第5章植物器官的培养课件

第五章第五章 植物器官的培养植物器官的培养2024/7/71 第五章 2023/8/131一、器官培养的种一、器官培养的种类 包括离体的根、茎、叶、花器和果包括离体的根、茎、叶、花器和果实的的培养。以器官作培养。以器官作为外植体外植体进行离体培养，是行离体培养，是植物植物组织培养中最主要的一个方面，培养中最主要的一个方面，进行的行的植物种植物种类最多，最多，应用的范用的范围也最广。也最广。第一节第一节 概述概述2024/7/72一、器官培养的种类第一节 概述2023/8/132 二、二、器官培养的意器官培养的意义：1.1.器官培养是研究器官生器官培养是研究器官生长、营养代养代谢、生理生化、生理生化、组织分化和形分化和形态建成的最好材料和方法；建成的最好材料和方法；2.2.器官培养在生器官培养在生产实践上具有重要的践上具有重要的应用价用价值.2024/7/73 二、器官培养的意义：2023/8/133 如利用茎、叶和花器培养建立的如利用茎、叶和花器培养建立的试管苗，可在短期管苗，可在短期内提高繁殖速率，内提高繁殖速率，进行名行名贵品种的快速繁殖；品种的快速繁殖；利用茎尖培养可得到脱毒利用茎尖培养可得到脱毒试管苗，解决品种的退化管苗，解决品种的退化问题，提高，提高产量和量和质量；量；将植物器官作将植物器官作诱变处理，用器官培养可得到突理，用器官培养可得到突变株，株，进行行细胞突胞突变育种。育种。2024/7/74 如利用茎、叶和花器培养建立的试管苗，可在短期内提高繁植植 物物 器器 官官 培培 养养营养器营养器官培养官培养生殖器生殖器官培养官培养根培养根培养茎培养（茎培养（包括茎尖、茎段）包括茎尖、茎段）叶培养（包括叶原基、叶柄、叶培养（包括叶原基、叶柄、叶叶 鞘、叶片、子叶）鞘、叶片、子叶）花培养花培养 （包括花托、花瓣、花丝、（包括花托、花瓣、花丝、花柄、子房、花药）花柄、子房、花药）种子培养（包括成熟与未成熟）种子培养（包括成熟与未成熟）胚胎培养（包括幼胚、成熟胚、胚胎培养（包括幼胚、成熟胚、胚珠、胚珠、子房、胚乳培养子房、胚乳培养 ）2024/7/75植 物 器 官 培 养营养器生殖器根培养花培养（包括花托、第二第二节 营养器官的培养养器官的培养一、离体根的培养一、离体根的培养二、茎尖的培养二、茎尖的培养三、茎段的培养三、茎段的培养四、离体叶的培养四、离体叶的培养2024/7/76第二节 营养器官的培养一、离体根的培养2023/8/1一、离体根的培养一、离体根的培养（一）（一）意意义：生理代生理代谢研究的研究的优良良实验体系体系 研究器官分化形研究器官分化形态建成的良好体系建成的良好体系 建立快速生建立快速生长的根无性系的根无性系 进行行诱变育种育种2024/7/77一、离体根的培养 2023/8/1371.1.培养基培养基选择 White培养基；培养基；2/3或或1/2 MS 和和 B5培养基培养基 注：离体根生注：离体根生长要求要求 提供全部必需元素，蔗糖、硝提供全部必需元素，蔗糖、硝态氮效果好，加入氮效果好，加入B1、B6最最重要，生重要，生长素素对离体根影响不一致。培养温度离体根影响不一致。培养温度2527，暗，暗光培养。光培养。（二）（二）培养方法培养方法2024/7/781.培养基选择（二）培养方法2023/8/1382.2.无性繁殖系的建立无性繁殖系的建立 种种子子消消毒毒 接接种种待待根根伸伸长后后从从根根尖尖一一端端切切取取长1 1.2cm.2cm的的根根尖尖接接种种于于培培养养基基发育育出出侧根根待待侧根根生生长约1 1周周后后切切取取侧根根的的根根尖尖进行行扩大大培培养养又又迅迅速速生生长并并长出出侧根根切切下下进行行培培养养，如如此此反反复复得得到到从从单个根尖衍生而来的离体根的无性系。个根尖衍生而来的离体根的无性系。3.培养条件培养条件 暗光和温度暗光和温度25-27。2024/7/792.无性繁殖系的建立 2023/8/139根无性繁殖系的建立根无性繁殖系的建立根无性繁殖系根无性繁殖系无菌种子无菌种子1.2cm接后接后1周周侧根侧根反复转接反复转接2024/7/710根无性繁殖系的建立根无性繁殖系无菌种子1.2cm接后1周侧 4.4.