養(二)

菊花的組織培養

（二）主講：黃岡中學優秀生物教師 王小敏

回顧上節課：

一、植物組織培養的原理；

二、植物組織培養的基本過程；

三、影響植物組織培養的因素。

四、實驗操作

（一）制備MS固體培養基

1、配制各種母液：將各種成分按配方比例配制成的濃縮液。使用時根據母液的濃縮倍數，計算用量，并加蒸餾水稀釋。

2、配制培養基：應加入的物質有瓊脂、蔗糖、大量元素、微量元素、有機物和植物激素的母液，并用蒸餾水定容到1000毫升。在菊花組織培養中，可以不添加植物激素，原因是菊花莖段組織培養比較容易。

3、滅菌：采取的滅菌方法是高壓蒸汽滅菌。

（二）外植體消毒

沖洗→酒精→無菌水沖洗→氯化汞→無菌水沖洗至少三次之上。

（三）接種、培養、移栽和栽培

1、前期準備：用70%的酒精消毒工作臺，點燃酒精燈。注意所有接種工作都必須在酒精燈旁進行，器械使用前后都要用火焰灼燒滅菌。

2、接種操作：接種過程中插入外植體時形態學上端朝上，每個錐形瓶接種7～8個外植體。

3、培養過程應該放在無菌箱中進行，并定期進行消毒，保持適宜的溫度和光照。

4、移栽前應先打開培養瓶的封口膜，讓其在培養間生長幾日，然后用流水清洗根部培養基。然后將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環境中生活一段時間，進行壯苗。最后進行露天栽培。

