1、園藝植物組織培養(yǎng)緒論1園藝植物組織培養(yǎng)緒論1 植物組織培養(yǎng)概況 植物組織培養(yǎng)發(fā)展簡史 植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用 植物組織培養(yǎng)概況 植物組織培養(yǎng)發(fā)展簡史 植物組織培養(yǎng)的應(yīng)什么是離體培養(yǎng)？什么是組織培養(yǎng)？第一節(jié) 植物組織培養(yǎng)概況什么是離體培養(yǎng)？第一節(jié) 植物組織培養(yǎng)概況草莓愈傷組織愈傷組織分化芽草莓愈傷組織愈傷組織分化芽煙草再生植株馬鈴薯脫毒苗煙草再生植株馬鈴薯脫毒苗學(xué)生試驗(yàn)草莓花藥再生植株學(xué)生試驗(yàn)草莓花藥再生植株馬鈴薯原生質(zhì)體再生植株馬鈴薯人工種子馬鈴薯原生質(zhì)體再生植株馬鈴薯人工種子矮牽牛莖尖離體培養(yǎng)培養(yǎng)矮牽牛莖尖離體培養(yǎng)培養(yǎng) 牡丹成熟胚的離體培養(yǎng)與快速繁殖Mature embryo culture a

2、nd rapid propagation of tree peony 牡丹成熟胚的微型月季莖段離體培養(yǎng)微型月季莖段離體培養(yǎng)花燭葉片離體快速繁殖花燭葉片離體快速繁殖大蒜根尖培養(yǎng)及植株再生大蒜根尖培養(yǎng)及植株再生大蒜試管鱗莖誘導(dǎo)大蒜試管鱗莖誘導(dǎo)人參細(xì)胞懸浮培養(yǎng)人參細(xì)胞懸浮培養(yǎng)非洲紫羅蘭原生質(zhì)體分離、培養(yǎng)及植株再生非洲紫羅蘭原生質(zhì)體分離、培養(yǎng)及植株再生園藝植物組織培養(yǎng)緒論12、根據(jù)再生途徑分為： （1）器官發(fā)生途徑（Organogenesis）： 直接器官發(fā)生途徑：植物器官可以直接由外植體上誘導(dǎo)。如莖尖培養(yǎng)。 間接器官發(fā)生途徑：成熟細(xì)胞經(jīng)過脫分化（dedifferentiation）及再分化（redi

3、fferentiation）過程而形成新的組織和器官的過程。如葉片培養(yǎng)。 （2）體細(xì)胞胚胎發(fā)生（Somatic embryogenesis）： 體胚發(fā)生途徑是指二倍體或單倍體的體細(xì)胞在特定條件下未經(jīng)性細(xì)胞融合而通過與合子胚發(fā)生類似的途徑發(fā)育出新個體的形態(tài)發(fā)生過程。經(jīng)體胚發(fā)生形成類似合子胚的結(jié)構(gòu)稱為胚狀體（embryoid）或體細(xì)胞胚(somatic embryo). 2、根據(jù)再生途徑分為：直接器官發(fā)生 間接器官發(fā)生體細(xì)胞胚胎發(fā)生直接器官發(fā)生 貫葉金絲桃不定芽直接再生過程貫葉金絲桃不定芽直接再生過程 優(yōu)化培養(yǎng)基 無蔗糖 1%蔗糖 5%蔗糖 無BAP BAP 0.1mg/l BAP 5.0mg/l

4、 無NAA非洲紫羅蘭葉片培養(yǎng) 優(yōu)化培養(yǎng)基 臺灣百合離體培養(yǎng)臺灣百合離體培養(yǎng)大花蕙蘭原球莖增殖與植株再生 器官發(fā)生途徑（原球莖的形成）：大花蕙蘭原球莖增殖與植株再生 器官發(fā)生途徑（原球莖的形成）： 大蒜愈傷組織培養(yǎng) 大蒜愈傷組織培養(yǎng) 日本牽?；ǖ碾x體培養(yǎng) 日本牽?；ǖ碾x體培養(yǎng)園藝植物組織培養(yǎng)緒論1禾本科牧草的體胚發(fā)生過程禾本科牧草的體胚發(fā)生過程菊花體細(xì)胞胚胎發(fā)生及植株再生菊花體細(xì)胞胚胎發(fā)生及植株再生大蒜體細(xì)胞胚胎發(fā)生過程大蒜體細(xì)胞胚胎發(fā)生過程海岸松體細(xì)胞胚胎發(fā)生過程海岸松體細(xì)胞胚胎發(fā)生過程苜蓿葉柄離體培養(yǎng)過程苜蓿葉柄離體培養(yǎng)過程人工種子（Artificial seed，Synthetic See

