菊花组织培养

1、课题一课题一 菊花的组织培养菊花的组织培养学习目标：n掌握植物细胞的全能性，明确植物细胞体现全能性的条件。n了解植物组织培养技术在生产中的应用。n熟悉植物组织培养的基本过程。n了解影响植物组织培养的各种因素。n掌握植物组织培养的基本技术。有丝分裂有丝分裂受精卵受精卵 在个体发育中，由一个或一种在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。异的过程。一、知识回顾 黑色素细胞在体外培养黑色素细胞在体外培养3030多代后仍能合多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持成黑色素；离体培养的上皮

2、细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。 细胞分化发生在整个生命进程中。细胞分化发生在整个生命进程中。 造血干细胞造血干细胞 原红细胞原红细胞 早幼红细早幼红细胞胞 中幼红细胞中幼红细胞 晚幼红细胞晚幼红细胞 成成熟红细胞熟红细胞 死亡死亡4 4、普遍性、普遍性 细胞分化是细胞分化是否意味着细胞否意味着细胞中遗传物质的中遗传物质的改变？改变？ EDCA BEDCA BEDCA BEDCA B基因基因 红细胞红细胞合成血红蛋白合成血红蛋白 ( (不合成肌动蛋白不合成肌动蛋白) )肌细胞肌细胞肌动蛋白基因开启肌动蛋白基因开启合成肌动蛋白合成肌动蛋白

3、 ( (不合成血红蛋白不合成血红蛋白) )肌动蛋白基因关闭肌动蛋白基因关闭血红蛋白基因关闭血红蛋白基因关闭血红蛋白基因开启血红蛋白基因开启 细胞产生了不同种类的蛋白质细胞产生了不同种类的蛋白质即出现了不同的结构和功能即出现了不同的结构和功能愈伤组织愈伤组织胚状体胚状体19581958，美国，斯图，美国，斯图尔德尔德 植物组织培养植物组织培养离体二、基础知识二、基础知识（一）植物组织培养概念关键词：关键词： 外植体、脱分化、再分化、愈伤组织外植体、脱分化、再分化、愈伤组织 在在无菌无菌和和人工控制人工控制条件下，将条件下，将离体的植物（离体的植物（ ） 培养在人工配置的培养基上，给培养在人工配置

4、的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其脱分予适宜的培养条件，诱导其脱分化产生愈伤组织再分化形成丛芽化产生愈伤组织再分化形成丛芽，最终形成，最终形成 。又称：又称：植物离体培养植物离体培养器官、组织、细胞器官、组织、细胞完整的植株完整的植株 由高度分化的植物组织或细胞产生由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程。愈伤组织的过程。 ：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官的过程。又可以重新分化成根或芽等器官的过程。 ：用于离体培养的植物器官或组织片段用于离体培养的植物器官或组织片段。 ：细胞排列疏松、无规则、高度液：细胞排列疏松、无规

5、则、高度液泡化的无定形的薄壁细胞。泡化的无定形的薄壁细胞。外植体外植体脱分化（或去分化）脱分化（或去分化）：再分化再分化愈伤组织愈伤组织切取切取形成层形成层无菌无菌接种接种诱导愈伤组织诱导愈伤组织的形成的形成试管苗的形成试管苗的形成培养室培养室移栽移栽脱分化脱分化再分化再分化（二）植物组织培养的基本过程（二）植物组织培养的基本过程（三）植物组织培养的理论基础-细胞全能性n概念概念：高度分化的植物细胞，仍然具有发育：高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。成完整个体的潜能。n基础基础：生物体的每一个细胞都包含有该物种：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质。所特有的全套遗

6、传物质。n表达条件表达条件：离体条件：离体条件 无菌操作无菌操作 适宜物质的诱导和调节（植物激素）适宜物质的诱导和调节（植物激素） 适宜的营养物质适宜的营养物质 温度、酸碱度、光照等条件的控制温度、酸碱度、光照等条件的控制思考思考这个试验说明了已经分化的细胞核这个试验说明了已经分化的细胞核具有什么特性？具有什么特性？高度分化的动物体细胞的细胞高度分化的动物体细胞的细胞核有发育成完整个体的潜能核有发育成完整个体的潜能对比：对比：多利羊的诞生多利羊的诞生动物细胞有没动物细胞有没有这种能力？有这种能力？已经分化的细胞（核），仍然具有已经分化的细胞（核），仍然具有发育成完整个体的潜能。发育成完整个体的