植株再生培养植株再生培养 根段的离体培养也可以用来再生植株。根段的离体培养也可以用来再生植株。第一步第一步诱导形成愈形成愈伤组织。第二步在再分化培养基上第二步在再分化培养基上诱导芽的分化、在愈芽的分化、在愈伤组织上分化上分化成小植株。成小植株。离离体体根根愈愈伤伤组组织织分分化化芽芽再再生生植植株株再分化培养基再分化培养基脱分化培养基脱分化培养基2024/7/711 4.植株再生培养 离体根愈伤组织分化芽再生植株再分化培二、茎尖的培养二、茎尖的培养（一）茎尖培养概念及类型（一）茎尖培养概念及类型（二）茎尖培养方法及步骤（二）茎尖培养方法及步骤2024/7/712二、茎尖的培养（一）茎尖培养概念及类型2023/8/1312 (一一)茎尖培养概念及茎尖培养概念及类型型 1.1.茎尖培养：切取茎的先端部分或茎尖分生茎尖培养：切取茎的先端部分或茎尖分生组织部分，部分，进行行无菌培养。茎尖培养根据培养目的和取材大小可分无菌培养。茎尖培养根据培养目的和取材大小可分为：2.2.微茎尖培养微茎尖培养:带有有1-21-2个叶原基的生个叶原基的生长锥,其其长度不超度不超过 0.5mm0.5mm。2024/7/713(一)茎尖培养概念及类型2023/8/13133.3.普通茎尖培养：普通茎尖培养：较大的茎尖大的茎尖(如几如几mmmm到几十到几十mm)mm)、芽、芽尖及尖及侧芽。芽。这里主要里主要讲普通茎尖培养。普通茎尖培养。这种培养技种培养技术简单，操作方便，茎尖容易成活，成苗所需，操作方便，茎尖容易成活，成苗所需时间短短 。4.4.茎尖培养的意茎尖培养的意义：普通茎尖培养技普通茎尖培养技术简单，操作方便，易成活，成苗，操作方便，易成活，成苗 时间短，加快繁殖。短，加快繁殖。微茎尖培养可微茎尖培养可获得脱毒苗；得脱毒苗；2024/7/7143.普通茎尖培养：较大的茎尖(如几mm到几十mm)、芽尖及侧（二）茎尖培养方法及步（二）茎尖培养方法及步骤取材取材材料处理材料处理及消毒及消毒培培 养养接种接种驯化移栽驯化移栽2024/7/715（二）茎尖培养方法及步骤取材材料处理及消毒培 养接直接取材：在生直接取材：在生长旺盛、枝旺盛、枝条健壮、无病的母株上条健壮、无病的母株上选生生长不久、不久、杂菌菌污染少的染少的顶梢梢（1 12 2cmcm）（）（取前可取前可喷杀菌菌药，可可顶芽或芽或侧芽）。芽）。从从试管苗管苗获取。取。1 1、取材取材取取1-2顶梢顶梢2024/7/716直接取材：在生长旺盛、枝条健壮、无病的母株上选生长不久、杂2 2、材料处理及消毒、材料处理及消毒 将采集到的茎尖切成将采集到的茎尖切成0.5-1.0cm0.5-1.0cm长长去叶（休眠去叶（休眠芽预先剥除鳞片）芽预先剥除鳞片）流水冲洗流水冲洗2-4h 2-4h 7575的酒的酒精中处理精中处理30s 30s 稀释稀释2020倍的次氯酸钠中浸倍的次氯酸钠中浸5-8min(5-8min(取取自老枝条上的可适当延长时间）自老枝条上的可适当延长时间）用无菌水冲洗数用无菌水冲洗数次，准备接种。次，准备接种。2024/7/7172、材料处理及消毒 将采集到的茎尖切成0.5-1.0c 3 3、接种接种 接种前再剥掉一些叶片，使茎尖接种前再剥掉一些叶片，使茎尖0.5cm 0.5cm 接种接种 要求：随切随接，要求：随切随接，动作迅速。作迅速。亦可将切下亦可将切下 茎尖材茎尖材 料在料在1 15%5%VCVC液中浸一下。液中浸一下。2024/7/718 3、接种 2023/8/13184 4、培养的方法和程序培养的方法和程序（1）培养基）培养基 基本培养基基本培养基 MS、White、B5、Heller培养基。培养基。蔗糖作碳源效果好，蔗糖作碳源效果好，浓度度23%。激素（激素（2，4-D，IAA，NAA）和有机添加）和有机添加 物有明物有明显影响。但激素影响。但激素浓度以度以0.1mg/L为宜，宜，不要太高。不要太高。