思考：

1、高等植物是光能自養型生物，為什么在植物組織培養過程中還需要提供有機物培養基？

此時的組織或細胞是離體的，不能體現其整個植物體的光能自養，細胞所生活的環境必需是液體有機物的營養環境。

2、培養過程中為什么需要進行光照？

該培養過程是一個脫分化、再分化的過程。再分化過程中，愈傷組織分化出芽和根需要光的誘導；隨著芽和根的形成，幼苗就具有了光合作用的能力，幼苗的生長和發育需要光照。

3、在整個操作過程中，是如何來實現無菌環境的？ ①培養基的滅菌（高壓蒸汽滅菌）②外植體的消毒（酒精、氯化汞）

③接種的無菌操作（酒精、酒精燈——灼燒）④無菌箱中的培養；

⑤移栽到消過毒的環境中生存一段時間。

五、結果分析與評價

（一）對接種操作中污染情況的分析；

（二）是否完成了對植物組織的脫分化和再分化；

（三）是否進行了統計、對照與記錄；

（四）生根苗的移栽是否合格。

實例：下面植物組織培養過程示意圖中還有什么地方不夠完善的？

答案：沒有進行滅菌處理，試管也沒有做密封等。

1、污染的原因

污染：指在組織培養過程中，培養容器內滋生菌斑，使培養材料不能正常生長發育，從而導致培養失敗的現象。

①細菌污染：

菌斑呈粘液狀，界限比較明顯，一般接種后1～2天即能發現。主要是大腸桿菌和鏈球菌。

②真菌污染：

菌斑呈絨毛狀、絮狀，界限不明顯，伴有不同顏色的孢子。接種后3～10天才能發現。主要是霉菌污染。

2、污染的主要途徑

3、污染的預防措施

六、植物組織培養的特點及應用

（一）植物組織培養特點

1、培養條件可以人為控制。

2、生長周期短，繁殖率高。

3、能保持親本的優良性狀。

除花藥離體培養屬于有性生殖外，其他都屬于無性生殖。

4、管理方便，利于工廠化生產和自動化控制。

（二）植物組織培養的應用

1、快速繁殖、培育無病毒植株

運用組織培養的途徑，一個單株一年可以繁殖幾萬到幾百萬個植株。例如一株蘭花一年繁殖到400萬株。

針對病毒對農作物造成的嚴重危害，通過組織培養可以有效地培育出大量的無病毒種苗。

2、制作人工種子，解決某些作物的繁殖問題。

3、遠緣雜交：利用組織培養可以使難度很大的遠緣雜交取得成功，從而育成一些罕見的新物種。

4、突變育種：采用組織培養可以直接誘變和篩選出具抗病、抗鹽、高賴氨酸、高蛋白等優良性狀的品種。

5、轉基因植物的培育：基因工程主要研究DNA的轉導，而基因轉導后必須通過組織培養途徑才能實現植株再生。

6、生物制品：有些極其昂貴的生物制品，如抗癌首選藥物——紫杉醇等，可通過組織培養方式大規模生產。課堂小結：

同步測試

一、選擇題

1、植物組織培養技術的理論基礎之一是（）

A．植物細胞的完整性

B．植物細胞的多樣性 C．植物細胞的全能性

D．植物細胞雜交

2、要大量繁殖用植物體細胞雜交方法獲得的植物，應該采用哪種繁殖方式（）A．種子繁殖

B．分裂生殖 C．出芽生殖

D．營養生殖

3、下列關于愈傷組織的說法中不正確的是（）A．愈傷組織的細胞能夠進行細胞分裂

B．用葉培養形成的愈傷組織細胞能夠進行光合作用 C．培養愈傷組織的培養基中應含有有機養料 D．人們可以從愈傷組織中提取所需物質

4、在一個多細胞生物體內，存在形態、結構和生理功能上具有穩定性差異的細胞，是因為（）A．細胞失去全能性

B．不同的細胞，基因是不同的 C．不同細胞中基因選擇性表達的結果 D．變異一般是不定向的

5、細胞具有全能性的原因是（）

A．生物體細胞具有使后代細胞形成完整個體的潛能 B．生物體的每一個細胞都具有全能性

C．生物體的每一個細胞都含有個體發育的全部基因 D．生物體的每一個細胞都是由受精卵發育來的

6、植物組織培養過程中的脫分化是指（）A．植物體的分生組織通過細胞分裂產生新細胞 B．未成熟的種子經過處理培育出幼苗的過程

C．植物的器官、組織或細胞，通過離體培養產生愈傷組織的過程 D．取植物的枝芽培育成一株新植物的過程

7、下列植物細胞全能性最高的是（）

A．形成層細胞

B．韌皮部細胞 C．木質部細胞

D．葉肉細胞

8、植物組織培養是指（）

A．離體的植物器官或細胞培育成愈傷組織 B．愈傷組織培育成植株

C．離體的植物器官、組織或細胞培養成完整植物體 D．愈傷組織形成高度液泡化組織

9、某園藝場經過長期精心選育，培養出一株形態優美的蘭花，如果要保持母本的優良性狀，并盡快大規模繁殖，最適合的繁殖方式是（）A．分裂生殖

B．有性生殖 C．孢子生殖

D．組織培養

10、胡蘿卜的韌皮部細胞通過組織培養，能發育成新的植株。下列有關的敘述中，不正確的是（）

A．說明高度分化的植物細胞具有全能性 B．植物細胞的全能性得以表達要離開母體 C．新植株的形成是細胞分裂和分化的結果 D．高度分化的動物細胞也具有全能性

CDBCC CACDD

二、非選擇題

11、基因型為AaBb的水稻（含24條染色體）的花藥通過無菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗，問：

（1）愈傷組織是花粉細胞不斷分裂后形成的不規則的細胞團，愈傷組織形成過程中，必須從培養基中獲得_____________等營養物質。

（2）要促進花粉細胞分裂生長，培養基中應有_____________和_____________兩類激素。

（3）愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根，再由芽發育成葉和莖。這一過程必須給予光照，其原因是_____________能利用光能制造有機物，供試管苗生長發育。

（4）試管苗的細胞核中含_________條脫氧核糖核苷酸鏈。

（5）培育成的試管苗可能出現的基因型有_____________。

顯示答案

11、（1）水、無機鹽、維生素和小分子有機物

（2）細胞分裂素

植物生長素

（3）葉綠體

（4）24

（5）AB、aB、Ab、ab

12、回答下列有關植物組織培養的問題。

（1）用于植物組織培養的植物材料稱為________。

（2）組織培養中的細胞，從分化狀態轉變為未分化狀態的過程稱為________。

（3）在再分化階段所用的培養基中，含有植物激素X和植物激素Y，逐漸改變培養基中這兩種植物激素的濃度比，未分化細胞群的變化情況如下圖所示，據圖指出兩種激素的不同濃度比與形成芽、根、愈傷組織的關系：

