第五章植物離體繁殖2006-4-3第五章植物離體繁殖2006-4-31植物離體繁殖(Propagationinvitro)

植物快繁或微繁（Micropropagation）指利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)對外植體進(jìn)行離體培養(yǎng)，使其在短期內(nèi)獲得遺傳性一致的大量再生植株的方法。是工廠化育苗的技術(shù)基礎(chǔ)。植物離體繁殖(Propagationinvitro)

植2植物快繁與傳統(tǒng)營養(yǎng)繁殖相比的優(yōu)點(diǎn)：繁殖效率高。生長速度快；培養(yǎng)條件可控制性強(qiáng)；占用空間??；管理方便，利于自動化控制；便于種質(zhì)交換和保存。植物快繁與傳統(tǒng)營養(yǎng)繁殖相比的優(yōu)點(diǎn)：繁殖效率高。生長速度快；3第一節(jié)植物快繁的器官形成方式植物快繁的器官再生主要分為五種類型：短枝發(fā)生型叢生芽發(fā)生型不定芽發(fā)生型胚狀體發(fā)生型原球莖發(fā)生型第一節(jié)植物快繁的器官形成方式植物快繁的器官再生主要分為五4一、短枝發(fā)生型類似于微型扦插，指外植體攜帶的帶葉莖段，在適宜的培養(yǎng)環(huán)境中萌發(fā)，形成完整植株，再將其剪成帶葉莖段，繼代再成苗的繁殖方法。能一次成苗，遺傳穩(wěn)定，成活率高，但繁殖系數(shù)低。一、短枝發(fā)生型類似于微型扦插，指外植體攜帶的帶葉莖段，在適5二、叢生芽發(fā)生型是大多數(shù)植物快繁的主要方式。指外植體攜帶的頂芽或腋芽在適宜培養(yǎng)環(huán)境（含有外源細(xì)胞分裂素）中不斷發(fā)生腋芽而呈叢生狀芽，將單個芽轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)基中，誘導(dǎo)生根成苗的繁殖方法。不經(jīng)過愈傷階段，后代變異小，應(yīng)用普遍，也可用于無病毒苗的生產(chǎn)。二、叢生芽發(fā)生型是大多數(shù)植物快繁的主要方式。指外植體攜帶的頂6植物離體繁殖ppt課件7三、不定芽發(fā)生型指外植體在適宜培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件下，形成不定芽，后經(jīng)生根培養(yǎng)，獲得完整植株的繁殖方法。分為通過愈傷組織產(chǎn)生不定芽，和直接產(chǎn)生不定芽兩種方式。外植體涉及多種器官，如莖段、葉、根、花器官等。是植物快繁的另一種主要方式，繁殖系數(shù)高。但變異率較高，尤其是通過愈傷途徑產(chǎn)生的植株。三、不定芽發(fā)生型指外植體在適宜培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件下，形成不定8ABEC花燭葉片離體培養(yǎng)及植株再生ABEC花燭葉片離體培養(yǎng)及植株再生9植物離體繁殖ppt課件10四、胚狀體發(fā)生型指外植體在適宜培養(yǎng)環(huán)境中，經(jīng)誘導(dǎo)產(chǎn)生體細(xì)胞產(chǎn)生體細(xì)胞胚，從而形成小植株的繁殖方法。分為間接途徑（經(jīng)愈傷途徑）和直接途徑兩種。成苗數(shù)量大、速度快、結(jié)構(gòu)完整。但由于對其發(fā)生及發(fā)育過程了解不夠，應(yīng)用上還沒有前兩種廣泛。四、胚狀體發(fā)生型指外植體在適宜培養(yǎng)環(huán)境中，經(jīng)誘導(dǎo)產(chǎn)生體細(xì)胞產(chǎn)11植物離體繁殖ppt課件12DirectsomaticembryogenesisinBrassicanapusDirectsomaticembryogenesisi13菊花花瓣體細(xì)胞胚胎發(fā)生及體胚發(fā)育過程的掃描電鏡觀察菊花花瓣體細(xì)胞胚胎發(fā)生及體胚發(fā)育過程的掃描電鏡觀察14針葉松體細(xì)胞胚及體胚萌發(fā)生長針葉松體細(xì)胞胚及體胚萌發(fā)生長15植物離體繁殖ppt課件16五、原球莖發(fā)生型是蘭科植物特有的一種快繁方式。指莖尖或腋芽外植體經(jīng)培養(yǎng)產(chǎn)生原球莖的繁殖類型。原球莖可以增殖形成原球莖叢。五、原球莖發(fā)生型是蘭科植物特有的一種快繁方式。指莖尖或腋芽外17大花蕙蘭原球莖增殖與植株再生大花蕙蘭原球莖增殖與植株再生18第二節(jié)植物快繁的程序植物快繁的程序包括四個階段：無菌（或初代）培養(yǎng)的建立繁殖體增殖芽苗生根小植株的移栽馴化第二節(jié)植物快繁的程序植物快繁的程序包括四個階段：19Ⅰ：無菌（或初代）培養(yǎng)的建立