2024/7/7194、培养的方法和程序2023/8/1319生生长太慢：太慢：茎尖不增大茎尖不增大变绿细胞逐胞逐渐老化老化休眠休眠 原因原因:生生长素素浓度太低；温度度太低；温度过低或低或过高；高；生生长太快：太快：茎尖迅速增大茎尖迅速增大愈愈伤组织丧失成苗能力失成苗能力 原因原因:生生长素素浓度度过高；光照太弱或温度太高；高；光照太弱或温度太高；生生长正常：正常：茎尖基部稍增大并形成少量愈茎尖基部稍增大并形成少量愈伤组织，茎尖，茎尖颜色色 逐逐渐变绿，并伸，并伸长，叶原基，叶原基发育成可育成可见的小叶，的小叶，进而形成小苗。而形成小苗。茎尖生长状态茎尖生长状态2024/7/720生长太慢：茎尖不增大变绿细胞逐渐老化休眠 （2 2）初代培养条件）初代培养条件 每天每天 光照光照16h16h，光光强度度1500-30001x1500-30001x，温度温度252252 2024/7/721（2）初代培养条件 2023/8/1321（3 3）继代培养代培养 茎尖茎尖长成的新梢成的新梢切成小段切成小段增殖培养基中增殖培养基中 1个月左右个月左右新梢又可切成小段新梢又可切成小段再再转入新培养基入新培养基建立和建立和维持了茎尖无性系。持了茎尖无性系。（即微型即微型扦插）插）继代培养可用代培养可用MS培养基。培养基。2024/7/722（3）继代培养 2023/8/1322（4 4）诱导生根生根 采用采用12MS培养基培养基 加入一定的生加入一定的生长素素类调节物物质，如，如NAA、IBA等。等。新梢基部浸入新梢基部浸入50或或100mg/l的的IBA溶液溶液处理理4-8h，然后然后转移到无激素的生根培养基中。移到无激素的生根培养基中。2024/7/723（4）诱导生根 2023/8/1323(5)(5)驯化移栽入土化移栽入土 在生根培养在生根培养1 1个月左右个月左右生生长健健壮而壮而发达的根系达的根系炼苗苗移移栽栽 管理（温、光、湿、气）管理（温、光、湿、气）2024/7/724(5)驯化移栽入土 2023/8/1324 （一）定（一）定义：指不指不带芽和芽和带一个以上定芽或不定芽（包括一个以上定芽或不定芽（包括块茎、球茎在内）的幼茎切段的无菌培养。茎、球茎在内）的幼茎切段的无菌培养。三、茎段培养三、茎段培养2024/7/725 （一）定义：指不带芽和带一个以上定芽或不定芽（包括块茎（二）意（二）意义 ：快速繁殖；快速繁殖；探探讨茎茎细胞的生理特点胞的生理特点 进行育种上的行育种上的筛选突突变体的体的过程程2024/7/726（二）意义：2023/8/1326（三）培养步（三）培养步骤 1.1.材料的材料的选择和和处理理 （1 1）取材：当年生嫩枝取材：当年生嫩枝去叶去叶剪成剪成5cm5cm的小段的小段自来水冲洗自来水冲洗1-3h 1-3h 注：生长期取芽，外植体取枝注：生长期取芽，外植体取枝条顶部或中部茎段。条顶部或中部茎段。2024/7/727（三）培养步骤 注：生长期取芽，外植体取枝条顶部或中部茎段。（2 2）消毒与接种：）消毒与接种：将材料切割成将材料切割成2-3cm2-3cm长短短无菌条件下用无菌条件下用7575酒精酒精灭菌菌30-60s30-60s 无菌水冲洗无菌水冲洗0.10.1升汞浸升汞浸泡泡3-8min3-8min（饱和漂白粉浸泡和漂白粉浸泡10-20min10-20min ）无无菌水冲洗数次菌水冲洗数次切割成切割成0.5cm0.5cm以以备接种。接种。2024/7/728（2）消毒与接种：2023/8/13282.2.培养培养 (1)1)培养基的培养基的选择：MS+3 MS+3蔗糖蔗糖+0.7+0.7琼脂脂+激素激素 （促（促进腋芽增殖腋芽增殖6-BA6-BAKtKt和和Ze Ze）(2)2)培养条件：培养条件：保持保持2525左右，左右，给予充分的光照和光期予充分的光照和光期2024/7/7292.培养 2023/8/1329(3)3)继代培养：代培养：途径一：促途径一：促进腋芽的快速生腋芽的快速生长 优点：不会点：不会产生生变异，方法异，方法简便，每年从一个芽便，每年从一个芽 可增殖可增殖1010万株以上万株以上 途径二：途径二：诱导形成大量不定芽。形成大量不定芽。优点：点：产生生变异。异。继代增殖代增殖过程注意程注意选用培养基和生用培养基和生长调节剂2024/7/730(3)继代培养：2023/8/1330（4 4）生根培养）生根培养 目的：使再生的大量目的：使再生的大量试管苗形成根系，管苗形成根系，获得完整的植株。得完整的植株。