7、潜能。细胞全能性细胞全能性思考思考为什么已经分化的细胞具有全能性呢？为什么已经分化的细胞具有全能性呢？高度分化的细胞含有保持物种发育高度分化的细胞含有保持物种发育所需要的所需要的全套基因全套基因植物组织培养技术植物组织培养技术动物的克隆技术动物的克隆技术三、影响植物组织培养的因素n1、材料的种类、年龄及保存时间长短等、材料的种类、年龄及保存时间长短等n2、营养、营养n3、植物激素、植物激素n4、PH、温度、光照等条件、温度、光照等条件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同一种植物材料，材料，无机盐无机盐N、P、K、Ca、Mg、S萧县郝集中学MSMS固体培养基成分及比例

8、固体培养基成分及比例讨论：你能说出各种营养物质的作用吗？同专题2中微生物培养基的配方相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同答：答：微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的的无机盐无机盐；蔗糖提供；蔗糖提供碳源碳源，同时能够维持细胞的，同时能够维持细胞的渗渗透压透压；甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体；甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求特殊营养需求。 微生物培养基以微生物培养基以有机营养有机营养为主。与微生物的培养为主。与微生物的培养不同，不同，M

9、SMS培养基则需提供大量培养基则需提供大量无机营养无机营养，无机盐混，无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。类。作用：2，4D有利于愈伤组织的生长； IAA、NAA、IBA有利于器官分化。作用：促进细胞的分裂与分化，其中KT能 明显促进芽的分化而抑制根的形成。作用：促进不定芽和幼株伸长。需光否需光否abABC补充下图（注：补充下图（注：a、b过程，过程，A、B、C为激素使用比例）为激素使用比例）a过程分裂方式（过程分裂方式（ ）b过程分裂方式（过程分裂方式（ ）有丝分裂有丝分裂有丝分裂有丝分裂思考：以下培养基出现的现象反应了什么问题

10、？思考：以下培养基出现的现象反应了什么问题？供参考的配方供参考的配方n 1 1、诱导菊花愈伤组织：、诱导菊花愈伤组织：n 在在MSMS培养基中加入培养基中加入BABA和和NAANAA，质量浓度均为，质量浓度均为0.5mg0.5mgn 、诱导菊花从芽、诱导菊花从芽：n 在在MSMS培养基中加入培养基中加入BABA和和NAANAA，质量浓度分别为，质量浓度分别为2-2-3mg3mg和和0.020.03mg0.020.03mgn 3 3、诱导菊花生根：、诱导菊花生根：n 在在MSMS培养基各成分用量减半，并添加入培养基各成分用量减半，并添加入NAANAA或或IAAIAA，质量浓度均为，质量浓度均为0

11、.1mg0.1mg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在植物组织培养的过程中，在植物组织培养的过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？并且要求无菌操作？1、植物组织培养所利用的植物材料、植物组织培养所利用的植物材料体积小、体积小、抗性差，对培养条件的要求较高抗性差，对培养条件的要求较高：2、用于植物组织培养的培养基同样适

12、合于某些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微生物的生长,微生物产生的代谢废物会毒害培养微生物产生的代谢废物会毒害培养 的对象；培养物一旦受到微生物的污染，就会导的对象；培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃；致实验前功尽弃；因此要进行严格的无菌操作。因此要进行严格的无菌操作。1、接种前用体积分数、接种前用体积分数70%酒精擦拭工作台，点燃酒精擦拭工作台，点燃酒精灯，所有操作在酒精灯旁边进行，每次使用酒精灯，所有操作在酒精灯旁边进行，每次使用器械后都要灼烧灭菌器械后都要灼烧灭菌2、将装有培养基的锥形瓶整齐的排列在、将装有培养基的锥形瓶整齐的排列在酒精灯左酒精灯左侧侧，将