5、d） 是指植物離體培養(yǎng)產(chǎn)生的胚狀體或不定芽被包裹在含有營養(yǎng)和保護(hù)功能的人工胚乳和人工種皮中，從而形成能發(fā)芽出苗的顆粒體。作為繁殖材料。人工種子（Artificial seed，Synthetic園藝植物組織培養(yǎng)緒論13、根據(jù)培養(yǎng)基的類型分為: （1）固體培養(yǎng)（Solid culture）: 瓊脂、卡拉膠等固化。 （2）半液半固體培養(yǎng)(Semisolid Culture)： 固液雙層。 （3）液體培養(yǎng)(Liquid Culture)： 震蕩、旋轉(zhuǎn)或靜置培養(yǎng)。液體培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)： A 不使用凝固劑，節(jié)約生產(chǎn)成本 B 營養(yǎng)吸收充分； C 操作過程簡化。3、根據(jù)培養(yǎng)基的類型分為: 液體培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)：固體培養(yǎng)

6、液體培養(yǎng)固體培養(yǎng)液體培養(yǎng)體胚液體培養(yǎng)體胚液體培養(yǎng) 不同類型液體培養(yǎng)裝置 液體培養(yǎng)體系 不同類型液體培養(yǎng)裝置 液體培養(yǎng)體系菠蘿種苗液體培養(yǎng)系統(tǒng) 菠蘿種苗液體培養(yǎng)系統(tǒng) 丹參毛狀根培養(yǎng) 丹參毛狀根培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)過程示意圖上面的示意圖中還有什么地方不夠完善的？沒有進(jìn)行滅菌處理，試管也沒有做密封等。植物組織培養(yǎng)過程示意圖上面的示意圖中還有什么地方不夠完善的？離體的植物器官、組織、細(xì)胞脫分化愈傷組織再分化根芽植物體植物組織培養(yǎng)的基本過程離體的植物器官、組織、細(xì)胞脫分化愈傷組織再分化根植物體植物組第一節(jié) 植物組織培養(yǎng)的概念及特點(diǎn)一、概念植物的組織培養(yǎng)(tissue culture)： 是指在無菌條件下，將

7、離體的植物器官（根、莖、葉、花、果實(shí)、種子等）、組織（如形成層、花藥組織、胚乳、皮層等）、細(xì)胞（體細(xì)胞和生殖細(xì)胞）以及原生質(zhì)體，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)條件，使其生成完整的植株。外植體(explants)：用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織片段等叫外植體。第一節(jié) 植物組織培養(yǎng)的概念及特點(diǎn)一、概念二、分類（按培養(yǎng)對象 ）組織培養(yǎng)植株培養(yǎng)器官培養(yǎng)組織培養(yǎng)細(xì)胞培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng)二、分類（按培養(yǎng)對象 ）組織培養(yǎng)植株培養(yǎng)器官培養(yǎng)組織培養(yǎng)細(xì)胞(1)植株培養(yǎng)(plant culture)： 是對完整植株材料的培養(yǎng)，如幼苗及較大植株的 (2)器官培養(yǎng)(organ culture)： 即離體器官的培養(yǎng)，

8、根據(jù)作物和需要的不同，可以包括分離莖尖、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)。(1)植株培養(yǎng)(plant culture)：(3)組織或愈傷組織培養(yǎng)(tissue callus culture) 為狹義的組織培養(yǎng)，是對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)，二者均通過再分化誘導(dǎo)形成植株。(3)組織或愈傷組織培養(yǎng)(tissue callus cul(4)細(xì)胞培養(yǎng)(cell culture)： 是對由愈傷組織等進(jìn)行培養(yǎng)所得到的能保持較好分散性的離體

9、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)(proplastculture)： 是用酶及物理方法除去細(xì)胞壁的原生質(zhì)體的培養(yǎng)。(4)細(xì)胞培養(yǎng)(cell culture)：固體培養(yǎng)根據(jù)培養(yǎng)基類型液體培養(yǎng)二、分類（按培養(yǎng)基類型）固體培養(yǎng)根據(jù)培養(yǎng)基類型液體培養(yǎng)二、分類（按培養(yǎng)基類型）看護(hù)培養(yǎng)二、分類（按培養(yǎng)方式 ）微室培養(yǎng)細(xì)胞懸浮培養(yǎng)雙層濾紙植板培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng)看護(hù)培養(yǎng)二、分類（按培養(yǎng)方式 ）微室培養(yǎng)細(xì)胞懸浮培養(yǎng)雙層濾紙看護(hù)培養(yǎng)看護(hù)培養(yǎng)微室培養(yǎng)微室培養(yǎng)微室培養(yǎng)示意圖凹穴載玻片蓋玻片懸滴石蠟微室培養(yǎng)示意圖凹穴載玻片蓋玻片懸滴石蠟細(xì)胞懸浮培養(yǎng)細(xì)胞懸浮培養(yǎng)園藝植物組織培養(yǎng)緒論1原生質(zhì)體培養(yǎng)原