培养基培养基选择：1/21/2，1/31/3或或1/41/4的的MSMS，B5B5培养基或培养基或WhiteWhite培养基培养基 附加生附加生长素（素（浓度度NAA0.1-1.0mg/LNAA0.1-1.0mg/L，IBAIBA和和IAAIAA可稍高）可稍高）而降低或除去而降低或除去细胞分裂素。胞分裂素。最好添加最好添加0.30.3活性炭，以促活性炭，以促进生根生根 2024/7/731（4）生根培养 2023/8/1331 3.3.移植移植 移植是一个由异养移植是一个由异养转变为自养的自养的过程。程。试管苗管苗炼苗苗取苗取苗洗洗净琼脂脂小心移栽小心移栽苗期管理（初期湿度要大，基苗期管理（初期湿度要大，基质通气湿通气湿润，保湿保温），保湿保温）2024/7/732 3.移植 2023/8/1332 （一）定（一）定义：离体叶培养指包括叶原基、叶柄、叶鞘、叶片、子离体叶培养指包括叶原基、叶柄、叶鞘、叶片、子叶在内的叶叶在内的叶组织的无菌培养。的无菌培养。它大多它大多经脱分化形成愈脱分化形成愈伤组织，再由愈，再由愈伤组织分化出分化出茎和根。茎和根。其中叶片培养是一个典型的代表。其中叶片培养是一个典型的代表。四、离体叶的培养四、离体叶的培养2024/7/733 （一）定义：四、离体叶的培养2023/8/1333（二）意（二）意义：1.1.是繁殖稀有名是繁殖稀有名贵品种的有效手段；品种的有效手段；2.2.可用于研究形可用于研究形态建成、光合作用、叶建成、光合作用、叶绿素形成等素形成等理理论问题。2024/7/734（二）意义：2023/8/1334（三）叶片的离体培养方法（三）叶片的离体培养方法 发育方式：叶片培养再生成完整植株有两种方式：育方式：叶片培养再生成完整植株有两种方式：是直接是直接诱导形成芽和根形成芽和根完整植株；完整植株；是先是先诱导形成愈形成愈伤组织，再，再经愈愈伤组织分化形成芽和分化形成芽和根根完整植株。完整植株。其中，以第二种方式最其中，以第二种方式最为常常见。2024/7/735（三）叶片的离体培养方法 2023/8/1335叶片离体培养叶片离体培养发育方式（成苗途径）育方式（成苗途径）叶原基叶原基叶鞘叶鞘叶片叶片子叶子叶叶柄叶柄愈伤组织愈伤组织茎和根茎和根试管苗试管苗 不定芽不定芽2024/7/736叶片离体培养发育方式（成苗途径）叶原基叶鞘叶片子叶叶 1.1.材料材料选择及及灭菌菌 取植物的幼嫩叶片，切割成适当大小（取植物的幼嫩叶片，切割成适当大小（23cm23cm），在），在流水中冲洗干流水中冲洗干净。再用。再用7070酒精浸泡酒精浸泡约10s10s 饱和和漂白粉液中浸漂白粉液中浸3-15min3-15min，或在，或在0.10.1升汞中浸升汞中浸3-5min 3-5min 无菌水冲洗数次无菌水冲洗数次无菌的干无菌的干滤纸上吸干水分上吸干水分接种。接种。注：注：细嫩与成熟叶片消毒嫩与成熟叶片消毒时间不同不同2024/7/737 1.材料选择及灭菌 2023/8/13372.2.接种接种 外植体大小：外植体大小：0.5cm0.5cm2 2 薄片（叶柄、子叶）薄片（叶柄、子叶）上表皮朝上接种培养基。最好上表皮朝上接种培养基。最好带叶脉，注意极性叶脉，注意极性2024/7/7382.接种2023/8/13383.3.培养培养 （1）培养基：）培养基：MS、B5、White、N6；蔗糖蔗糖3%；2.4D利于愈利于愈伤组织形成，形成，NAA抑制芽形成，利于根抑制芽形成，利于根发生，生，KT、6-BA利于芽形成。利于芽形成。愈愈伤组织诱导：BA 1-3mg/L,NAA 0.25-1mg/L；分化培养：分化培养：CTK 2 mg/L；生根培养：生根培养：NAA 0.51.0 mg/L 2024/7/7393.培养2023/8/1339(2)(2)培养培养过程：程：培养培养约2周至周至4周周形成愈形成愈伤组织再分化培养基上再分化培养基上（附加（附加6-BA 2mgL）进行分化培养行分化培养约10d左右，愈左右，愈伤组织开始开始转绿出出现绿色芽点色芽点发育成无根苗育成无根苗生根生根培养基（附加培养基（附加 NAA0.5-l mg/L）发育形成完整植株。育形成完整植株。