1）當植物激素X與植物激素Y的濃度比等于1時，______________________________；

2）________________________________________________________；

3）________________________________________________________；

（4）若植物激素Y是生長素，在植物組織培養中其主要作用是________；則植物激素X的名稱是________________。

（5）生產上用試管苗保留植物的優良性狀，其原因是________________。

顯示答案

12、（1）外植體

（2）去分化（脫分化）

（3）1）未分化細胞群經分裂形成愈傷組織；

2）當植物激素X與植物激素Y的濃度比大于1時，未分化細胞群分化形成芽；

3）當植物激素X與植物激素Y的濃度比小于1時，未分化細胞群分化形成根。

（4）促進細胞的生長（伸長）、分裂和分化細胞分裂素

（5）組織培養形成試管苗的過程屬于無性生殖，后代不發生性狀分離。

解析：本題主要考查植物組織培養相關知識。

（1）植物組織培養的材料叫外植體；

（2）植物組織培養的核心過程是脫分化與再分化，脫分化指由分化狀態變為未分化狀態，再分化指由未分化狀態變為分化狀態；

（3）仔細分析所給示意圖，可知植物激素X與植物激素Y濃度比為1時，利于愈傷組織的形成，大于1時利于細胞群分化出芽，小于1時利于細胞群分化出根；

（4）生長素在植物組織培養中主要作用是促進細胞生長、分裂和分化，植物組織培養過程中除需要生長素外還必需細胞分裂素，二者共同起作用；

（5）植物組織培養是一種無性繁殖技術，利于保持親本的優良性狀。

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課外拓展

蘭花的組織培養

法國人莫瑞爾（G.M.Morel）首先將組織培養的技術應用在蘭花上，采取莖頂組織進行培養，經由類原球體而獲得植株。

利用組織培養進行芽體增殖是另一個獲取種苗的方法，例如，蝴蝶蘭便利用花梗芽進行繁殖，這種方法的缺點是繁殖的效率較差，而且成本較高。由于芽體是經由多細胞發育而成，并不適合做為基因轉殖的材料。以單細胞做為基因轉殖的起始點是最好的方式，而且可以避免得到嵌鑲體。不過，目前以細胞來復制蘭花還只局限于幾個種類，如文心蘭、素心蘭及蝴蝶蘭等，無法廣泛使用。以細胞復制蘭花

以細胞復制文心蘭為例，可以采取花梗、根、莖及葉做為培植體，將這些培植體置于合適的人工培養基，一至兩個月后，愈傷組織從根尖、莖及葉培植體的切口部位長出。這些誘導出來的愈傷組織可以不斷地繼代培養于相同的培養基，形成更多的愈傷組織，而且數年之內仍具有再生植株的能力。如此一來，我們便可以維持復制文心蘭的系統，不需要每次都從培植體去誘導新的愈傷組織。

獲得大量愈傷組織后，便要進行體胚誘導的工作。一般而言，誘導體胚所需要的培養基配方會不同于繼代培養時所用的。將愈傷組織轉移至誘導體胚的培養基，大約一個月后，可以觀察體胚的形成。理論上，每個細胞都可以產生一個體胚，所以一小塊愈傷組織便可以誘導出數十甚至數百個體胚。

接下來的工作便是將這些體胚培育成為完整的小植株，通常需將體胚轉移至另一不同配方的培養基。體胚逐漸發育形成原球體。這些自體細胞而來的原球體和種子發育而來的原球體，在形態及發育能力上并沒有明顯的差異，兩者皆可以發育成為正常的植物。只是同一來源的體細胞所形成的原球體具有相同的遺傳組成，而種子來源的原球體則皆具有不同的遺傳組成。數個月后，原球體發育成為具有地下部及地上部的小植株，待小植株成長至一定大小后，便可以進行馴化的工作。將小植株移出瓶外，種植于栽培容器并移至具有遮陰及噴霧設施的溫室進行馴化，可以得到將近百分之百的存活率。

除了以細胞復制文心蘭之外，素心蘭、蝴蝶蘭及拖鞋蘭等都可以經由愈傷組織誘導出小植株，這些小植株也都能正常的生長。素心蘭的愈傷組織是從根莖等營養器官誘導而來的，愈傷組織在繼代的過程中形成體胚，這些體胚并不形成原球體而是發育成為根莖，然后才形成小植株。雖然蝴蝶蘭及拖鞋蘭都可以利用愈傷組織來繁殖，但未來仍需進一步以營養器官或組織來誘導愈傷組織，才能針對特定的優良品種進行繁殖。

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高考解析

例、（北京）以下不能說明細胞全能性的實驗是（）A．胡蘿卜韌皮部細胞培育出植株 B．紫色糯性玉米種子培育出植株 C．轉入抗蟲基因的棉花細胞培育出植株 D．番茄與馬鈴薯體細胞雜交后培育出植株 解析：

