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?分化培养基 ?继代培养基 ?生根培养基

4.根据培养基中无机盐的含量可分为4类

?高盐成分培养基( MS培养基; LS培养基; BL培养基;BH培养基;ER培养基) ?硝酸盐含量较高的培养基( B5培养基: N6培养基;LH培养基)?中等无机盐类培养基( H培养基;尼齐培养基; Miller培养)

?低无机盐培养基(改良 White培养基; Knop培养基;HB培养基)特有培养基( NT培养基;RB-8培养基;氨基酸培养基;RM培养基 WPM培养基;C17培养基;SH培养基) 三、

培养基的制备

1 培养基母液的配制

将培养基配方中的各种药物,或单独或混合配成浓度较高的溶液,一般配10—100倍母液放冰箱存放备。 好处:减少称药麻烦;

减少微量元素用药称量误差。 注意:

浓度高耐贮存,但准确度低,浓度过低不耐贮,易长绿藻;避免不恰当混合引起沉淀。 ?大量元素母液配制(10χ1000ML) ?微量元素母液配制(1000χ1000ML) ?铁盐母液配制(200χ1000ML) ?有机母液配制(100χ100ML) ?生长调节物质配制(1000χ50-100ML) 2、培养基配制步

四、植物材料无菌培养的一般程序 1.外植体的选择

?植物的种类(优良品种、有应用前景)

?外植体的生理年龄与着生部位(幼嫩、生长旺盛、接近生长点) ?选取外植体的季节和时间 ?外植体的大小

2.培养材料的灭菌和接种(1)外植体的灭菌

75%的酒精 0.1—0.2%氯化汞 10—20%的次氯酸钠 (2)外植体的接种程序 ?接种室灭菌 ?超净台灭菌 ?接种前准备 ?接种

3.材料的培养?初代培养(Primary culture) ?继代培养(sub culture) ?分化培养 ?壮苗培养 ?生根培养 ?移栽

初代培养primary Culture:指植物组织培养过程中,最初建立的外植体无菌培养阶段。——诱导愈伤组织组织的形成。

继代培养Sub culture:指组织培养过程中,当外植体被接种一段时间后,将已形成的愈伤组织或已分化的根、茎、叶等培养物重新切割,转到其他培养基上以进一步扩大培养的过程。——愈伤组织的增殖

4.培养物的观察形态学指标:愈伤组织诱导率、褐变率、分化率、生根率、死亡率、成苗率 生理学指标:鲜重的增长 细胞学指标:

5.影响外植体生长的外界条件?温度(25-28 ℃ ) ?光照(光照时间、光照强度、) ?湿度(间接) ?酸碱度

?培养容器内的气体(O2 、 CO2 、 C2H4)

第二章 植物细胞工程原理概述 第一节 植物细胞工程的理论基础

★植物细胞工程的理论基础是植物细胞的全能性,植物细胞全能性是在细胞学说的基础上提出来的。

一、细胞学说(cell theory)

细胞学说的基本内容是:

1、所有生物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物构成; 2、细胞是生命活动的基本单位。

3、新细胞是由原有的细胞分裂而来。

二、细胞全能性学说

1.全能性(Totipotent)的概念

植物细胞全能性(Totipotent)的概念是:“植物细胞具有该植物体全部遗传的可能性,在一定条件下如同受精卵一样,具有发育成完整植物体的潜在能力。”(动画) 2.植物细胞具有全能性的原因

(1) 动物、植物在营养需要上的不同 (2) 动植物的代谢类型不同 (3) 动物、植物发育方式的不同

三、细胞全能性的实现(全能性的表达)

1.细胞全能性表达的条件

(1)离体。使这些细胞从植物体其余部分的抑制影响下解脱出来。

(2)植物细胞全能性的实现,除供给植物生长所必须的营养物质和环境条件外,植物生长调节物质也是必备的关键物质。

(3)实现全能性一般要经历脱分化和再分化过程,植物组织的脱分化和再分化均离不开生长调节物质的促进作用。

细胞分化Differentiation :由于细胞分工而导致的细胞的结构和功能的不同,或发育方式的改变。

极性(Polarity) :是指在植物器官和组织甚至单个细胞中存在的沿不同轴向上形态和生理生化的差异 (即植物器官、组织、细胞形态学的两端在生理特性上的差异) 。 细胞的脱分化Dedifferentiation :在植物的组织培养中,已有特定结构和功能的植物组织,在一定条件下,逐步失去其原有分化状态,回复到分生组织状态或胚性细胞状态,即细胞的脱分化.