2024/7/740(2)培养过程：2023/8/1340(3)培养条件：培养条件：温度：温度：252 光照光照时间：10-12h，光照光照强度：度：1500-3000 Lx。2024/7/741(3)培养条件：2023/8/1341 叶的培养比胚，茎尖和茎段培养叶的培养比胚，茎尖和茎段培养难度大。度大。首先要首先要选用易培养成功的叶用易培养成功的叶组织，如幼叶比成熟叶易，如幼叶比成熟叶易培养，子叶比叶片易培养。培养，子叶比叶片易培养。其次要添加适当的生其次要添加适当的生长素和素和细胞分裂素，保胞分裂素，保证利于叶利于叶组织的脱分化和再分化。的脱分化和再分化。2024/7/742 叶的培养比胚，茎尖和茎段培养难度大。2023/8/134第二第二节 生殖器官的培养生殖器官的培养一、花器官的培养一、花器官的培养二、种子的培养二、种子的培养三、胚胎的培养三、胚胎的培养四、胚珠培养四、胚珠培养五、子房培养五、子房培养六、胚乳培养六、胚乳培养2024/7/743第二节 生殖器官的培养一、花器官的培养2023/8/1343一、花器官的培养一、花器官的培养2024/7/744一、花器官的培养2023/8/13441.1.定定义：花器官培养指整个花器花器官培养指整个花器及其及其组成部分如花托、成部分如花托、花瓣、花花瓣、花丝、花柄、子、花柄、子房、花房、花药等的无菌培养。等的无菌培养。一、花器官的培养（花蕾）一、花器官的培养（花蕾）2024/7/7451.定义：一、花器官的培养（花蕾）2023/8/1342 2、意、意义：通通过离体花芽培养可了解整体植物和内源激素在花芽性离体花芽培养可了解整体植物和内源激素在花芽性别决定中所起的作用决定中所起的作用 可以了解花器各部分可以了解花器各部分对果果实和种子和种子发育的作用育的作用 内、外源激素在果内、外源激素在果实种子种子发育育过程中的程中的调控作用控作用 生生产上也可用于珍上也可用于珍贵品种的品种的扩大繁殖。大繁殖。2024/7/7462、意义：2023/8/1346 3.3.培养方法培养方法 (1)(1)取材、消毒取材、消毒 从健壮植株上取未开放的花蕾从健壮植株上取未开放的花蕾 7575酒精浸酒精浸润约30s 30s 饱和漂和漂白粉浸泡白粉浸泡10-15min10-15min（或（或0.10.1升汞升汞中浸中浸3-5min 3-5min）无菌水冲洗数无菌水冲洗数次次接种。接种。2024/7/747 3.培养方法2023/8/1347(2)(2)接种接种花蕾培养：花梗插入培养基中。花蕾培养：花梗插入培养基中。部分花器培养：切片接入培养基中部分花器培养：切片接入培养基中(3)(3)培养培养培养基：培养基：MS、B5。附加生长素（附加生长素（NAA0.1 mg/L）和细胞分裂素）和细胞分裂素（6-BA 2mg/L），诱导形成愈伤组织或胚状体，），诱导形成愈伤组织或胚状体，再分化培养成植株再分化培养成植株2024/7/748(2)接种花蕾培养：花梗插入培养基中。(3)培养2023/8培养条件：培养条件：温度：温度：252 光照光照时间：10-12h，光照光照强度：度：1500-3000 Lx培养培养约1周，形成少量愈周，形成少量愈伤组织。再再经1个月就分化出个月就分化出绿色芽点，色芽点，再切割再切割转接，可形成大量接，可形成大量无根苗，无根苗，经长根成植株，根成植株，用于繁殖。用于繁殖。2024/7/749培养条件：2023/8/1349二、种子培养二、种子培养2024/7/750二、种子培养2023/8/13501.1.定义：定义：种子培养是种子培养是指受精后发育完指受精后发育完全的成熟种子和全的成熟种子和发育不完全的未发育不完全的未成熟种子的无菌成熟种子的无菌培养。培养。2024/7/751定义：2023/8/13512.2.意意义 ：可以打破种子休眠，可以打破种子休眠，促促进萌萌发；解决解决远缘杂种种败育性，育性，产生后代；快速繁殖苗木生后代；快速繁殖苗木 优点：植株分化容易，点：植株分化容易，无菌操作方便无菌操作方便2024/7/7522.意义：2023/8/1352 3.3.培养技培养技术(1)(1)种子种子灭菌菌 种皮厚或不种皮厚或不饱满的种子，宜用的种子，宜用0.1升汞消毒升汞消毒10-20min。