10、生質(zhì)體培養(yǎng)三、特點(diǎn) 組織培養(yǎng)是本世紀(jì)發(fā)展起來的一門新技術(shù)，由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是外源激素的應(yīng)用，使組織培養(yǎng)不僅從理論上為相關(guān)學(xué)科提出了可靠的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，而且一躍成為一種大規(guī)模、批量工廠化生產(chǎn)種苗的新方法，并在生產(chǎn)上越來越得到廣泛的應(yīng)用。植物組織培養(yǎng)之所以發(fā)展如此之快，應(yīng)用的范圍如此之廣泛，是由于具備以下幾個特點(diǎn)：三、特點(diǎn)培養(yǎng)條件可以人為控制。生長周期短，繁殖率高。 管理方便，利于工廠化生產(chǎn)和自動化控制 。特點(diǎn)培養(yǎng)條件可以人為控制。特點(diǎn)培養(yǎng)條件可以人為控制 組織培養(yǎng)采用的植物材料完全是在人為提供的培養(yǎng)基質(zhì)和小氣候環(huán)境條件下進(jìn)行生長，擺脫了大自然中四季、晝夜的變化以及災(zāi)害性氣候的不利影響，且條件

11、均一，對植物生長極為有利，便于穩(wěn)定地進(jìn)行周年培養(yǎng)生產(chǎn)。培養(yǎng)條件可以人為控制生長周期短，繁殖率高 植物組織培養(yǎng)是由于人為控制培養(yǎng)條件，根據(jù)不同植物不同部位的不同要求而提供不同的培養(yǎng)條件，因此生長較快。另外，植株也比較小，往往20-30d為一個周期。所以，雖然植物組織培養(yǎng)需要一定設(shè)備及能源消耗，但由于植物材料能按幾何級數(shù)繁殖生產(chǎn)，故總體來說成本低廉，且能及時提供規(guī)格一致的優(yōu)質(zhì)種苗或脫病毒種苗。生長周期短，繁殖率高管理方便，利于工廠化生產(chǎn)和自動化控制。 植物組織培養(yǎng)是在一定的場所和環(huán)境下，人為提供一定的溫度、光照、濕度、營養(yǎng)、激素等條件，極利于高度集約化和高密度工廠化生產(chǎn)，也利于自動化控制生產(chǎn)。它是

12、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工廠化育苗的發(fā)展方向。它與盆栽、田間栽培等相比省去了中耕除草、澆水施肥、防治病蟲害等一系列繁雜勞動，可以大大節(jié)省人力、物力及田間種植所需要的土地。管理方便，利于工廠化生產(chǎn)和自動化控制。第二節(jié) 植物組織培養(yǎng)的發(fā)展歷史探索階段（1902-1929） 1902年，德國植物學(xué)家Haberlandt提出了高等植物的器官和組織可以不斷分割，直至分到單個細(xì)胞的觀點(diǎn)。他認(rèn)為，如果每個細(xì)胞都有植物個體一樣的性質(zhì)和能力，那么可以通過植物細(xì)胞培養(yǎng)，把單個細(xì)胞培養(yǎng)成一個新個體。 第二節(jié) 植物組織培養(yǎng)的發(fā)展歷史探索階段（1902-1929） 在此思想指導(dǎo)下，許多科學(xué)家從事組織培養(yǎng)研究. 1904年，德國植物胚胎

13、學(xué)家Hanning 用蘿卜和辣根的胚進(jìn)行離體培養(yǎng)，提早長成了小植株，首次獲得胚培養(yǎng)成功。 成熟 發(fā)芽常規(guī)： 幼胚 種子 植物 培養(yǎng)組織培養(yǎng)： 幼胚 植株 在此思想指導(dǎo)下，許多科學(xué)家從事組織培養(yǎng)研究. 1901922年，Knudson 對蘭花幼胚進(jìn)行培養(yǎng)獲得幼苗，克服了蘭花種子發(fā)芽難的困難。1922，Kotte和Robbins對豌豆、玉米、棉花等的莖尖、根尖進(jìn)行了離體培養(yǎng)。發(fā)現(xiàn)了培養(yǎng)的分生組織只能進(jìn)行有限的生長1925年，Laibach 進(jìn)行亞麻種間雜種幼胚培養(yǎng)，成功地得到了雜種植物。證明了胚培養(yǎng)在植物遠(yuǎn)源雜交中利用的可能性 1922年，Knudson 對蘭花幼胚進(jìn)行培養(yǎng)獲得幼苗，克服培養(yǎng)技術(shù)建

