上课用3、1菊花的组织培养(经典)

菊花的组织培养菊花的组织培养四川省南部中学 马彦平萧县郝集中学白牡丹白牡丹二乔二乔萧县郝集中学白毛刺白毛刺 萧县郝集中学白玉珠帘白玉珠帘 萧县郝集中学礼花礼花一、细胞的细胞的 分化分化1、细胞分化的概念、细胞分化的概念： 在个体发育过程中，相同细胞的后代，在形在个体发育过程中，相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能发生稳定性差异的态、结构和生理功能发生稳定性差异的 过程过程2、细胞分化的特点：细胞分化的特点： 1）普遍性：）普遍性：3、细胞分化的原因即实质、细胞分化的原因即实质基因的选择性表达基因的选择性表达 是基因在时间和空间上选择性表达的结果是基因在时间和空间上选择性表达的结果 4）遗传物质不变性：遗传物质不变性： 3）不可逆性：一般来说，已分化的细胞不会）不可逆性：一般来说，已分化的细胞不会 再变回原来的细胞再变回原来的细胞2 2）持久性：细胞分化贯穿于整个生命过程）持久性：细胞分化贯穿于整个生命过程二全能性二全能性1、什么叫全能性？、什么叫全能性？ 细胞的全能性是指细胞的全能性是指已分化的细胞在一定条件已分化的细胞在一定条件下，具有发育成完整个体的下，具有发育成完整个体的 潜能潜能2、活细胞具有全能性的原因：、活细胞具有全能性的原因： 生物体的生物体的 每一个活细胞都含有该物种全套每一个活细胞都含有该物种全套的遗传信息的遗传信息3、全能性表达的条件：、全能性表达的条件： 离体、营养物质、激素、适宜的条件离体、营养物质、激素、适宜的条件4、作用：植物组织培养的理论基础、作用：植物组织培养的理论基础细胞的全能性细胞的全能性大多绿色开花植物都是靠种子来繁殖的大多绿色开花植物都是靠种子来繁殖的。那么，那么，有没有不用种子来培育植物的方法呢？有没有不用种子来培育植物的方法呢？组织培养组织培养营养繁殖营养繁殖扦插扦插嫁接嫁接压条压条 有性生殖：有性生殖：是指必须由有性生殖细胞的结合形成受是指必须由有性生殖细胞的结合形成受 精卵，然后由受精卵形成新个体的生殖方式。精卵，然后由受精卵形成新个体的生殖方式。 无性生殖：无性生殖：是指不经过生殖细胞的结合，直接由母是指不经过生殖细胞的结合，直接由母体产生新个体的生殖方式。（言外之意：无性生殖体产生新个体的生殖方式。（言外之意：无性生殖根本不产生有性生殖细胞，也就没有有性生殖根本不产生有性生殖细胞，也就没有有性生殖细胞的结合）无性生殖：分裂生殖、出芽生殖分裂生殖、出芽生殖扦插扦插嫁接嫁接压条压条 无性生殖缺点有：无性生殖缺点有：不具双亲的遗传物质，不具双亲的遗传物质， 生存力变异力差。生存力变异力差。无性生殖优点有：无性生殖优点有： 速度快、产量高，新个体基本速度快、产量高，新个体基本 上能够保持植物体的优良状。上能够保持植物体的优良状。 （一（一 )概念概念 指植物的指植物的离体离体部分（包括任何器官、组织、部分（包括任何器官、组织、细胞或细胞或原生质体原生质体），在人工控制的），在人工控制的培养基培养基及环境条件及环境条件（温度及光照）下，得以生长（温度及光照）下，得以生长和和分化分化成成完整植株完整植株的一种的一种无菌无菌培养技术。培养技术。三、三、植物组织培养的概念植物组织培养的概念又称：植物离体培养又称：植物离体培养（二）、植物组织培养的基本过程（二）、植物组织培养的基本过程 离体器官、 组织或细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 根、芽 植物体 愈伤组织愈伤组织排列疏松而而无排列疏松而而无规则的一种高规则的一种高度液泡化的薄度液泡化的薄壁细胞壁细胞什么叫脱（去）分化、再分化？