幼嫩的或幼嫩的或发育不全的种子，宜用育不全的种子，宜用饱和漂白粉消毒和漂白粉消毒15-30min。若种子上有若种子上有绒毛或蜡毛或蜡质，应先用先用95酒精或吐温酒精或吐温40处理，理，提高消毒效果。提高消毒效果。对壳厚壳厚难萌萌发的种子，可去壳培养。的种子，可去壳培养。2024/7/753 3.培养技术2023/8/1353(2)(2)培养基：培养基：A.促种子萌发用促种子萌发用MS培养基，加或不加激素，诱导愈伤组培养基，加或不加激素，诱导愈伤组织则可加入织则可加入6-BA或或2,4-D。B.无胚乳种子应适当加生长素。无胚乳种子应适当加生长素。C.一般糖浓度为一般糖浓度为1-3%。D.打破休眠可加打破休眠可加GA，或在接种前浸种处理。或在接种前浸种处理。2024/7/754(2)培养基：2023/8/1354(3)(3)接种培养接种培养 把种子按每瓶把种子按每瓶3-5粒放人培养瓶中，均匀排列粒放人培养瓶中，均匀排列 培养条件：培养条件：温度温度20-28 光光强1000-20001x，每天光照每天光照10-12h2024/7/755(3)接种培养 2023/8/1355植物胚胎培养是胚及胚器官植物胚胎培养是胚及胚器官(如子房、胚珠如子房、胚珠)在离体无菌条件下，使胚在离体无菌条件下，使胚发育成幼苗的技育成幼苗的技术。包括幼胚培养、成熟胚培养、胚珠培养、包括幼胚培养、成熟胚培养、胚珠培养、子房培养、胚乳培养等。子房培养、胚乳培养等。三、胚胎的培养三、胚胎的培养2024/7/756植物胚胎培养是胚及胚器官(如子房、胚珠)三、胚胎的培养202胚胎培养已有近百年的胚胎培养已有近百年的历史：史：19041904年的年的HaningHaning最早成功地培养了最早成功地培养了萝卜和辣椒的胚，卜和辣椒的胚，并萌并萌发形成小苗。形成小苗。3030年代年代 成功地把成功地把兰科植物的胚培养成小植株。科植物的胚培养成小植株。4040年代在苹果、桃、柑桔、梨、葡萄、山楂、年代在苹果、桃、柑桔、梨、葡萄、山楂、马铃薯、薯、甘甘蓝与大白菜的种与大白菜的种间杂种的胚胎培养、胚乳培养种的胚胎培养、胚乳培养及子房与胚珠培养均取得了不同程度的及子房与胚珠培养均取得了不同程度的进展展2024/7/757胚胎培养已有近百年的历史：2023/8/1357（一）胚胎培养的意（一）胚胎培养的意义克服克服远缘杂种的不育性种的不育性 ；使胚使胚发育不全的植物育不全的植物获得后代得后代 缩短育种年限短育种年限 ；研究与胚研究与胚发育有关的内外因素育有关的内外因素2024/7/758（一）胚胎培养的意义2023/8/1358（二）离体胚培养（二）离体胚培养 离体胚培养包括胚胎离体胚培养包括胚胎发生生过程中不同程中不同发育期的胚，育期的胚，一般可分一般可分为成熟胚和幼胚培养成熟胚和幼胚培养。2024/7/759（二）离体胚培养2023/8/13591.1.成熟胚培养成熟胚培养 指子叶期后至指子叶期后至发育完全的胚。育完全的胚。培养培养较易成功，在含有大量无机元素和糖的基本培养基上，易成功，在含有大量无机元素和糖的基本培养基上，就能正常生就能正常生长成幼苗。成幼苗。将成熟或未成熟种子用将成熟或未成熟种子用70酒精酒精进行几秒行几秒钟的表面消毒的表面消毒无菌水冲洗无菌水冲洗3-4次次无菌条件下无菌条件下进行解剖，取出胚并接种行解剖，取出胚并接种在适当的培养基上培养。在适当的培养基上培养。2024/7/7601.成熟胚培养 2023/8/1360 培养基：培养基：White Tukey MS无机无机盐+糖糖(1-2%)+生生长辅助物助物质(激素、激素、AA、活性炭、活性炭、维生素等生素等)2024/7/761 培养基：2023/8/1361幼胚是指子叶期以前的幼小胚。幼胚是指子叶期以前的幼小胚。由于幼胚培养在由于幼胚培养在远缘杂交育种上有极大的利用价交育种上有极大的利用价值，其研究其研究应用越来越深入广泛。用越来越深入广泛。幼胚培养技幼胚培养技术：心形期胚或更早期的胚（：心形期胚或更早期的胚（长度度仅0.10.10.20.2mmmm）胚越小就越胚越小就越难培养培养 ,幼胚培养成功的有大麦、幼胚培养成功的有大麦、荠菜、菜、甘蔗、甜菜、胡甘蔗、甜菜、胡萝卜等卜等 2.2.