愈伤组织培养2

,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,第,2,章 愈伤组织培养,第2章 愈伤组织培养,本章主要内容：,愈伤组织的诱导与分化,愈伤组织的继代培养,愈伤组织的形态发生,不定芽和根的发生,体细胞胚的发生,愈伤组织培养的应用,1,、了解愈伤组织细胞分化的各时期的特点,2,、掌握植物激素控制理论,3,、掌握愈伤组织的形态发生,4,、区别胚状体发生途径与器官发生途径形成植株,5,、愈伤组织培养在园艺植物育种中的应用,本章教学目的与要求,定义,:,是指将外植体接种到人工培养基上，在激素作用下，进行愈伤组织诱导、生长和分化的培养过程。,愈伤组织培养(,callus culture),第一节 愈伤组织的诱导和分化,一 愈伤组织的诱导,诱导愈伤组织的关键主要是,培养条件,，其中激素的成分和浓度是最重要的因素。,Callus arising from leaf tissue,Callus arising from vascular tissue,From root,From embryo culture,Photo indicating where the callus (c) arises from,Wound callus on the stemof an Erythrina tree,刺桐树,第一节愈伤组织的诱导和分化,二愈伤组织的分化,从外植体脱分化形成,典型的,愈伤组织大致可分为三个时期：,Stage 1. Induction,（诱导期）,:,细胞准备进行分裂的时期，是愈伤组织形成起点。,诱导期细胞内发生的变化,气体交换增加，如氧气的吸收增加,RNA,含量增加（增加到300%）,蛋白质量增加（每个细胞的总增加量为200%）,酶活性增强,Stage 2. Cell division,分裂期,指外植体细胞经诱导脱分化，不断分裂、增生子细胞的过程。,1.细胞的,数目迅速增加,。,2.每个细胞,平均鲜重下降,。,3.,细胞体积小，内无液泡,。,4,细胞的核和核仁增大到最大。,5.,细胞中,RNA,含量减少，而,DNA,含量保持不变,。,6. 随着细胞不断分裂和生长，,细胞总干重、蛋白质和核酸量大大增加，新细胞壁合成极快,。,分裂期细胞的主要表现,:,细胞分裂快，结构疏松，缺少有组织的结构，维持其不分化的状态，颜色浅而透明。,1,mg/l 2,4-D,10,mg/l 2,4-D,分裂期愈伤组织的共同特征：,Stage 3. Differentiation,分化期,指愈伤组织细胞停止分裂，细胞内发生一系列形态和生理上的变化,形成一些不同形态和功能的细胞的时期。,第一节愈伤组织的诱导和分化,A,细胞分裂部位和方向发生改变,：,B,形成瘤状或片状,的,分生组织结节,。或,维管组织结节。,C,细胞的体积相对稳定，不再减少。,D,出现了各种类型的细胞,：如管胞、纤维细胞、,薄壁细胞、分生细胞、色素细胞,等。,E,生长旺盛的愈伤组织呈乳白色、白色或浅绿色，,老化的多转化为黄色或褐色,。,第一节愈伤组织的诱导和分化,分化期细胞特点：,Callus types,：,Friable,易碎,Hard / lignified callus,Rhizogenic callus,生根的愈伤,Callus exuding sticky,poly-saccharides,渗出粘性多糖的愈伤,根据愈伤质地划分为：,第一节愈伤组织的诱导和分化,Callus may have a yellow, white, green or red (,anthocyanin,花青苷,) appearance.,不同颜色的愈伤,第二节 愈伤组织的继代培养,1,、,定义：,培养物在培养基上生长一段时间以后，由于营养物质枯竭，水分散失，以及代谢产物的积累，必须转移到新鲜培养基上培养,这个过程叫做,继代培养,。,2,、愈伤组织培养的调控因素：,外植体,培养基,培养环境,第二节愈伤组织的继代培养,（一）材料本身,第二节愈伤组织的继代培养,1,无机营养,培养基中的,N,，大多数都用硝态氮，对细胞分化起重要作用。,2,植物生长调节物质,一般使用的浓度为,0.1-10mg,L,。,使用植物生长调节剂时，要注意,种类和浓度,，特别是生长素和细胞分裂素的比值。