植物細胞全能性是指已高度分化的細胞仍具有發育成完整個體的潛能。應用植物細胞的全能性可以進行植物的組織培養，如胡蘿卜韌皮部細胞培育出植株；還可以進行植物體細胞雜交，如番茄與馬鈴薯體細胞雜交后培育出植株；另外，在轉基因作物的培育中，可以將目的基因DNA微管注射到受體細胞，再利用植物細胞全能性培育出植株，雖然這個操作以基因重組的理論為基礎，但也應用了植物細胞全能性的理論。而B是由種子發育為個體，屬于有性生殖，不能說明細胞的全能性。答案：B

-END-

第二篇：《菊花的組織培養》說課稿

《菊花的組織培養》說課稿

尊敬的評委老師、工作人員：

大家好！我是幾號考生。

（現在開始我的說課）

今天我說課的內容是《菊花的組織培養》第一課時，主要包括教材分析、學情分析、教學目標、教學重難點等幾個部分

（首先談談我對教材的理解）

一、教材分析

《菊花的組織培養》是人教版高中生物選修一，屬于生物技術在其他方面應用范疇。主要內容是植物組織培養的基本原理和過程。它是在學生學習了細胞分化、育種及微生物的培養等知識的基礎上進行的，也為月季的花藥培養的學習奠定了基礎，因此有著承前啟后的作用。

（下面，談談我對本節課所面對的學習對象的特點）

二、學情分析

高二的學生，經過前面的學習，具有一定的生物知識儲備，且認知能力不錯，但他們思維的連續性和邏輯性不強，自主設計實驗意識薄弱，故本節課采用啟發和引導的探究方式實施教學，鍛煉他們的邏輯思維能力，增強設計實驗能力。

（根據新課標理念，教材特點，學生的認知能力，我確定如下為本節課的教學三維目標）

三、教學目標

1.知識與技能目標：

說出植物組織培養的原理；概述植物組織培養的基本過程。

2.過程與方法目標：

通過學習植物組織培養技術，增進對生物技術的了解。

3.情感態度與價值觀目標：

初步養成求實、創新及勇于探究的科學精神和科學態度。

（基于以上我對教材、學情、教學目標的分析，我確定如下為本節課的教學重難點）

四、教學重難點

重點：植物組織培養的基本過程。

難點：植物組織培養的基本過程。

（為了突出重點，突破難點，順利達成教學目標，我將采用以下教學方法）

五、教學方法

教法：問題導學法、多媒體教學法、讀書指導法、任務驅動法。

（德國教育學家第斯多惠說過：一個差的教師只會奉送真理，而好的教師教會學生發現真理。）

學法：自主探究法、合作交流法。

（下面，進入到本次說課的重點部分）

六、教學過程

1.創設情境，導入新課

用多媒體展示菊花組織和成活的菊花圖片，說明成活菊花是由該組織發育而來，這時學生肯定說明好奇，覺得不可能啊，這樣引起了學生學習的學習興趣，也激發了他們的求知欲。同時也導出了本節課的課題：菊花的植物組織培養（板書）。

2.合作探究，新課教學（分兩個模塊）

A.植物組織培養的基本過程（板書）

首先采用問題導學法，讓學生對植物組織培養的基本過程有個清晰的認識，在學生回顧舊知——細胞分化的概念后，再分別思考如下問題：

（1）同學們，你們知道什么是脫分化和再分化嗎?

（2）愈傷組織又是由什么細胞組成的呢?

（3）脫分化和再分化后分別生成什么?

通過以上問題的解決，學生對植物組織培養的過程有了基本了解，這時再引導學生歸納出植物組織培養的流程圖，學生自主思考后，老師再展示完整清晰的流程圖。

（板書）植物組織—愈傷組織—長芽—生根—成體植株

（過渡）既然組織可以直接培養成成體植物，那它有什么限制條件嗎?由此進入第二模塊的教學。

B.影響植物組織培養的因素（板書）

這里先讓學生認識到不同植物組織的培養影響因素不同，即使是同種植物材料，材料的年齡、保存時間都會影響培養結果。接下來結合多媒體上的表格一同探究植物組織培養的影響因素，表格的內容主要為影響因素、各因素的作用和適宜范圍。通過老師引導學生合作探究完成表格后，學生對植物組織培養的影響因素大致理解。對于生長素和細胞分裂素不同使用順序下的不同實驗結果及它們用量的比例、濃度差異對實驗的影響，我會著重介紹。

（過渡）同學們都知道植物要植根于土壤或營養液中，那么植物組織又在哪里完成分裂分化呢?這樣順勢就進入了第三模塊。

C.制作MS固體培養基（板書）

本模塊先向學生介紹MS培養基，讓他們了解MS培養基。然后讓學生閱讀教材完成如下問題：同學們，你們知道了MS培養基有20多種營養成分，為了避免每次配制時的稱量麻煩，你覺得你應該怎么辦呢?