细胞的再分化Redifferentiation:脱分化后的分生细胞(愈伤组织)在特定条件下(条件离体下),重新恢复细胞分化能力,以至于形成完整植物体的过程即为细胞的分化。 2.离体条件下植物细胞全能性实现的几种途径 (1) 植物的体细胞 (2) 植物的性细胞 (3)裸露的原生质体 4)融合后的原生质体

植株再生:指通过组织培养技术,将植物的细胞、组织和器官培养成完整植株的过程。 愈伤组织:脱分化后的细胞,经过细胞分裂,产生无组织结构、无明显极性的、松散的细胞团称为愈伤组织。 (图1、图2)

特点:细胞大而不规则,含水量大,高度液泡化,无次生细胞壁和胞间连丝。

第二节 离体条件下植物细胞的脱分化与再分化

一 、诱导期(外植体的脱分化时期)

细胞分裂的准备期,又称启动期

★脱分化指静止细胞的脱分化。

1.细胞学特征

? 外观上无任何变化,细胞处于静止状态,但实际上内部发生了一系列的变化。

? 内部合成代谢增强,蛋白质和核酸的合成增多,呼吸速率增加,一些酶的活性增加。 ? 细胞质增加,淀粉消失,形成大量的多聚核糖体。 2.影响细胞脱分化的因素

(1) 切割损伤(引起细胞脱分化的第一个因子) ? 细胞间的相互作用减弱或消失

? 损伤刺激是引起脱分化的第一个因子 (2) 外界刺激(植物生长调节物质)

植物生长素是启动细胞分裂的重要激素,尤以2,4-D对启动植物细胞脱分化更为重要。 生长素与含有精氨酸高的组蛋白结合,使一部分基因活化、转录并表达,最终形成酶和蛋白质,细胞内部的代谢就向合成代谢方向进行。 细胞分裂素对培养细胞的作用,使已分化的细胞或细胞团保持有丝分裂,从而使细胞或细胞团进行持续有丝分裂,能够进行继代培养。

细胞分裂素的调节作用,发生在有丝分裂的准备期。 (3) 外界条件(光照、温度)

? 诱导期对光照要求黑暗或散射光,有利于细胞分化 ? 不同温度引起细胞的反应不同 (4) 培养细胞的异质性

由于生理状态不同、染色体倍数不同,对培养条件的刺激敏感性不同,反应亦不同。 3.与细胞脱分化有关的假说 (1)抑制物质假说:

Brown(1972)提出:认为静止细胞仍保持细胞分裂潜能,只是由于存在一种抑制物质或抑制力,使分裂能力不能表现,去除种抑制,细胞就恢复到分裂状态。 第三节 体细胞胚胎的发生与人工种子 (2 )机械隔离和生理隔离假说:

在切取植物器官、组织和细胞时,由于切割造成了外植体与母体植株之间的机械隔离和生理隔离,消除了母体植株的影响和抑制,就有可能脱分化恢复分裂和分化能力,表现出细胞的全能性。

二、 分裂期

1. 分裂期细胞的变化

(1) 分裂启动期

开始分裂期:外植体外层和组织边缘的细胞开始迅速分裂(平周分裂),细胞数目增加、体积变小、核和核仁变大、有丰富的线粒体和液泡,RNA含量持续上升,类似于根尖或茎尖生长点的细胞。内部的细胞仍然处于静止,创伤层细胞呈有规律的辐射排列。

(2)分裂高峰期

细胞体积最小,细胞核和核仁最大,RNA含量最高,细胞回复到分生状态。 (3)分裂末期

表层细胞的分裂逐渐减少,直至终止,内部较深处细胞开始分裂,分裂面方向改变,形成愈伤组织。

2.愈伤组织的分类

胚性愈伤组织 Embryogenetic callus, EC 与分生细胞相似,体积较小,近圆形,排列紧密,具有较大的核和核仁,胞质浓厚。