14、立階段（1930-1959）作為一門技術(shù)，它必須具有一定的程序性。也就是說，它應(yīng)該具有一定的技術(shù)模式。在這一階段，植物組織培養(yǎng)建立了兩個與培養(yǎng)技術(shù)有關(guān)的重要模式:一是培養(yǎng)基模式，二是激素調(diào)控模式。 培養(yǎng)技術(shù)建立階段（1930-1959） White、Gautheret、Nobecourt 等科學(xué)家被譽(yù)為植物組織培養(yǎng)的奠基人。 在此基礎(chǔ)上建立了植物組織培養(yǎng)的綜合培養(yǎng)基，包括無機(jī)鹽成分、有機(jī)成分和生長刺激因素。這是隨后創(chuàng)立的各種培養(yǎng)基的基礎(chǔ)，同時也建立了植物組織培養(yǎng)的基本方法，成為當(dāng)今各種植物組織培養(yǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)。 White、Gautheret、Nobecourt 等 40年代末開始，進(jìn)行從脫分化

15、細(xì)胞組織培養(yǎng)進(jìn)入探討器官再分化的研究。 細(xì)胞（組織、器官）脫分化 愈傷組織 再分化不定芽 不定根 植株 40年代末開始，進(jìn)行從脫分化細(xì)胞組織培養(yǎng)進(jìn)入探討器官第三節(jié) 植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用一、快速繁殖種苗(rapid-propagation)快速繁殖種苗通過莖尖、莖段、鱗莖盤等產(chǎn)生大量腋芽 通過根、葉等器官直接誘導(dǎo)產(chǎn)生不定芽 通過愈傷組織培養(yǎng)誘導(dǎo)產(chǎn)生不定芽 第三節(jié) 植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用一、快速繁殖種苗(rapid-pr1、優(yōu)質(zhì)種苗的快速無性繁殖： （1）無性繁殖作物及不易繁殖作物的快速繁殖園藝植物種苗工廠化生產(chǎn)1、優(yōu)質(zhì)種苗的快速無性繁殖：園藝植物種苗工廠化生產(chǎn)蘭科植物生產(chǎn)蘭科植物生產(chǎn)ABECFG花燭屬

16、植物ABECFG花燭屬植物厥類植物厥類植物盆栽及切花植物的繁殖盆栽及切花植物的繁殖珍貴樹種珍貴樹種無菌苗快速繁殖無菌苗快速繁殖無菌苗馴化無菌苗馴化組培苗馴化移栽組培苗馴化移栽莖、芽和小植株的規(guī)模培養(yǎng) 莖、芽和小植株的規(guī)模培養(yǎng) 經(jīng)濟(jì)植物快速繁殖 經(jīng)濟(jì)植物快速繁殖園藝植物組織培養(yǎng)緒論1園藝植物組織培養(yǎng)緒論1 （2）通過莖尖培養(yǎng)生產(chǎn)脫毒健康種苗：如草莓、香蕉、 甘蔗、馬鈴薯、大蒜等。 （2）通過莖尖培養(yǎng)生產(chǎn)脫毒健康種苗：如草莓、香蕉、 甘蔗、virus-freetissue莖尖培養(yǎng)脫毒virus-free莖尖培養(yǎng)脫毒脫毒馬鈴薯種薯生物反應(yīng)器液體培養(yǎng)脫毒馬鈴薯種薯生物反應(yīng)器液體培養(yǎng)2、用于植物遺傳育種

17、 包括種質(zhì)資源離體保存；花粉花藥培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體；胚乳培養(yǎng)產(chǎn)生三倍體；胚培養(yǎng)拯救雜種胚克服遠(yuǎn)緣雜交障礙；原生質(zhì)體培養(yǎng)進(jìn)行體細(xì)胞雜交；植物體細(xì)胞無性系變異誘導(dǎo)和篩選；用于植物基因轉(zhuǎn)移操作等。2、用于植物遺傳育種 種質(zhì)資源的離體保存 種質(zhì)資源的離體保存體細(xì)胞無性系變異篩選體細(xì)胞無性系變異篩選 花粉、花藥培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體植株 花粉、花藥培養(yǎng)產(chǎn)生單倍體植株 幼胚拯救克服遠(yuǎn)緣雜交障礙 幼胚拯救克服遠(yuǎn)緣雜交障礙 用于基因工程技術(shù)創(chuàng)造植物新種質(zhì)。 用于基因工程技術(shù)創(chuàng)造植物新種質(zhì)。3、大規(guī)模植物細(xì)胞、組織和器官培養(yǎng)生產(chǎn)次生代謝物質(zhì)；3、大規(guī)模植物細(xì)胞、組織和器官培養(yǎng)生產(chǎn)次生代謝物質(zhì)； 根培養(yǎng):正常根培養(yǎng)， 毛狀根