以上問題學生思考得以解決后，再讓學生自主歸納出培養基的配制步驟，同學之間相互評價，發揮自評互評的作用，然后老師再播放培養基配制的動畫過程，這樣學生對培養基的配制就有透徹的認識了。培養基配置好后，學生自然而然就知道要滅菌了，因為專題二微生物的培養里教授過相關知識。

以上教學都是為后面外植體接種或繼代轉瓶操作做好準備，打下了知識基礎。教學過程的設計主要采用學生自主探究與合作交流的方法，既鍛煉學生自主學習能力，又實現了教師主導，學生主體作用；讓學生了解生物技術在社會生活、生產、發展中的作用，對學生進行STS教育。

3.共同歸納，鞏固提高

師生共同梳理本節課的所學內容，并畫出知識概念圖，鍛煉學生的總結歸納能力。

4.拓展升華，小結作業

小結：讓學生快速瀏覽這節課的知識并口述自己的收獲。

作業：課外查閱資料，了解植物組織培養的發展狀況并相互分享。

七、板書設計

（最后請問考官是否需要擦黑板，結束！）

第三篇：菊花的組織培養實驗設計

菊花的組織培養實驗設計

實驗名稱 年級、組 組 員菊花的組織培養實驗設計 2012級10班 第5組

楊素華、葉利萍、佐尚秀

李定峰、歐 霞、劉新鵬

劉昌恒、顏政委、李元鳳

2014年12月6日

菊花的組織培養實驗設計

一 實驗目標

1.掌握植物組織培養的原理。

2.學習植物組織培養的基本技術，進行菊花或其他植物的組織培養。

二 實驗原理

植物組織培養主要利用了植物細胞的全能性，在適宜的條件下，細胞具有形成一個新的個體的潛在能力。細胞全能性(totipotency)就是指每個生活的細胞中都包含有產生一個完整機體的全套基因.植物組織培養的大致過程是：在無菌條件下，將植物器官或組織（如芽、莖尖、根尖或花藥）的一部分切下來，放在適當的人工培養基上進行培養，這些器官或組織就會進行細胞分裂，形成新的組織。不過這種組織沒有發生分化，只是一團薄壁細胞，叫做愈傷組織。再適合的光照、溫度和一定的營養物質與激素等條件下，愈傷組織便開始分化，產生出植物的各種器官和組織，進而發育成一棵完整的植株。

三 實驗材料

1.實驗設施

培養基制備、滅菌和材料處理室、高壓滅菌鍋、無菌接種室、組織培養室、水浴鍋、超凈工作臺或簡易接種箱、2.實驗儀器

解剖刀、三角燒瓶（100mL）、燒杯、量筒、錐形瓶、容量瓶、移液管、培養皿、封口膜、棉線、分析天平、長鑷子、剪刀、牛皮紙、圓濾紙。

3.實驗材料

在晴天，最好是中午或下午采集無病毒、無病害、生長良好的，易于誘導的未開花的菊花植株莖上部新萌生的側枝為組織培養材料。

4.實驗試劑

準備制備MS培養基、乙醇、1mol/LHCl、1mol/LNaOH、氯化汞（升汞）或次氯酸鈉、瓊脂、6-芐基氨基腺嘌呤（6-BA）、吲哚乙酸（IAA）或2,4-D（生長素類似物）、萘乙酸（NAA）及蔗糖

四 實驗的具體操作過程

1.配置培養基

（1）愈傷組織誘導培養基：MS培養基（蔗糖含量為10g/L，2，4–D含量為2mg/L，瓊脂10g/L）。

（2）試驗培養基：在MS培養基中加入IAA和6–BA。吲哚乙酸（IAA)先用少量0.1mol/LNaOH溶解，6-芐基氨基腺嘌呤先用少量0.1mol/LHCl溶解，然后用蒸餾水稀釋，再加入培養基中。