什么叫脱（去）分化、再分化？阅读阅读32页解决下列问题：页解决下列问题：由已经分化的植物细胞在一定条件下，经由已经分化的植物细胞在一定条件下，经过诱导后形成愈伤组织过诱导后形成愈伤组织愈伤组织重新分化分化出根和芽，形成愈伤组织重新分化分化出根和芽，形成 完整植株，这一过程叫再分化完整植株，这一过程叫再分化2、愈伤组织的细胞有什么特点？、愈伤组织的细胞有什么特点？细胞排列疏松、无规则、高度液泡化、薄壁细胞细胞排列疏松、无规则、高度液泡化、薄壁细胞3、如何控制细胞的脱分化与再分化？、如何控制细胞的脱分化与再分化？通过激素（主要为通过激素（主要为IAA、细胞分裂素）控制、细胞分裂素）控制（二）、植物组织培养的基本过程（二）、植物组织培养的基本过程 1、在脱分化过程中，细胞能进行分裂和、在脱分化过程中，细胞能进行分裂和 分分 化吗？化吗？ 2、再分化过程中。细胞能进行分裂和分化、再分化过程中。细胞能进行分裂和分化 吗？吗？仅分裂仅分裂既分裂又分化既分裂又分化（三）、影响植物组织培养的因素：（三）、影响植物组织培养的因素：1、外植体的选取、外植体的选取(内因内因） 、不同植物的组织培养难度不同、不同植物的组织培养难度不同 、同一种植物的不同组织培养难度不同、同一种植物的不同组织培养难度不同、 材料的年龄保存时间等都会对实验结材料的年龄保存时间等都会对实验结 果有影响果有影响菊花组织培养的选材：菊花组织培养的选材：一般选择未开花植株的一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝茎上部新萌生的侧枝 大量元素：大量元素：C、H、O、N、P S 、K、 Ca、Mg微量元素：微量元素：B、Mn、Cu、Zn、 Fe、Mo、I、Co无机营养：无机营养：1）营养物质）营养物质2、外因、外因甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等提供碳源，调节渗透压等提供碳源，调节渗透压等有机物：有机物：2、外因、外因2）植物激素：）植物激素：3）外界条件：温度、）外界条件：温度、PH、光照、光照pH=5.8 温度控制在温度控制在1822 每日光照每日光照12h生长素、细胞分裂素生长素、细胞分裂素等等调控组织培养进程的关键调控组织培养进程的关键性激素，其使用顺序和性激素，其使用顺序和用量皆对结果有影响用量皆对结果有影响不同植物激素使用量不同植物激素使用量生长素生长素/ /细胞分裂素比值细胞分裂素比值结果结果 比值高时比值高时 比值低时比值低时 比值适中比值适中促根分化，抑芽形成促根分化，抑芽形成促芽分化，抑根形成促芽分化，抑根形成促进愈伤组织生长促进愈伤组织生长思考：以下培养基出现的现象反应了什么问题？思考：以下培养基出现的现象反应了什么问题？2、为什需要提供有机物？、为什需要提供有机物？1、脱分化和再分化过程中必须提供光照吗？、脱分化和再分化过程中必须提供光照吗？思考：思考：植物组织培养有那些优点？植物组织培养有那些优点？1.不受生长季节限制地繁殖植物。不受生长季节限制地繁殖植物。2.不携带病毒。不携带病毒。3.培养周期短。培养周期短。4.可短时间大量繁殖，用于拯救濒危植物。可短时间大量繁殖，用于拯救濒危植物。5.可诱导之分化成需要的器官，如根和芽。可诱导之分化成需要的器官，如根和芽。6.解决有些植物产种子少或无的难题。如解决有些植物产种子少或无的难题。如将香蕉进行组培得到人工种以方便移种将香蕉进行组培得到人工种以方便移种附： 人工种子： 通过组织培养技术，可把植物组织的细胞培养成在形态及生理上与天然种子胚相似的胚状体，也叫作体细胞胚。 