18、培養(yǎng) 根培養(yǎng):正常根培養(yǎng)， 毛狀根培養(yǎng)4、用于植物生長發(fā)育理論研究，包括生理學(xué)、病理學(xué)、胚胎學(xué)和細(xì)胞與分子生物學(xué)等。4、用于植物生長發(fā)育理論研究，包括生理學(xué)、病理學(xué)、胚胎學(xué)和細(xì) 植物胚胎發(fā)生理論研究 植物 生長發(fā)育特性研究 生長發(fā)育特性研究試管快速繁殖應(yīng)用在下列生產(chǎn)或研究中 ：試管快速繁殖應(yīng)用繁殖雜交育種中得到的少量雜交種，以及保存自交系、不育系等 繁殖脫毒培養(yǎng)得到的少量無病毒苗 繁殖生產(chǎn)上急需的或種源較少的種苗 試管快速繁殖應(yīng)用在下列生產(chǎn)或研究中 ：試管快速繁殖應(yīng)用繁殖雜 由于組織培養(yǎng)周期短，增殖率高及能全年生產(chǎn)等特點(diǎn)，加上培養(yǎng)材料和試管苗的小型化，這就可使有限的空間培養(yǎng)出大量的植物，在短期

19、內(nèi)培養(yǎng)出大量的幼苗。組織培養(yǎng)突出的優(yōu)點(diǎn)是快，通過這一方法在較短時期內(nèi)迅速擴(kuò)大植物的數(shù)量，以一個莖尖或一小塊葉片為基數(shù)，經(jīng)組織培養(yǎng)一年內(nèi)可增殖到10 000-100 000株。特別是對一些繁殖系數(shù)低、不能用種子繁殖的“名、優(yōu)、特、新、奇”作物品種的繁殖，意義更大。特點(diǎn) 由于組織培養(yǎng)周期短，增殖率高及能全年生產(chǎn)等特點(diǎn)，加上培養(yǎng)經(jīng)單細(xì)胞特殊培養(yǎng)形成的愈傷組織誘導(dǎo)生成完整的植株經(jīng)單細(xì)胞特殊培養(yǎng)形成的愈傷組織誘導(dǎo)生成完整的植株二、無病毒苗(virus free)的培養(yǎng)上的應(yīng)用組織培養(yǎng)無病毒苗的方法已在很多作物的常規(guī)生產(chǎn)上得到應(yīng)用，如馬鈴薯，甘薯，草莓，蘋果，香石竹，菊花等。尤其是馬鈴薯莖類脫毒、無毒種苗

20、和微型脫毒種薯已在馬鈴薯生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用，從根本上解決了馬鈴薯的退化問題內(nèi)蒙古是我國的馬鈴薯生產(chǎn)基地意義就更大了。二、無病毒苗(virus free)的培養(yǎng)上的應(yīng)用組織培養(yǎng)無三、在育種上的應(yīng)用(breeding) 植物組織培養(yǎng)技術(shù)為育種提供了許多手段和方法，使育種工作在新的條件下更有效的進(jìn)行?；ㄋ幣囵B(yǎng)單倍體植株；原生質(zhì)體進(jìn)行個體細(xì)胞雜交和基因轉(zhuǎn)移；子房、胚和胚珠完成胚的試管發(fā)育和試管受精，種質(zhì)資源的保存等。三、在育種上的應(yīng)用(breeding) 植物組織（一）胚胎培養(yǎng)胚培養(yǎng)技術(shù)很早就有利用，在種屬間遠(yuǎn)緣雜交的情況下，由于生理代謝等方面的原因，雜種胚常常停止發(fā)育，因此不能得到雜種植物，所以通過胚培

21、養(yǎng)就可保證遠(yuǎn)緣雜交的順利進(jìn)行。 大白菜X甘藍(lán)的遠(yuǎn)緣雜交種白蘭，就是通過雜種胚的培養(yǎng)而得到的。對早期發(fā)育幼胚因太小難以培養(yǎng)的種類，還可采用胚珠和子房培養(yǎng)來獲得成功（一）胚胎培養(yǎng)試管受精: 利用胚珠和子房培養(yǎng)也可進(jìn)行試管受精，遠(yuǎn)緣雜交中，可把未受精的胚珠分離出來，在試管內(nèi)用異種花粉在胚珠上萌發(fā)受精，產(chǎn)生的雜種胚在試管中發(fā)育成完整植株，此法稱為“試管受精”以克服柱頭或花柱對受精的障礙，使花粉管直接進(jìn)入胚珠而受精。胚乳培養(yǎng): 可以獲得三倍體植株，為誘導(dǎo)形成三倍體植物開辟了一條新途徑。三倍體加倍后可得到六倍體，可育成多倍體新品種。試管受精:（二）花藥、花粉的培養(yǎng) 花藥、花粉的培養(yǎng)在蘋果、柑橘、葡萄、草莓

