大学课程植物组织培养14章快繁-组培课件.ppt
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- 大学 课程 植物 组织培养 14 章快繁 课件
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1、离体无性繁殖方法离体无性繁殖方法 一一 引言引言1 1 概念(顶芽、不定芽、腋芽、)概念(顶芽、不定芽、腋芽、)(1 1)顶芽(顶芽(TerminalTerminal):):生长在主干或侧枝顶端的生长在主干或侧枝顶端的芽。芽。(2 2)腋芽(腋芽(Axllary budAxllary bud):):着生在叶腋处的芽,也着生在叶腋处的芽,也称为侧芽称为侧芽(Lateral bud)Lateral bud)。(3 3)不定芽()不定芽(Adventitious budAdventitious bud)从现存的芽以外从现存的芽以外(顶芽、腋芽(顶芽、腋芽/侧芽)的任何器官、组织上通过器官发侧芽)的任
2、何器官、组织上通过器官发生重新形成的芽称之为不定芽。生重新形成的芽称之为不定芽。二二 无性离体繁殖的概念分析无性离体繁殖的概念分析 1 1 广义的离体无性繁殖广义的离体无性繁殖植物细胞工程的中心内容是植物细胞和组织的离体培养。植物细胞工程的中心内容是植物细胞和组织的离体培养。从技术上说它是一种从细胞到植株的无性繁殖技术。从技术上说它是一种从细胞到植株的无性繁殖技术。从遗传的角度来讲具它有双重性,一是遗传的从遗传的角度来讲具它有双重性,一是遗传的保守性保守性,二是遗,二是遗传的传的变异性变异性。利用其保守性我们可以进行植物的无性繁殖,建立植物种质资源利用其保守性我们可以进行植物的无性繁殖,建立植
3、物种质资源库以及生产有用化合物;库以及生产有用化合物;利用其变异性我们可以进行体细胞诱变、体细胞杂交以及基因工利用其变异性我们可以进行体细胞诱变、体细胞杂交以及基因工程等。程等。离体无性繁殖是在人工控制的无菌条件下,使植物在人工培养离体无性繁殖是在人工控制的无菌条件下,使植物在人工培养基上繁殖的技术,跟常规的繁殖方法相比它是一种微型操作过程基上繁殖的技术,跟常规的繁殖方法相比它是一种微型操作过程,因此,有时就直接称之为微繁,因此,有时就直接称之为微繁 离体无性繁殖是在人工控制的无菌条件下,使植物在人工培养离体无性繁殖是在人工控制的无菌条件下,使植物在人工培养基上繁殖的技术,跟常规的繁殖方法相比
4、它是一种离体的、无性基上繁殖的技术,跟常规的繁殖方法相比它是一种离体的、无性的繁殖、微型的操作过程。的繁殖、微型的操作过程。整个植物组织培养技术体系中除整个植物组织培养技术体系中除“离体授粉离体授粉”外都可以称为外都可以称为离离体无性繁殖方法。体无性繁殖方法。因此,本节所涉及的因此,本节所涉及的离体无性繁殖方法(快繁、微繁),不是离体无性繁殖方法(快繁、微繁),不是一个新的方法,而是从一个新的方法,而是从“目的目的”角度(或层面)上讲的植物组织角度(或层面)上讲的植物组织培养技术。培养技术。它是基于植物它是基于植物 “全能性全能性-分化分化-脱分化脱分化”理论且以理论且以“离体繁离体繁殖殖-特
5、别是高繁殖系数特别是高繁殖系数”为目的的多种植物组织技术的通俗叫法为目的的多种植物组织技术的通俗叫法。广义的离体繁殖技术 根、芽(同时)愈伤组织 芽 根 根 芽外植体 胚状体(根芽同时)(胚性愈伤)根、芽 球茎(悬浮或固体培养)试管苗试管苗外植体外植体 2 2 狭义的离体无性繁殖狭义的离体无性繁殖在学术交流及生产中现在一般把在学术交流及生产中现在一般把直接直接利用植物根、茎利用植物根、茎、叶、茎尖等器官或组织进行培养,以取得更多试管苗、叶、茎尖等器官或组织进行培养,以取得更多试管苗的技术叫快繁、微繁(的技术叫快繁、微繁(Micropropagation,Rapid Micropropagati