科学家把胚状体，包埋在胶囊内就形成人工种子，可以直接播种于田间。 微生物培养基以有机营养为主。微生物培养基以有机营养为主。与微生物的培养不同，与微生物的培养不同，MS培养基则培养基则需提供大量无机营养，无机盐混合物需提供大量无机营养，无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。元素两大类。阅读课文，思考以下问题阅读课文，思考以下问题1. 同微生物培养基相比，同微生物培养基相比，MS培养基的配方培养基的配方有哪些明显的不同？有哪些明显的不同？2、你认为组织培养过程中，成功的关键、你认为组织培养过程中，成功的关键有哪些？这些步骤的适宜条件是什么？有哪些？这些步骤的适宜条件是什么？植物组织培养包括组织的脱分化及植物组织培养包括组织的脱分化及愈伤组织的再分化等过程。愈伤组织的再分化等过程。植物组织培养过程中，影响植物细胞脱植物组织培养过程中，影响植物细胞脱分化、再分化的最重要因素是植物激素，分化、再分化的最重要因素是植物激素，细胞分裂素与生长素之间的浓度比可以调细胞分裂素与生长素之间的浓度比可以调控植株组培过程中芽和根的形成。控植株组培过程中芽和根的形成。 菊花的组织培养的视频菊花的组织培养的视频菊花的组织培养的视频菊花的组织培养的视频菊花的组织培养的视频菊花的组织培养的视频菊花的组织培养的视频菊花的组织培养的视频制备制备MS固固体培养基体培养基外植体消毒外植体消毒 接种接种 培培 养养栽栽 培培四、实验操作四、实验操作 移移 栽栽冲洗冲洗酒精酒精无菌水冲洗无菌水冲洗氯化汞氯化汞无菌水冲洗至少三无菌水冲洗至少三次之上次之上配制各种母液配制各种母液配制培养基配制培养基灭菌灭菌1、配制、配制MS培养基的培养基的 步骤步骤 1）、）、配制各种母液配制各种母液 2）、加琼脂）、加琼脂 3）、加蔗糖）、加蔗糖 4）、加大量元素、微量元素、有机物、）、加大量元素、微量元素、有机物、 植物激素植物激素 对菊花来说可以不必添加植物激素对菊花来说可以不必添加植物激素 5）、灭菌）、灭菌菊花的茎段组织易于培养菊花的茎段组织易于培养2、外植体消毒：、外植体消毒： 1）为什么用自来水进行长时间的冲洗）为什么用自来水进行长时间的冲洗 2）为什么用酒精要控制好时间）为什么用酒精要控制好时间 3) 氯化汞的氯化汞的 时间和浓度？时间和浓度？3、接种、接种 1） 做到哪些无菌操作？做到哪些无菌操作？ 2）插入的方向？）插入的方向？ 3）接种量？）接种量？ 充分清洗根系表面充分清洗根系表面 的的 培养基；培养基；使用无土栽培使用无土栽培新移栽的幼苗在温室过度几天新移栽的幼苗在温室过度几天消毒消毒 2）、到什么时候可以移到土壤中？）、到什么时候可以移到土壤中？ 1）、移栽前应该怎么做？）、移栽前应该怎么做？5、移栽、移栽 4、培养、培养 等幼苗等幼苗长壮后长壮后再移栽到土壤中再移栽到土壤中1）场所）场所 2）温度）温度 3）光照）光照 在整个操作过程中，是如何来实现在整个操作过程中，是如何来实现无菌无菌环境的？环境的？ 1、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）2、外植体的消毒（酒精、氯化汞）、外植体的消毒（酒精、氯化汞） 3、接种的无菌操作（酒精、酒精灯、接种的无菌操作（酒精、酒精灯 灼烧）灼烧）4、无菌箱中的培养；、无菌箱中的培养；5、移栽到消过毒的环境中生存一段时间。、移栽到消过毒的环境中生存一段时间。同常规的无性繁殖方法相比，组织培养快速繁殖法主要同常规的无性繁殖方法相比，组织培养快速繁殖法主要具有以下优点：具有以下优点：（1）快速。）