幼胚（未成熟胚）培养：幼胚（未成熟胚）培养：2024/7/762幼胚是指子叶期以前的幼小胚。2.幼胚（未成熟胚）培养：2（1 1）未成熟胚胎的培养有三种不同的）未成熟胚胎的培养有三种不同的发育方式：育方式：a.a.继续进行正常的胚胎行正常的胚胎发育，育，维持持“胚性生胚性生长”；b.b.早熟萌早熟萌发，即培养后迅速萌，即培养后迅速萌发成幼苗；成幼苗；c.c.胚在培养基中胚在培养基中发生生细胞增殖形成愈胞增殖形成愈伤组织，并由此再，并由此再分化形成多个胚状体或芽原基。分化形成多个胚状体或芽原基。2024/7/763（1）未成熟胚胎的培养有三种不同的发育方式：2023/8/1（2 2）幼胚培养技）幼胚培养技术幼胚培养的操作方法与成熟胚培养方法基本相同。幼胚培养的操作方法与成熟胚培养方法基本相同。值得注意得注意的是切取幼胚必的是切取幼胚必须在高倍解剖在高倍解剖镜下下进行，行，操作操作时要要细心，尽量取出完整的胚。心，尽量取出完整的胚。幼胚培养成功的关幼胚培养成功的关键，是提供幼胚所必需的，是提供幼胚所必需的营养养和和环境条件。境条件。2024/7/764（2）幼胚培养技术2023/8/1364 培养基培养基 幼胚幼胚对培养基要求培养基要求较高，常用的培养基有高，常用的培养基有TukeyTukey，NitchNitch、MSMS，B5B5培养基；培养基；通常存在的影响条件如下：通常存在的影响条件如下：2024/7/765 培养基 通常存在的影响条件如下：2023/8/136生生长调节物物质 不同植物的胚培养需要的生长物质不同。不同植物的胚培养需要的生长物质不同。如如IAAIAA可明显促进向日葵胚的生长；可明显促进向日葵胚的生长；IAAIAA，KtKt的共同作用可促进荠菜幼胚的生长；的共同作用可促进荠菜幼胚的生长；一般认为一般认为IAAIAA可使胚的长度增加；可使胚的长度增加；加入加入BABA可提高胚的生存机会；可提高胚的生存机会；2024/7/766生长调节物质 2023/8/1366天然提取物的作用天然提取物的作用 椰乳椰乳对胚培养有一定的促胚培养有一定的促进作用（番茄胚在含有作用（番茄胚在含有50%50%椰乳的培养基中可椰乳的培养基中可维持生持生长 ）一些瓜一些瓜类的胚乳提取物能促的胚乳提取物能促进胚生胚生长的能力。的能力。2024/7/767天然提取物的作用 2023/8/1367温光条件温光条件 对于大多数植物的胚来于大多数植物的胚来说，在，在25-3025-30为宜宜 早熟果早熟果树如桃的种胚，必如桃的种胚，必须经过一定的低温春化一定的低温春化阶段段才能正常萌才能正常萌发生生长，而，而马铃薯胚以薯胚以2020为好。光照可好。光照可以促以促进某些植物胚的某些植物胚的转绿，利于胚芽生，利于胚芽生长，而黑暗，而黑暗则利于胚根生利于胚根生长。因此以光暗交替培养。因此以光暗交替培养较为有利有利。2024/7/768温光条件 2023/8/1368其它条件其它条件 胚培养中除要求胚培养中除要求较高的蔗糖（高的蔗糖（4.5%4.5%）浓度、度、高渗透高渗透压以外，以外，还要求要求较高高浓度的氨基酸及无机度的氨基酸及无机盐。2024/7/769其它条件 2023/8/1369四、胚珠培养四、胚珠培养（一）定义：（一）定义：胚珠培养是将授粉的子房在无菌条件下解剖后，胚珠培养是将授粉的子房在无菌条件下解剖后，取胚珠置于培养基培养的过程。有时也把胚珠连同胎取胚珠置于培养基培养的过程。有时也把胚珠连同胎座一起取下来培养。座一起取下来培养。2024/7/770四、胚珠培养（一）定义：2023/8/1370柱头柱头花柱花柱子房子房花梗花梗花托花托花组成花组成2024/7/771柱头花柱子房花梗花托花组成2023/8/1371胚囊胚囊卵细胞卵细胞株心株心珠珠 孔孔反足细胞反足细胞珠珠 被被胚珠胚珠极核极核 株柄株柄2024/7/772胚囊卵细胞株心珠 孔反足细胞珠 被胚珠极核 株柄（二）意义：（二）意义：胚珠培养可以解决象兰科植物成熟胚较小不易培养的胚珠培养可以解决象兰科植物成熟胚较小不易培养的问题。问题。另一方面在未受精的胚珠培养中，可诱发大孢子发另一方面在未受精的胚珠培养中，可诱发大孢子发育成单倍体，用于单倍体育种。