6、on,Rapid micropagation micropagation)。)。三 快繁的一般程序及几种途径 1 快繁的一般程序外植体的选择外植体的选择外植体灭菌外植体灭菌接种接种培养培养练苗练苗移栽移栽 2 2 选择外植体注意问题选择外植体注意问题(1 1)繁殖对象的品种典型性:)繁殖对象的品种典型性:植物在自然条件下的繁殖特点,尽可能取自然繁殖器官的适植物在自然条件下的繁殖特点,尽可能取自然繁殖器官的适 当部位作外植体。当部位作外植体。离体条件下茎芽的增殖方式。离体条件下茎芽的增殖方式。如有些植物在培养条件下苗的生长如有些植物在培养条件下苗的生长 要以顶芽、腋芽直接生成小植株,易选择顶芽作
7、为要以顶芽、腋芽直接生成小植株,易选择顶芽作为外植体,但大多数植物常常先形成不定芽然后通过生根培养才能最后形成小植株,即要外植体,但大多数植物常常先形成不定芽然后通过生根培养才能最后形成小植株,即要考虑何种器官培养更易产生不定芽,如非洲紫罗兰、大岩桐、秋海棠以叶片为外植体易考虑何种器官培养更易产生不定芽,如非洲紫罗兰、大岩桐、秋海棠以叶片为外植体易产生不定芽,而百合、水仙、大蒜、贝母等则以鳞茎为外植体更易产生不定芽。产生不定芽,而百合、水仙、大蒜、贝母等则以鳞茎为外植体更易产生不定芽。(2 2)外植体的取材部位和大小、生理状态。)外植体的取材部位和大小、生理状态。离体植株增殖的几条途径:离体植
8、株增殖的几条途径:(1 1)腋芽增殖)腋芽增殖 通过外源激素调整(特别是细胞分裂素的使用),最大可能解通过外源激素调整(特别是细胞分裂素的使用),最大可能解除顶端优势,促进侧芽萌发。除顶端优势,促进侧芽萌发。其特点是:培养方法简单,能高度保持遗传稳定性,能长期继其特点是:培养方法简单,能高度保持遗传稳定性,能长期继代繁殖。目前采这一方式快速繁殖的植物有石竹、马铃薯、甘薯、代繁殖。目前采这一方式快速繁殖的植物有石竹、马铃薯、甘薯、草莓、葡萄、月季等。这一繁殖方式需要严格控制激素浓度,以草莓、葡萄、月季等。这一繁殖方式需要严格控制激素浓度,以防止产生愈伤组织。防止产生愈伤组织。(2 2)单节茎段增
9、殖)单节茎段增殖 通过培养使不容易萌发侧芽或腋芽的茎条伸长后再截取繁殖的通过培养使不容易萌发侧芽或腋芽的茎条伸长后再截取繁殖的一种快繁方法。常用于顶端优势不易或不能打破的植物的快繁。一种快繁方法。常用于顶端优势不易或不能打破的植物的快繁。该方法在离体快繁时不常用。该方法在离体快繁时不常用。(3 3)不定芽增殖)不定芽增殖从现存的芽以外(顶芽、腋芽从现存的芽以外(顶芽、腋芽/侧芽)的任何器官、组织上通过器官发生重新侧芽)的任何器官、组织上通过器官发生重新形成的芽称之为不定芽,在自然条件下,许多植物的器官要以产生不定芽,如形成的芽称之为不定芽,在自然条件下,许多植物的器官要以产生不定芽,如苹果的根
10、苹果的根,凤信子的鳞茎,秋海棠和非洲紫罗兰的叶片等。凤信子的鳞茎,秋海棠和非洲紫罗兰的叶片等。风信子四季秋海棠非洲紫罗兰特点:繁殖系数高特点:繁殖系数高。非洲紫罗兰用常规非洲紫罗兰用常规叶插法叶插法,每片叶只能产生几个或十几个芽,但在组培条,每片叶只能产生几个或十几个芽,但在组培条件下可一次形成几十至几百个芽,一年可以培养成千上万个小植株,遗传稳定件下可一次形成几十至几百个芽,一年可以培养成千上万个小植株,遗传稳定性较好,但继代次数有限。培养物继代一定次数以后,不定芽形成能力即减弱,性较好,但继代次数有限。培养物继代一定次数以后,不定芽形成能力即减弱,需要重新起始无菌培养物,此外,不定芽需要进