22、、石刁柏、甜椒、甘藍(lán)、天竺葵等約20種園藝植物得到了單倍體植株。 在常規(guī)育種中為得到純系材料要經(jīng)過多代自交，而單倍體育種，經(jīng)染色體加倍后可以迅速獲得純合的二倍體，大大縮短了育種的世代和年限。（二）花藥、花粉的培養(yǎng)（三）突變體的篩選利用組織培養(yǎng)可以進(jìn)行突變體的篩選。突變的產(chǎn)生因部位而異，莖尖遺傳性比較穩(wěn)定，根、莖、葉乃至愈傷組織和細(xì)胞的培養(yǎng)則變異率就較大。培養(yǎng)基的激素也會誘導(dǎo)變異，因濃度而不同。采用紫外線、X射線、Y射線對材料進(jìn)行照射，來誘發(fā)突變的產(chǎn)生。在組織培養(yǎng)中產(chǎn)生多倍體、混倍體現(xiàn)象的比較多，產(chǎn)生的變異為育種提供的材料，可以根據(jù)需要進(jìn)行篩選。利用組織培養(yǎng)，采用與微生物篩選相似的技術(shù)，在細(xì)胞水

23、平上進(jìn)行突變體的篩選更加富有成效。（三）突變體的篩選（四）原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交技術(shù)細(xì)胞融合通過原生質(zhì)體融合，可部分克服有性雜交不親和性，而獲得體細(xì)胞雜種，從而創(chuàng)造新種或育成優(yōu)良品種。已獲得40余個種間、屬間、甚至科間的體細(xì)胞雜種、愈傷組織，有些還進(jìn)而分化成苗。采用原生質(zhì)體融合技術(shù)已經(jīng)能從不雜交的植物中如番茄和馬鈴薯、煙草和龍葵、芥菜等獲得屬間雜種。隨著原生質(zhì)體融合、選擇、培養(yǎng)技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，今后可望獲得更多有一定應(yīng)用價值的經(jīng)濟(jì)作物體細(xì)胞雜種及新品種。（四）原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交技術(shù)(五) 基因工程 基因工程用基因工程的方法，把目標(biāo)基因切割下來并通過載體使外來基因整合進(jìn)植物的基因組是

24、完全有可能的，這項研究如果獲得成功，將克服作物育種中的盲目性，而變成按人們的需要操縱作物的遺傳變異，育成優(yōu)良品種。(五) 基因工程四、工廠化育苗(industrializing propagation)組織培養(yǎng)育苗工廠化生產(chǎn)： 是以植物組織培養(yǎng)為基礎(chǔ)，在含有植物生長發(fā)育必需物質(zhì)的人工合成培養(yǎng)基上，并附加一定量的生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，把脫離于完整植株的本來已經(jīng)分化的植物器官或細(xì)胞，接種在不同的培養(yǎng)基上。在一定的溫度、光照、濕度及pH值條件下，利用細(xì)胞的全能性以及原有的遺傳基礎(chǔ)，促使細(xì)胞重新分裂、分化長成新的組織、器官或不定芽，最后長成和母株同樣的小植物體。 四、工廠化育苗(industrializing

25、 propag五 在植物有用產(chǎn)物上的應(yīng)用生產(chǎn)出人類所需要的一切天然有機(jī)化合物，如蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿及其他活性化合物。用單細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)蛋白質(zhì)，將給飼料和食品工業(yè)提供廣闊的原料生產(chǎn)前途；用組織培養(yǎng)方法生產(chǎn)微生物以及人工不能合成的藥物或有效成分。五 在植物有用產(chǎn)物上的應(yīng)用六 在植物種質(zhì)資源保存和交換上的應(yīng)用利用植物組織和細(xì)胞法低溫保存種質(zhì)，可大大節(jié)約人力、物力和土地便于種質(zhì)資源的交換和轉(zhuǎn)移，防止有害病蟲的人為傳播保存和搶救有用基因 例如胡蘿卜和煙草等植物的細(xì)胞懸浮物，在-20至-196的低溫下貯藏數(shù)月，尚能恢復(fù)生長，再生成植株。六 在植物種質(zhì)資源保存和交換上的應(yīng)用七 在遺傳、生理

26、、生化和病理研究上的應(yīng)用 組織培養(yǎng)推動了植物遺傳、生理、生化和病理學(xué)的研究，已成為植物科學(xué)研究中的常規(guī)方法花藥和花粉培養(yǎng)獲得的單倍體和純合二倍體植株，是研究細(xì)胞遺傳的極好材料。在細(xì)胞培養(yǎng)中很容易引起變異和染色體變化，從而可得到作物的附加系、代換系和易位系等新類型，為研究染色工程開辟新途徑。七 在遺傳、生理、生化和病理研究上的應(yīng)用細(xì)胞培養(yǎng)和組織培養(yǎng)為研究植物生理活動提供手段。 植物組織培養(yǎng)工作曾在礦質(zhì)營養(yǎng)、有機(jī)營養(yǎng)、生長活性物質(zhì)等方面開展了很多研究，有益于了解植物的營養(yǎng)問題。用單細(xì)胞培養(yǎng)研究植物的光合代謝研究細(xì)胞的生物合成 如查明了煙堿在煙草中的部位等。細(xì)胞培養(yǎng)為研究病理學(xué)提供了方便 如植株的抗