2.滅菌 待滅菌的物品有：培養基、裝有濾紙的培養皿等

具體滅菌步驟是：先將蒸餾水裝入1000mL錐形瓶的3/4處，用封口膜和牛皮紙兩層封口，再將裝有濾紙的培養皿包起來，然后，連同已配置好的培養基一起放入高壓滅菌鍋內，在1.2個大氣壓下滅菌 10~15min，冷卻后備用，注意滅菌時間不得超過15min，以免培養基變性。

3.組培材料的滅菌 4.接種

無菌接種前：用70％的酒精消毒工作臺，點燃酒精燈。所有工作都必須在酒精燈控制下進行，器械使用前后都要用火焰灼燒滅菌。

接種操作：插入外植體時形態學上端朝上，每個錐形瓶接種7～8個外植體，接種后將封口膜重新扎好，后送進組培室。

5.培養：應該放在無菌箱中進行，并定期進行消毒，溫度控制在18~22攝氏度，相對濕度應保持在60%~70%，每天應保證至少12h的光照，光照強度約為1500Lx，也可使用自然光。根長>1cm時，可出瓶移栽。

6.移栽與栽培：移栽前，打開封口膜，在培養間生長幾日；移栽時候，用流水將依附于小苗根部的培養基洗凈，將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環境中生活一段時間，進行壯苗。最后進行露天栽培。

五 注意事項

1.材料的選擇與處理

盡量選擇未開花植株的莖上部分新萌生的側枝，帶菌少，易誘導。外植體消毒要足夠，減少外植體自身帶菌造成的誤差

2.控制好培養條件

接種時全程無菌操作，溫度控制在18-22攝氏度，不宜過高傷害外植體，PH在5.8左右。

第四篇：組織培養課程感想

植物組織培養（Plant tissue culture）廣義上是指無菌條件下，在特定的培養基上對離體的植物器官、組織、細胞和原生質體甚至包括完整植株進行培養的技術。外植體： 愈傷組織：

一、植物組織的主要特征：（1）在培養容器中進行；

（2）無菌培養環境，排除了微生物如真菌、細菌以及害蟲等的侵入；（3）各種環境因子如營養因子、激素因子以及光照、溫度等物理因子處于人工控制之下，并可達到最適條件。

（4）通常打破了正常的植物發育過程和格局；

（5）隨著單細胞和原生質體培養技術的發展，對植物顯微結構進行操作成為可能。

二、植物組織培養類型：根據不同分類的依據可以分為不同類型。

1、根據培養材料不同分為：

（1）完整植株培養（Plant Culture）：對幼苗和較大植株等的培養。

（2）胚胎培養（Embryo Culture）：包括成熟胚、幼胚、子房、胚珠等的培養。

（3）器官培養（Organ Culture）：包括離體根、莖、葉、果實、種子、花器官的培養。

（4）組織培養（Tissue Culture）：如分生組織、薄壁組織、輸導組織培養。

（5）細胞培養（Cell Culture）：指對單細胞或較小的細胞團進行培養。

（6）原生質體培養（Protoplast Culture）：指對去掉細胞壁后所獲得的原生質體進行培養。

三．植物組培的應用 1.植物離體快繁。2.無病毒苗木培養。

3.培育新品種或創制新物種。4.次生代謝物生產。

5.植物種質資源的離體保存。6.人工種子。

1.）實驗室包括：準備室，無菌操作室，培養室，溫室。2.）器具的滅菌：

1、器具滅菌：培養皿、解剖刀、鑷子等用品。

（1）干熱滅菌：鋁箔包好后，放于恒溫干燥箱內，150 ℃保溫2小時，成本較高。

（2）高壓蒸汽滅菌：高壓蒸汽滅菌鍋內120 ℃ 15－20分鐘。

（3）灼燒滅菌：接種時，解剖刀及鑷子等浸入95％乙醇，然后取出在酒精燈火焰上灼燒殺菌。

2、培養基滅菌：采用高壓蒸汽滅菌。120℃ 15－20分鐘。培養基體積越大，滅菌時間越長。

3、不耐高溫化合物：采用過濾滅菌，如IAA等。

4、外植體的表面滅菌： 采用70－75％乙醇（10-30秒）、有效氯1％的次氯酸鈉（5-30分鐘）、0.1－0.2%的氯化汞（2-15分鐘）等。殺菌劑中加入幾滴吐溫－20或80（Tween－20或80）效果較好。3）無菌操作：