育成单倍体，用于单倍体育种。2024/7/773（二）意义：2023/8/1373（三）培养技（三）培养技术：从花中取出子房从花中取出子房 70%酒精消毒酒精消毒30秒秒 无菌水冲洗无菌水冲洗 5%次次氯酸酸钠液中液中灭菌菌10分分钟 无菌水冲洗数次无菌水冲洗数次 在无菌条件下在无菌条件下进行解剖行解剖 取出胚珠取出胚珠 放在培养基上放在培养基上 培养培养 基本培养基：用基本培养基：用Nistch培养基培养基 MS、N6、B5等培养基也可采用等培养基也可采用 关关键：选择胚的胚的发育育时期期球形胚期的胚珠球形胚期的胚珠较易培养成功易培养成功 2024/7/774（三）培养技术：2023/8/1374（四）（四）发育方式：育方式：未受精胚珠未受精胚珠受精胚珠受精胚珠愈伤组织愈伤组织发育成种子发育成种子大孢子或卵分化为大孢子或卵分化为单倍体植株单倍体植株再生植株再生植株2024/7/775（四）发育方式：未受精胚珠受精胚珠愈伤组织发育成种子大孢子或五、子房培养五、子房培养1.1.取材：取材：开花前开花前1 15 5天摘下未授粉子房；天摘下未授粉子房；或授粉后摘下子房。或授粉后摘下子房。2.2.灭菌：灭菌：材料处理材料处理(禾谷类植物用禾谷类植物用70%70%酒精擦洗幼穗；双子酒精擦洗幼穗；双子叶植物花蕾用饱和漂白粉灭菌叶植物花蕾用饱和漂白粉灭菌1515分分)70%)70%浸浸3030秒秒 无菌水冲洗无菌水冲洗 0.1%0.1%升汞升汞15152020分钟分钟 无无菌水冲洗菌水冲洗 无菌滤纸吸干。无菌滤纸吸干。2024/7/776五、子房培养1.取材：2023/8/13763.接种：接种：无菌条件下剥开幼花，无菌条件下剥开幼花，夹出子房并接种于培养基（出子房并接种于培养基（MS、N6等）。等）。4.培养：培养：温度温度26,相相对湿度湿度50-60%，16h散射光。散射光。2024/7/7773.接种：2023/8/1377 胚乳是由两个胚乳是由两个单倍的极核和一个倍的极核和一个单倍的精子倍的精子结合而合而成的三倍体成的三倍体组织。由它可由它可获得无子得无子结实的三倍体植株，的三倍体植株，进而可将它而可将它加倍成六倍体植株。加倍成六倍体植株。六、胚乳的培养六、胚乳的培养2024/7/778 胚乳是由两个单倍的极核和一个单倍的精子结合而 培养方法：培养方法：1.取材与接种取材与接种 取授粉取授粉4-8d后的幼果后的幼果常常规消毒消毒在无菌条在无菌条件下切开果件下切开果实 取出种子取出种子 分离出胚乳分离出胚乳 接种接种 2.培养基培养基:MS、White+2，4-D（NAA0.5-2.0）+6-BA0.1-1.0mg/L 2024/7/779 培养方法：2023/8/13793.3.培养培养 在在25-2725-27和黑暗条件或散射光下培养和黑暗条件或散射光下培养约6-l0d6-l0d胚乳开始膨大胚乳开始膨大形成愈形成愈伤组织分化培养基上（分化培养基上（附附加加6-BA6-BA 0.5-3.0mg/L0.5-3.0mg/L及少量的及少量的NAANAA ）培养）培养 待愈待愈伤组织长出芽后，切下不定芽出芽后，切下不定芽生根培养基生根培养基光下培光下培养养10-15d10-15d，切口，切口处可可长出白色的不定根。出白色的不定根。2024/7/7803.培养 2023/8/1380复复习思考思考题(1)(1)为什么什么说植物器官培养是植物器官培养是组织培养的一个最重要的方培养的一个最重要的方面面?(2)(2)植物的离体根培养有何意植物的离体根培养有何意义？(3)(3)普通茎尖培养普通茎尖培养时，怎，怎样取材和取材和处理外植体理外植体?在茎尖培养在茎尖培养过程中会出程中会出现什么什么现象象?应怎怎样解决解决?(4)(4)茎段培养与茎尖培养有什么主要区茎段培养与茎尖培养有什么主要区别?(5)(5)花器官培养通常指花的哪些部分培养花器官培养通常指花的哪些部分培养?常用的基本培养常用的基本培养基是什么基是什么?(6)(6)植物胚胎培养分植物胚胎培养分为哪些哪些类型型?各有何特点和要求各有何特点和要求?胚胎胚胎培养有何重要意培养有何重要意义?2024/7/781复习思考题2023/8/1381第5章植物器官的培养课件82