快速。 采用常规的方法如分株法，一棵花卉一年一般只能生产采用常规的方法如分株法，一棵花卉一年一般只能生产几株或几十株，但用组织培养的方法则每年可以繁殖出几株或几十株，但用组织培养的方法则每年可以繁殖出几万甚至数百万的小植株。几万甚至数百万的小植株。（2）周年生产。花卉组织培养快速繁殖是在实验室中进行，）周年生产。花卉组织培养快速繁殖是在实验室中进行，因条件可控，所以不受季节限制，可以全年进行连续生因条件可控，所以不受季节限制，可以全年进行连续生产。而常规的无性繁殖则受季节限制，只能在花卉生长产。而常规的无性繁殖则受季节限制，只能在花卉生长季节进行繁殖。季节进行繁殖。（3）经济效益高。花卉组织培养快速繁殖所需要的空间小，）经济效益高。花卉组织培养快速繁殖所需要的空间小，在一个在一个200平方米的培养室内一年可生产试管苗上百万株。平方米的培养室内一年可生产试管苗上百万株。如按每株如按每株1元计算，每年产值上百万元。元计算，每年产值上百万元。（4）以组织培养繁殖的种苗与母株有著相同的遗传基因。）以组织培养繁殖的种苗与母株有著相同的遗传基因。所以使用这项技术可让优良的品种不断地延续。所以使用这项技术可让优良的品种不断地延续。组织培养与常规繁殖相比优点众多组织培养与常规繁殖相比优点众多结果分析与评价：结果分析与评价：（二）你培育出愈伤组织了吗？你培育出（二）你培育出愈伤组织了吗？你培育出愈伤组织进一步分化出根和芽了吗愈伤组织进一步分化出根和芽了吗 ？（一）对接种操作中污染情况的分析（一）对接种操作中污染情况的分析 培养基是否灭菌，外植体是否消毒，培养基是否灭菌，外植体是否消毒， 接种操作是否做到无菌，使用器械后接种操作是否做到无菌，使用器械后 是否灼烧灭菌是否灼烧灭菌（三）幼苗移栽到露地后（三）幼苗移栽到露地后 能够正常生长能够正常生长吗吗 ？（四）看移栽是否合格：（四）看移栽是否合格：可以统计成活率可以统计成活率生根幼苗移栽技术的关键是生根幼苗移栽技术的关键是 1）清洗根系表面的）清洗根系表面的 培养基不能伤及根培养基不能伤及根 系一般使用无土栽培的系一般使用无土栽培的 方法方法2）培养基质要提前消毒）培养基质要提前消毒课题延伸（略）练习练习 答：植物组织培养所利用的植物材料体答：植物组织培养所利用的植物材料体 积小、抗性差，对培养条件的要求较高。积小、抗性差，对培养条件的要求较高。用于植物组织培养的培养基同样适合于某用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长。而培养物一旦受到微生物的污染，生长。而培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃，因此要进行严格就会导致实验前功尽弃，因此要进行严格的无菌操作。的无菌操作。1.2.练习练习 答：外植体的生理状态是成功进行组织答：外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一。生长旺盛的嫩枝生培养的重要条件之一。生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。理状况好，容易诱导脱分化和再分化。菊菊花花的的组组织织培培养养再分化再分化材料性质、营养物质、调节物质、材料性质、营养物质、调节物质、环境条件环境条件基本原理基本原理:细胞的全能性细胞的全能性基本过程基本过程:脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织影响因素：影响因素：操作流程：操作流程：外植体的消毒外植体的消毒接种接种配制配制MS固体培固体培养基养基培养培养移栽移栽栽培栽培C1.