13、消过毒的菊花茎段在无菌培养皿中，将消过毒的菊花茎段在无菌培养皿中切成小切成小段（段（0.5-1cm）3、左手持锥形瓶，右手拉开捆扎锥形瓶的绳子，、左手持锥形瓶，右手拉开捆扎锥形瓶的绳子，并将并将封口膜攥于右手手心封口膜攥于右手手心，以避免封口膜接触瓶，以避免封口膜接触瓶口的一面被污染。左手持瓶，使瓶口口的一面被污染。左手持瓶，使瓶口旋转通过火旋转通过火焰。焰。4、右手用镊子夹取菊花茎段，插入培养基中，、右手用镊子夹取菊花茎段，插入培养基中，不不要倒插，每瓶要倒插，每瓶6-8块外植体块外植体，接种后，将封口膜重，接种后，将封口膜重新扎好。新扎好。正常苗正常苗污染苗污染苗1、外植体带菌、外植体带菌

14、2、培养基及接种、培养基及接种器具灭菌不彻底器具灭菌不彻底3、接种操作时带入、接种操作时带入4、环境不清洁、环境不清洁污染途径污染途径珍珠岩珍珠岩 ,珍珠岩是一种火山喷发珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，有弧形或圆形的玻璃质岩石，有弧形或圆形裂隙，如珍珠的结构，所以被裂隙，如珍珠的结构，所以被命名为珍珠岩命名为珍珠岩 。蛭石蛭石是一种天然、无毒的矿物质，是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。它在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。酸盐。 1、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）、培养基

15、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。小组讨论：在整个操作过程中，是如何来实现小组讨论：在整个操作过程中，是如何来实现无无菌菌环境的？环境的？结果分析与评价（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（二）是否完成了对植物组织的脱分化和再分化（二）是否完成了对植物组织的脱分化和再分化（三）是否进行了统计、对照与记录（三）是否进行了统计、对照与记录

16、（四）生根苗的移栽是否合格（四）生根苗的移栽是否合格营养繁殖营养繁殖扦插扦插嫁接嫁接压条压条 扦插扦插嫁接嫁接压条压条 探究植物激素的使用比例探究植物激素的使用比例（A=生长素生长素/细胞分裂素细胞分裂素）对植物组织培养的影响对植物组织培养的影响 例如：设计对照实验例如：设计对照实验 （1）不加植物激素）不加植物激素 （2）A1 （3）A1 （4）A1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、材料性质、营养物质、调节物质、环境条件调节物质、环境条件外植体的消毒外植体的消毒接种接种基本原理基本原理: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：

17、影响因素：操作流程：操作流程：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练习练习1.答：植物组织培养所利用的植物材料体积小答：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。用于植、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些微生物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、真菌等的生长。而培的生长，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，就会导致实验养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃，因此要进行严格的无菌操作。前功尽弃，因此要进行严格的无菌操作。2.答：外植体的生理状态是成功进行组织培养答：外植

18、体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一。生长旺盛的嫩枝生理状况的重要条件之一。生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。好，容易诱导脱分化和再分化。1下列四个选项中，下列四个选项中， 肯定没有采用植物组织培养技术的一项是（肯定没有采用植物组织培养技术的一项是（ ） A花药离体培养得到单倍体植株花药离体培养得到单倍体植株 B秋水仙素处理萌发的种子秋水仙素处理萌发的种子 或幼苗得到多倍体植株或幼苗得到多倍体植株 C基因工程培育的抗棉铃虫的棉花植株基因工程培育的抗棉铃虫的棉花植株 D细胞工程培育细胞工程培育“番茄马铃薯番茄马铃薯”杂种植株杂种植株2菊花的花粉经组织培养可发育成一株幼苗，

19、菊花的花粉经组织培养可发育成一株幼苗， 这一过程不涉及下列哪一项（这一过程不涉及下列哪一项（ ） A有丝分裂、细胞分化、组织器官的形成有丝分裂、细胞分化、组织器官的形成 B呼吸作用、光合作用、相关激素的调控呼吸作用、光合作用、相关激素的调控 CDNA的复制、转录、蛋白质的生物合成的复制、转录、蛋白质的生物合成 D等位基因的分离、非等位基因的自由组合等位基因的分离、非等位基因的自由组合3某花卉感染了植物病毒，叶子呈现疱状，欲培某花卉感染了植物病毒，叶子呈现疱状，欲培养出无病毒的后代，应采取的方法是（养出无病毒的后代，应采取的方法是（ ）A用种子培养后代用种子培养后代 B用无明显症状部分的枝扦插用无明显症状部分的枝扦插C用茎尖进行组织培养诱导出植株用茎尖进行组织培养诱导出植株D用叶表皮细