,第二节愈伤组织的继代培养,（二）培养基,器官分化的植物激素控制理论,(,激素配比模式,),生长素与细胞分裂素的比值是根和芽形成的控制条件，决定着发育的方向,:,是愈伤组织、长根还是长芽。,高 利于根的形成,生长素,/,细胞分裂素 适中 利于愈伤组织的形成,低 利于芽的形成,第二节愈伤组织的继代培养,愈伤组织分化,第二节愈伤组织的继代培养,培养基中加入,糖、各类,B,族维生素、肌醇和甘氨酸,等，,可满足愈伤组织生长和分化的要求,。,各种,氨基酸和嘌呤、嘧啶类物质,，,可促进器官分化。,水解酪蛋白,中含有多种氨基酸，,助于器官分化,酰胺类,往往有,促进器官形成,的作用。,第二节愈伤组织的继代培养,3有机成分,第二节愈伤组织的继代培养,4.,培养方式：,固体培养,液体培养,（三）培养条件,第二节愈伤组织的继代培养,光照,温度,24-28,光强、光照时间、光质,第三节 愈伤组织的形态发生,形态建成,：外植体细胞在适宜的培养条件下发生脱分化、再分化，产生芽和根，或者形成胚状体，发育成苗或完整植株。,魔芋胚状体,小麦愈伤组织,第,2,章 愈伤组织培养,愈伤组织的形态发生方式,:,不定芽方式,胚状体方式,第三节愈伤组织的形态发生,外植体,愈伤组织,芽,根,再生植株,脱分化,再分化,高生长素,(1,2-D),高,(,生长素,/,细胞分裂素,),低,(,生长素,/,细胞分裂素,),一、不定芽方式（,adventitious bud,）,第三节愈伤组织的形态发生,愈伤组织的器官发生顺序有四种情况：,（,1,）愈伤组织仅有根或芽器官的分别形成，即无根的芽或无芽的根；,（,2,）先长芽，后长根，,多数情况,；,（,3,）先长根，再从根的基部长芽。这种情况较难诱导芽的形成，尤其对于单子叶植物；,（,4,）先在愈伤组织的邻近不同部位分别形成芽和根，然后两者结合起来形成一株植株。,第三节愈伤组织的形态发生,愈伤组织,芽分化,再生苗,第三节 愈伤组织的形态发生,小麦的形态发生,试管苗,胚状体（,embryoid,）：,指在组织培养中，由一个非合子细胞(体细胞)，经胚胎发生和胚胎发育过程（经过原胚、球形胚、心形胚、鱼雷胚和子叶胚5个时期），形成具有双极性的胚状结构。,第三节 愈伤组织的形态发生,二、胚状体方式（,somatic embryo,）,注意：体细胞胚,1、,不同于合子胚,2、,不同于孤雌/雄胚,3、,不同于器官发生方式形成的幼苗,第三节 愈伤组织的形态发生,胚状体与合子胚的比较,:,合子胚,胚状体,质量,萌发率高，质量好,萌发率低，质量差,来源,受精卵,体细胞,胚柄,有，明显,即使有也不明显,形态,固定，体积相对较小,复杂，常有两个以上的子叶，体积较大,变异率,低,高,第三节 愈伤组织的形态发生,由外植体经胚状体形成完整植株的过程：,外植体,脱,分,化,愈伤组织,胚状体,再生植株,第三节 愈伤组织的形态发生,胚状体发生途径与器官发生途径形成植株的区别,:,胚状体,具有两极性,，即有茎端和根端。,胚状体的,维管组织与外植体的维管组织无解剖结构上的联系,。,胚状体,维管组织的分布是独立的,“,Y,”,字形,。,第三节 愈伤组织的形态发生,体细胞胚发生与器官发生,第三节 愈伤组织的形态发生,胚状体方式比不定芽方式有更多的优点：,胚状体产生的数量比不定芽多；,胚状体可以制成人工种子，便于运输和,保存,；,胚状体的有性后代遗传性更接近母体植株。,第三节 愈伤组织的形态发生,第四节 愈伤组织培养的应用,1,、加快了园艺植物新品种和良种繁育速度；,2,、培育无病毒苗木；,3,、获得倍性不同的植株；,4,、克服远缘杂交困难；,5,、利于种质资源长期保存和远距离运输；,6,、提供育种中间材料；,7,、诱发和离体筛选突变体；,8,、制造人工种子。,第四节 愈伤组织培养的应用,本章小结：,1,、愈伤组织培养含义,2,、愈伤组织形成分三个时期：诱导期、分裂期、分化期。,3,、诱导期、分裂期、分化期细胞的特点,4,、分裂期愈伤组织的特征：细胞分裂快，结构疏松，缺少有组织的结构，维持其不分化的状态，颜色浅而透明。,5,、继代培养的含义。,6,、培养方式分为固体和液体培养两大类。,7,、形态建成含义 。,8,、器官发生形成小苗的方式 。,9,、胚状体发生途径与器官发生途径形成植株的区别,第,2,章 愈伤组织培养,