植物细胞表现出全能性的必要条件（植物细胞表现出全能性的必要条件（ ） A给予适宜的营养和外界条件给予适宜的营养和外界条件 B导入其他植物的基因导入其他植物的基因 C脱离母体的，给予适宜的营养和外界条件脱离母体的，给予适宜的营养和外界条件 D.将成熟的筛管的细胞移到去核的卵细胞将成熟的筛管的细胞移到去核的卵细胞2MS培养基与微生物的培养基相比，需要培养基与微生物的培养基相比，需要 提供大量的（提供大量的（ ） A无机营养无机营养 B蔗糖蔗糖 C甘氨酸和微生素甘氨酸和微生素 D激素激素 A 3、制培养基时下列各项可不必考虑的是（、制培养基时下列各项可不必考虑的是（ ） A大量元素要充足大量元素要充足 B微量元素不可少微量元素不可少 C不能被杂菌污染不能被杂菌污染 D要有一定光照要有一定光照 4、菊花的组织培养一般选择（、菊花的组织培养一般选择（ ） A开过花的老枝开过花的老枝 B正在开花的枝条正在开花的枝条 C未开花植株的茎上部新萌生的侧枝未开花植株的茎上部新萌生的侧枝 D任何枝条均可任何枝条均可DC5植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分、脱分化和再分化的关键性因素。在胞分、脱分化和再分化的关键性因素。在植物组织培养过程中，如何使用这两种激植物组织培养过程中，如何使用这两种激素更有利于胚状体的形成（素更有利于胚状体的形成（ ） A先使用生长素，后使用细胞分裂素先使用生长素，后使用细胞分裂素 B先使用细胞分裂素，后使用生长素先使用细胞分裂素，后使用生长素 C同时使用同时使用 D都不使用都不使用c 6植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分、植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分、脱脱 分化和再分化的关键性因素。在植物组织培养分化和再分化的关键性因素。在植物组织培养过程中，如何使用这两种激素更有利于愈伤组织的过程中，如何使用这两种激素更有利于愈伤组织的形成（形成（ ） A长素的用量比细胞分裂素用量的比值高时长素的用量比细胞分裂素用量的比值高时 B生长素的用量比细胞分裂素用量的比值低时生长素的用量比细胞分裂素用量的比值低时 C生长素的用量比细胞分裂素用量的比值适中时生长素的用量比细胞分裂素用量的比值适中时 D生长素的用量比细胞分裂素用量的比值相等时生长素的用量比细胞分裂素用量的比值相等时C7关于愈伤组织形成过程的正确叙述（关于愈伤组织形成过程的正确叙述（ ） A.愈伤组织的形成是离体的植物细胞分化的结果愈伤组织的形成是离体的植物细胞分化的结果 B .愈伤组织的形成是离体的植物细胞分裂的结果愈伤组织的形成是离体的植物细胞分裂的结果 C .愈伤组织的形成是离体的动物细胞分化的结果愈伤组织的形成是离体的动物细胞分化的结果 D . 愈伤组织的形成是离体的动物细胞分裂的结果愈伤组织的形成是离体的动物细胞分裂的结果8植物组织培养过程中的脱分化是指（植物组织培养过程中的脱分化是指（ ） A .植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞 B .未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程 C .植物的器官、组织或细胞通过离体培养产生愈植物的器官、组织或细胞通过离体培养产生愈 伤组织的过程伤组织的过程 D .取植物的枝芽培育成一株新植物的过程取植物的枝芽培育成一株新植物的过程BC个人观点供参考，欢迎讨论