1、保持接種室的無污染環境，定期熏蒸或噴霧處理，進行消毒。接種前打開超凈工作臺及紫外燈照射20-30分鐘，關閉紫外等燈后使氣體散出后開始操作。

2、保持超凈工作臺的潔凈：接種前用70％乙醇擦拭臺面或用噴壺噴霧，操作前，將手和手臂用70％乙醇消毒，所需試驗用品用乙醇擦拭后放入超凈工作臺。

3、點燃酒精燈，進行操作，接種材料前后，灼燒瓶口，工具要灼燒徹底，防止交叉污染。

4、保持培養室的潔凈，發現污染及時挑出，并在滅菌后清洗，以減少污染源。

5、操作中穿工作服、戴口罩、工作帽，出入接種室換拖鞋以保持接種室的潔凈。4）通常植物組織培養所用培養基包括以下六大類成分，即礦質營養、可以把植物必需元素分為大量元素和微量元素。國際植物生理學會建議將植物所需濃度大于0.5 mmol/l的的元素稱為大量元素。低于0.5 mmol/l的元素稱為微量元素。根據此規則大量元素種類包括C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S，微量元素包括Fe、B、Mn、Zn、Mo、Cu、Co、Cl等 有機成分、主要包括各種維生素和氨基酸，如硫胺素（VB1）、煙酸（VB3）、吡哆醇（VB6）、泛酸鈣（VB5）、生物素、鈷胺素（VB12）、葉酸等以及甘氨酸、谷氨酸、谷氨酰氨、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰氨、丙氨酸等。有時添加水解乳蛋白或水解酪蛋白，為牛乳經酶法加工的水解產物，含有20種氨基酸的混合物，用量10－1000mg/L, 通常用于原生質體等培養。此外肌醇是另外一種重要的有機成分，又叫環己六醇，在糖類的轉化中起重要作用，此外還參與磷脂代謝及維持離子平衡等生理作用。植物生長調節劑、常用的植物激素及生長調節物涉及五大類植物激素：

1、生長素類：IAA、IBA、NAA、2，4-D

2、細胞分裂類：6-BA、KT（Kin）、ZT、2ip

3、赤霉素類：GA3、GA4、GA7

4、脫落酸：ABA

5、乙烯：ETH 碳源、碳源主要為細胞提供合成新化合物的骨架，為細胞的呼吸代謝提供底物與能源，此外還能維持一定的滲透壓。常用的碳源主要是蔗糖，使用濃度在2－5％，此外果糖、葡萄糖、麥芽糖、山梨糖、甘露糖及可溶性淀粉等也常用于植物組織培養。糖濃度高低直接影響形態建成。

瓊脂以及其他附加物等。瓊脂作為固化劑用于組織培養中，起支持植物的作用，不提供營養，為海藻中提取的一種高分子化合物，僅溶于熱水（90 oC以上），成為凝膠，冷卻后（40 oC以下）即凝固為凝膠。瓊脂的用量通常在4～10g/L.瓊脂是組織培養培養基中主要的成本支出，約占80％。

5）培養基的具體步驟：取出母液并按順序放好，將有機營養物質貯液融化待用；取一只燒杯，放入三分之一左右純水，將母液按順序加入并不斷攪拌；加入植物生長調節劑和蔗糖，待糖溶解后定容；將定容的培養基倒入容器中，加入瓊脂，并加熱視其溶解；調ph；分裝封瓶；滅菌；冷卻取出待用。

1）植物細胞的全能性（Totipotency）即植物體細胞在適當的條件下，具有不斷分裂和繁殖、發育成完整植株的能力。

2）分化（differentiation）：是指植物體各個部分出現異質性的現象，體現在細胞分化、組織分化、器官分化三個水平上。

3）脫分化（Dedifferentiation）：也稱去分化，指離體條件下生長的細胞、組織或器官經過細胞分裂或不分裂逐漸失去原來的結構和功能而恢復分生狀態，形成無組織結構的細胞團或愈傷組織或不分化細胞的過程。

4）植物胚胎發生：植物離體培養的細胞、組織、器官產生類似胚的結構，其形成也經歷一個類似合子胚胎發生和發育過程，這種現象稱為植物體細胞胚胎發生，形成的類似胚的結構稱為體細胞胚或胚狀體。1）植物離體培養中再生植株有哪些途徑？