27、病性就可以單細(xì)胞或原生質(zhì)體培養(yǎng)進(jìn)行鑒定等細(xì)胞培養(yǎng)和組織培養(yǎng)為研究植物生理活動提供手段。繁殖效率與商品需要量的矛盾，有些作物由于繁殖方法未解決，無法滿足生產(chǎn)的需要；在培養(yǎng)過程中如何減少變異株的發(fā)生。降低組培苗工廠化生產(chǎn)的成本，只有降低成本，才能更好的投產(chǎn)應(yīng)用。植物組織培養(yǎng)存在的困難：植物組織培養(yǎng)存在的困難：無籽西瓜無性繁殖程序圖無籽西瓜無性繁殖程序圖細(xì)胞工程 9/9/2022111IMAU, Huo XW細(xì)胞工程 9/4/2022113IMAU, Huo XW 細(xì)胞工程是指通過細(xì)胞水平上的篩選或改造，獲得有商業(yè)價值的細(xì)胞株或細(xì)胞系，在通過規(guī)模培養(yǎng)，獲得特殊商品的技術(shù)與過程。細(xì)胞工程包括動物細(xì)胞工

28、程和植物細(xì)胞工程，它們分別以動物細(xì)胞和植物細(xì)胞為主要生產(chǎn)對象，以細(xì)胞培養(yǎng)為主要過程和內(nèi)容。 9/9/2022112IMAU, Huo XW 細(xì)胞工程是指通過細(xì)胞水平上的篩選或改造，獲得有商業(yè)植物細(xì)胞培養(yǎng)則以單細(xì)胞的低等植物如單細(xì)胞藻類的大規(guī)模培養(yǎng)為主。 此外，原生質(zhì)體培養(yǎng)等則主要用于改造植物適用于人類要求的性狀。9/9/2022113IMAU, Huo XW植物細(xì)胞培養(yǎng)則以單細(xì)胞的低等植物如單細(xì)胞藻類的大規(guī)模培養(yǎng)植物原生質(zhì)體培養(yǎng)及細(xì)胞融合示意圖植物原生質(zhì)體的分離和發(fā)育分離順序融合過程酶解去表皮清洗消毒消毒取材9/9/2022114IMAU, Huo XW植物原生質(zhì)體培養(yǎng)及細(xì)胞融合示意圖植物原生

29、質(zhì)體的分離和發(fā)育分原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交的基本方法和步驟（1） Protoplast isolation and culturecotyledonhypocotylenzyme solutionprotoplastsagarose mediumcallus induction shoot formationregenerantacclimatization9/9/2022115IMAU, Huo XW原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交的基本方法和步驟（1） ProtopFreshly isolated protoplasts of tuber mustardFirst divisionSecond d

30、ivisionColony formation Callus developmentShoot formation9/9/2022116IMAU, Huo XWFreshly isolated protoplasts oProtoplast culture and plant regeneration of several species in the genus Dianthus(石竹屬)A regenerant of tuber mustard9/9/2022117IMAU, Huo XWProtoplast culture and plant r（2） Protoplast fusion

31、 CCAABBIOA treatmentNo divisionAABBCCAABBFusionDifferentiationHybrid plant9/9/2022118IMAU, Huo XW（2） Protoplast fusion CCAABBI轉(zhuǎn)基因辣椒植株的獲得子葉不定芽的分化分化苗的生長分化苗的生根9/9/2022119IMAU, Huo XW轉(zhuǎn)基因辣椒植株的獲得子葉不定芽的分化分化苗的生長分化苗的生根轉(zhuǎn)基因辣椒植株的移栽分化苗的移栽開花結(jié)果9/9/2022120IMAU, Huo XW轉(zhuǎn)基因辣椒植株的移栽分化苗的移栽開花結(jié)果9/4/2022轉(zhuǎn)基因辣椒的檢測胭脂堿檢測點(diǎn)雜交檢測PC