11、行生根培养才能形成真正的植需要重新起始无菌培养物,此外,不定芽需要进行生根培养才能形成真正的植株。株。诱导不定芽一般需要同时加入外源生长素和细胞分裂素,二者的配比一般是细诱导不定芽一般需要同时加入外源生长素和细胞分裂素,二者的配比一般是细胞分裂素要略胞分裂素要略高于高于生长素,其二者的总体使用浓度应尽可能的低,以免生产生长素,其二者的总体使用浓度应尽可能的低,以免生产过多的愈伤组织,以保证繁殖品种的遗传稳定性。过多的愈伤组织,以保证繁殖品种的遗传稳定性。(4 4)胚状体增殖)胚状体增殖特点:增长率高,胚的特点:增长率高,胚的双极性可免去生根环节双极性可免去生根环节,但胚状,但胚状体休眠的诱导和
12、去除还不能很好把握,其成苗率仍不高。体休眠的诱导和去除还不能很好把握,其成苗率仍不高。目前除去一些特殊用途外(人工种子),这一途径还没目前除去一些特殊用途外(人工种子),这一途径还没有用于快繁技术。有用于快繁技术。(5 5)愈伤组织增殖)愈伤组织增殖所有的植物通过组织培养的方法可以诱导愈伤组织,再进一步分所有的植物通过组织培养的方法可以诱导愈伤组织,再进一步分化即可获得小植株。化即可获得小植株。这一途径经历了组织培养技术的所有过程(愈伤组织诱导这一途径经历了组织培养技术的所有过程(愈伤组织诱导愈伤愈伤组织增殖组织增殖芽分化芽分化生根生根完整植株),它属于真正意义上的组完整植株),它属于真正意义
13、上的组织培养。织培养。一切通过其它增殖方式不能成功的植物,均可以通过此途径获得一切通过其它增殖方式不能成功的植物,均可以通过此途径获得组培苗。其特点是成功率高,繁系数大(但是随着愈伤继代时间组培苗。其特点是成功率高,繁系数大(但是随着愈伤继代时间的增长,再生繁殖能力逐渐减弱)但遗传稳定性较差。的增长,再生繁殖能力逐渐减弱)但遗传稳定性较差。该途径该途径一般一般为为遗传转化、无性系筛选、原生质体融合等植物离遗传转化、无性系筛选、原生质体融合等植物离体遗传重组技术的体遗传重组技术的下游步骤下游步骤。一般不采用这一方法作为快繁途径(不稳定、费时、费力)。一般不采用这一方法作为快繁途径(不稳定、费时、
14、费力)。3 3 影响快繁效果的几个因素:影响快繁效果的几个因素:(1 1)植物种类、品种)植物种类、品种(2 2)基本培养基)基本培养基(3 3)激素)激素(4 4)培养条件(温度、光照)培养条件(温度、光照)(4 4)生根、练苗处理)生根、练苗处理四四 木本植物离体快繁木本植物离体快繁(1 1)一般情况下比草本植物困难)一般情况下比草本植物困难 草本植物草本植物-小型木本(灌木、藤类)小型木本(灌木、藤类)-大型木本大型木本(乔木)(乔木)(2 2)周期较长、繁殖系数低)周期较长、繁殖系数低(3 3)培养物易爆发性褐化)培养物易爆发性褐化(4 4)生根较困难)生根较困难五五 离体快繁中的一些
15、问题离体快繁中的一些问题(1 1)试管苗的玻璃化现象)试管苗的玻璃化现象 玻璃化苗是植物组织培养中出现的、半透明状的畸形的玻璃化苗是植物组织培养中出现的、半透明状的畸形的试管植株,它不能或不易移栽于土壤中。试管植株,它不能或不易移栽于土壤中。其形态解剖学的特点是整棵植株矮小、肿胀,节间很短其形态解剖学的特点是整棵植株矮小、肿胀,节间很短或没有节间,疏导组织虽可看到,但导管或管胞木质化或没有节间,疏导组织虽可看到,但导管或管胞木质化不完全,叶片厚而狭长,有时基部较宽,叶片皱缩或纵不完全,叶片厚而狭长,有时基部较宽,叶片皱缩或纵向卷曲,脆弱易破碎。向卷曲,脆弱易破碎。生姜在不同激素里的生长情况生姜
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