根、莖或芽器官的發生可使植株重建。先誘導分化出芽，后形成根較好。（還有先根后芽，先愈傷再根芽）離體培養中再生植株的主要途徑有：

器官發生；器官型（直接由外植體的細胞形成器官原基），器官發生型（外植體先形成愈傷組織，再產生器官原基）

胚胎發生（與合子胚的發生過程類似，體細胞胚在形態和生化水平上和合子胚都相似。）2）愈傷組織是如何形成與生長的？

在細胞脫分化過程中，大多數情況下形成愈傷組織。愈傷組織的細胞往往是異質性的，無明顯極性，其形成過程可分為誘導期、分裂期和分化期。誘導期（起動期）：是細胞準備分裂的時期。細胞大小幾不變，內部發生生理生化變化，迅速合成蛋白質和核酸。

分裂期：外層細胞分裂，中間細胞常不分裂，形成小芯。細胞分裂快，結構疏松，缺少結構，淺而透明。在原培養基上，細胞必分化，及時轉移，其可無限制地進行細胞分裂，維持不分化狀態。分化期：細胞在形態和生理功能上的分化，出現形態和功能各異的細胞。

生長：誘導期后，外植體外層細胞分裂，在組織受傷表面形成一層愈傷組織，細胞數目迅速增多，表層細胞平均重量下降，體積變小；降低溫度，可以使細胞生長速度減慢，平均大小可增加。質地類型：松脆和致密兩種。高濃度生長素，可使Callus變得松脆；高濃度細胞分裂素，則可使致密。生理生化變化：次生物質合成能力變化，對激素的需求變化等。3）植物體細胞胚胎發生有哪些途徑？

直接途徑：指從外植體某些部位的胚性細胞直接誘導分化出體細胞胚胎，如子葉、花序、珠心等外植體。間接途徑: 外植體先脫分化形成愈傷組織，再由愈傷組織的某些細胞重新“決定”為胚性細胞，進而分化出體細胞胚胎。多數體細胞胚胎通過該途徑形成的。通常包括2個階段：

（1）胚胎發生叢（Embryogenic clump）EC是由液泡小、細胞質濃的小細胞構成。（2）胚狀體的發育。將EC轉入降低或除去生長素、降低還原氮的培養基上培養即可。

4）影響植物離體形態發生的因素有哪些？

一、植物種類和基因型

1、植物種類不同難易程度不同；被子植物比裸子植物容易。

2、同一物種不同基因型間存在較大差別。

二、培養材料的生理狀態

1、發育年齡：一般幼態比老態組織形態發生能力高；

2、培養器官或組織類型：細胞分裂旺盛的器官較好；

3、培養時間和細胞倍性：一般取處于旺盛生長期的愈傷來誘導器官形成。

三、培養基

1、營養成分

一般認為，培養基中的銨態氮和K+有利于胚狀體形成，提高無機磷的含量可促進器官發生。

莖尖培養和芽誘導培養基主要是MS及其修改的培養和B5培養基。

莖尖培養的起始培養基和芽增殖的培養基往往是不同。碳水化合物種類及濃度對胚狀體發育有重要作用。缺糖或低糖無法形成胚狀體。

2.植物激素及生長調節劑（起主導作用，通過影響內源激素的平衡起作用）

（1）生長素：促進外植體生長、生根，并與細胞分裂素共同誘導不定芽分化及側芽萌發與生長。2，4 – D誘導體細胞胚胎發生。

（2）細胞分裂素：促進分化和芽形成，抑制根發育及衰老。

（3）赤霉素：GA3促進莖的伸長，打破休眠，對芽的誘導和形成有促進作用。（4）乙烯：對芽的誘導和形成有促進或抑制作用

（5）脫落酸：對體胚的發生及成熟很重要，可增加胚性愈傷組織的形成和體胚發生。

3、培養基的性質

（1）愈傷組織誘導：在固體培養基上（胡蘿卜、石刁柏）。（2）細胞和胚狀體的誘導：在液體培養基上。

（3）誘導胚狀體或早期胚狀體培養：滲透壓，要求高.四、培養條件

1、光照培養條件下，光照的作用是影響細胞的狀態，而不是光合作用。連續光照有利于培養細胞維管組織的形成。晝夜光照有利于極性的建立及形態發生。光強一般要求1000-5000lx。植物間有所差別。光照周期為10~16h/日。不同波長光質作用不同，藍光有利于芽的分化，紅光有利于根系發生。

2、溫度：大多數培養溫度為25±2℃.花藥培養低溫或高溫預備處理。

3、氣體：氧氣、二氧化碳以及乙烯等氣體的濃度和通氣狀況。

5）、體細胞胚胎發生的兩個特點：雙極性；母體組織或外植體的維管束系統無直接聯系，處于較為孤立的狀態，即存在生理隔離。

第五篇：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。

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