32、R檢測Southern檢測接種檢測9/9/2022121IMAU, Huo XW轉(zhuǎn)基因辣椒的檢測胭脂堿檢測點(diǎn)雜交檢測PCR檢測Souther種苗工廠化生產(chǎn) 9/9/2022122IMAU, Huo XW種苗工廠化生產(chǎn) 9/4/2022124IMAU, Huo X分 化草莓的組織培養(yǎng)擴(kuò)繁9/9/2022123IMAU, Huo XW分 化草莓的組織培養(yǎng)擴(kuò)繁9/4/2022125IMAU, 西、甜瓜的育苗網(wǎng)紋甜瓜瓜苗嫁接9/9/2022124IMAU, Huo XW西、甜瓜的育苗網(wǎng)紋甜瓜瓜苗嫁接9/4/2022126IMAU蘆薈的組織培養(yǎng)分 化分 株生 根9/9/2022125IMAU, Huo

33、XW蘆薈的組織培養(yǎng)分 化分 株生 根9/4/2022127蘆薈的組織培養(yǎng)培 養(yǎng)栽 培移 栽9/9/2022126IMAU, Huo XW蘆薈的組織培養(yǎng)培 養(yǎng)栽 培移 栽9/4/2022128IMA植物組織培養(yǎng)工廠化育苗的市場前景 種 類 目前總面積 推廣面積 成苗成本 銷售價 總收入 利 潤 （萬畝） （萬畝） （元） （元） （萬元） （萬元) 馬鈴薯 100 4 1.4 3.6 288 176 草莓 10 1.5 0.6 1.0 7500 3000百合 0.3 0.2 1.0 2.0 2000 1000西瓜 60 1 0.3 0.5 250 100甜瓜 2 0.5 0.3 0.8 320

34、200蘆薈 0.1 0.15 0.4 1.2 540 360珍稀花卉 0.1 0.01 0.31.0 25 1640 8309/9/2022127IMAU, Huo XW植物組織培養(yǎng)工廠化育苗的市場前景 種 類 9/9/2022128IMAU, Huo XW9/4/2022130IMAU, Huo XW植株的移栽再生苗的生根再生苗的生長 叢生芽的形成白菜子葉組織培養(yǎng)苗的再生9/9/2022129IMAU, Huo XW植株的移栽再生苗的生根再生苗的生長 叢生芽的形成白菜子葉組織原生質(zhì)體培養(yǎng) 9/9/2022130IMAU, Huo XW原生質(zhì)體培養(yǎng) 9/4/2022132IMAU, Huo X

35、W 植物原生質(zhì)體研究已成為近代實(shí)驗(yàn)生物學(xué)領(lǐng)域中有重大進(jìn)展的一個分支。在應(yīng)用研究和基礎(chǔ)研究上都具有重要的意義。大量的實(shí)驗(yàn)表明，植物原生質(zhì)體可以再生成植株，可以吸收外源遺傳物質(zhì)。異源原生質(zhì)體可以融合并長成雜種植株，這些都顯示了它在開辟育種新途徑以及遺傳工程研究上的巨大潛力。原生質(zhì)體已用于研究將病毒、核酸或細(xì)胞器引入游離的植物細(xì)胞。9/9/2022131IMAU, Huo XW 植物原生質(zhì)體研究已成為近代實(shí)驗(yàn)生物學(xué)領(lǐng)域中有通過原生質(zhì)體培養(yǎng)可以： 擴(kuò)大變異范圍 克服遠(yuǎn)緣雜交的一些障礙 獲得體細(xì)胞雜種 倍性控制 突變的誘導(dǎo)和離體選擇 加速親本材料的純化 快速無性繁殖 獲得脫毒苗 種質(zhì)資源的試管保存 可作

36、為外源基因轉(zhuǎn)化的受體系統(tǒng)9/9/2022132IMAU, Huo XW通過原生質(zhì)體培養(yǎng)可以：9/4/2022134IMAU, 自70年代以來，從原生質(zhì)體培養(yǎng)出完整植株的植物已有50多種（如胡蘿卜、矮牽牛、石刁柏、金魚草等）。另外還有20多種高等植物（如甜橙、豇豆等）從原生質(zhì)體培養(yǎng)中得到了器官的分化。其它更多的植物原生質(zhì)體培養(yǎng)形成了未分化的愈傷組織（例如菜豆、甘蔗、黃瓜、葡萄等）。9/9/2022133IMAU, Huo XW自70年代以來，從原生質(zhì)體培養(yǎng)出完整植株的植物已有50多番茄體細(xì)胞雜種香瓜茄體細(xì)胞雜種紫甘藍(lán)大白菜通過細(xì)胞融合獲得的茄科屬間和蕓薹屬種間體細(xì)胞雜種9/9/2022134IMAU, Huo XW番茄體細(xì)胞雜種香瓜茄體細(xì)胞雜種紫甘藍(lán)大白菜通過細(xì)胞融合獲得的在體細(xì)胞雜交方面，還得到了馬鈴薯與番茄科內(nèi)、矮牽牛種內(nèi)的體細(xì)胞雜種植物和胡蘿卜原生質(zhì)體的同源融合而培育成的四倍體及六倍體植物等。在誘變育種方面