植物組織培養(yǎng)-新編講義

1、1第一章 第一章 緒 論目的要求： 目的要求：1．掌握組織培養(yǎng)的概念和培養(yǎng)的類型2．掌握組織培養(yǎng)的特點(diǎn)3．一般掌握組織培養(yǎng)發(fā)展歷史4．初步掌握組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)實(shí)踐上的應(yīng)用第一節(jié) 第一節(jié) 組織培養(yǎng)的意義 組織培養(yǎng)的意義高等植物的組織培養(yǎng)(tissue culture)技術(shù)是指分離一個(gè)或數(shù)個(gè)體細(xì)胞或植物體的一部分在無(wú)菌條件下培養(yǎng)的技術(shù)。通常我們所說(shuō)的廣義的組織培養(yǎng)，是指通過(guò)無(wú)菌操作分離植物體的一部分(即外植體 explant)，接種到培養(yǎng)基

2、上，在人工控制的條件進(jìn)行培養(yǎng)，使其生成完整的植株。組織培養(yǎng)按培養(yǎng)對(duì)象可分為植株培養(yǎng)、器官培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、細(xì)胞培養(yǎng)和原生質(zhì)體培養(yǎng)等。１．植株培養(yǎng)(plant culture) 是對(duì)完整植株材料的培養(yǎng)，如幼苗及較大植株的培養(yǎng)。2． 器官培養(yǎng)(organ culture) 即離體器官的培養(yǎng)，根據(jù)作物和需要的不同,可以分離莖尖、莖段、根尖、葉片、葉原基、子葉、花瓣、雄蕊、雌蕊、胚珠、胚、子房、果實(shí)等外植體的培養(yǎng)。3. 組織或愈傷組織培養(yǎng)(

3、tissue or callus culture) 為狹義的組織培養(yǎng)，是對(duì)植物體的各部分組織進(jìn)行培養(yǎng)，如莖尖分生組織、形成層、木質(zhì)部、韌皮部、表皮組織、胚乳組織和薄壁組織等等；或?qū)τ芍参锲鞴倥囵B(yǎng)產(chǎn)生的愈傷組織進(jìn)行培養(yǎng)，二者均通過(guò)再分化誘導(dǎo)形成植株。4. 細(xì)胞培養(yǎng) (cell culture ) 是對(duì)由愈傷組織等進(jìn)行液體振蕩培養(yǎng)所得到的能保持較好分散性的離體單細(xì)胞或花粉單細(xì)胞或很小的細(xì)胞團(tuán)的培養(yǎng)。 5. 原生質(zhì)體培養(yǎng)(p

4、roplast culture ) 是用酶及物理方法除去細(xì)胞壁的原生質(zhì)體的培養(yǎng)。3實(shí)驗(yàn)的報(bào)告。1912 年，Haberlandt 的學(xué)生 Kotte 和美國(guó)的 Robins 在根尖培養(yǎng)中獲得了組織培養(yǎng)的成功。Kotte 采用了無(wú)機(jī)鹽、葡萄糖、蛋白胨、天冬酰胺，及添加各種氨基酸的培養(yǎng)基。Robins 用含無(wú)機(jī)鹽、加葡萄糖或果糖的瓊脂培養(yǎng)基，培養(yǎng)了長(zhǎng)度為 1.45-3.75 厘米的豌豆、玉米和棉花的莖尖，形成了一些缺綠的莖和根。自 Ha

5、berlandt 的實(shí)驗(yàn)之后，直到 1934 年美國(guó)的 White 由番茄根建立了第一個(gè)活躍生長(zhǎng)的無(wú)性繁殖系，并反復(fù)轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基中繼代培養(yǎng)，使根的離體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)獲得了真正的成功，并在以后 28 年間培養(yǎng)了 1600 代。 這之后，white 又以小麥根尖為材料，研究了光、溫度、通氣、pH、培養(yǎng)基組成等各種培養(yǎng)條件對(duì)生長(zhǎng)的影響，并于 1937 年建立了第一個(gè)組織培養(yǎng)的綜合培養(yǎng)基，其成份均為已知化合物，包括 3 種 B 族維生素，即

6、吡哆醇、硫胺素和煙酸，該培養(yǎng)基后來(lái)被定名為 White 培養(yǎng)基。與此同時(shí)，Gautheret(1934)在研究山毛柳和黑楊等形成層的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，提出了 B 族維生素和生長(zhǎng)素對(duì)組織培養(yǎng)的重要意義，并于1939 年連續(xù)培養(yǎng)胡蘿卜根形成層獲得首次成功。同年，White 由煙草種間雜種的瘤組織，Nobecourt 由胡蘿卜均建立了與上述類似的連續(xù)生長(zhǎng)的組織培養(yǎng)物。因此，Gautherer，White 和 Nobecourt 一起被譽(yù)為

7、組織培養(yǎng)學(xué)科的奠基人。我們現(xiàn)在所用的培養(yǎng)方法和培養(yǎng)基，基本上都是由這三位科學(xué)家建立的。后來(lái)， White 于 1943 年發(fā)表了《植物組織培養(yǎng)手冊(cè)》專著，使植物組織培養(yǎng)開(kāi)始成為一門新興的學(xué)科。四十年代 Skoog 和崔徵在煙草莖切段和髓培養(yǎng)以及器官形成的研究中發(fā)現(xiàn)，腺嘌呤或腺苷可以解除培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素(IAA)對(duì)芽形成的抑制作用，而能誘導(dǎo)形成芽，從而明確了腺嘌呤與生長(zhǎng)素的比例是控制芽和根形成的主要條件之一。即這一比例高時(shí)，產(chǎn)生芽；這一