母株和外植體的選?。耗钢晷誀罘€(wěn)定、健壯、無病蟲害污染。

無菌培養(yǎng)物的獲得

外植體的啟動生長：愈傷產(chǎn)生、不定芽發(fā)生或外植體芽直接生長。 通過需要4-6周。Ⅰ：無菌（或初代）培養(yǎng)的建立母株和外植體的選?。耗钢晷誀罘€(wěn)20Ⅱ：繁殖體增殖

培養(yǎng)材料的增殖。主要增殖方式為誘導(dǎo)叢生芽或不定芽產(chǎn)生，再以芽繁殖芽的方式增殖，蘭科植物為原球莖增殖途徑。4-8周繼代一次。一個芽苗增殖數(shù)量一般為5-25個或更多，多次繼代可大量繁殖。增殖培養(yǎng)基：適當(dāng)提高細(xì)胞分裂素和礦質(zhì)濃度增殖體的大小和切割方法Ⅱ：繁殖體增殖培養(yǎng)材料的增殖。主要增殖方式為誘導(dǎo)叢生芽或不21Ⅲ：芽苗生根

離體生根：也稱試管內(nèi)生根。降低無機(jī)鹽濃度，減少或去除細(xì)胞分裂素，增加生長素濃度?；铙w生根：也稱試管外生根。通常芽苗可先在生長素中快速浸蘸或在含有相對高濃度生長素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)5-10天，然后移到基質(zhì)中生根。 生根培養(yǎng)時間一般為2-4周。Ⅲ：芽苗生根離體生根：也稱試管內(nèi)生根。降低無機(jī)鹽濃度，減少22Ⅳ：小植株的移栽馴化

移栽：洗去根部的培養(yǎng)基，將小植株移栽入培養(yǎng)基質(zhì)中。馴化管理：移栽初期要保證空氣濕度，減少葉面蒸騰；弱光照。同時，逐漸降低空氣濕度，使其適應(yīng)自然環(huán)境條件；增加光照強(qiáng)度。另外注意防止病害的發(fā)生。Ⅳ：小植株的移栽馴化移栽：洗去根部的培養(yǎng)基，將小植株移栽入23第三節(jié)影響植物快繁的因素植物快繁的目的是以盡可能高的效率生產(chǎn)試管苗，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，在快繁時應(yīng)使各種影響因素處于最適合快繁的狀態(tài)。第三節(jié)影響植物快繁的因素植物快繁的目的是以盡可能高的24主要影響因素：外植體培養(yǎng)基培養(yǎng)條件繼代培養(yǎng)移栽主要影響因素：外植體25一、外植體：外植體的來源：最適的為莖尖、帶芽莖段，也可以利用葉片、子葉、根段、花器官組織等。外植體生理年齡：幼嫩組織分化能力更強(qiáng)。外植體大?。翰荒芴。駝t影響成活率。除非是用于脫毒苗的生產(chǎn)。一、外植體：外植體的來源：最適的為莖尖、帶芽莖段，也可以利用26二、培養(yǎng)基：基本培養(yǎng)基：MS培養(yǎng)基應(yīng)用最為廣泛。對于某些植物及生根階段，以1/4或1/2MS較好。蔗糖和葡萄糖濃度為2-4%。生根時稍低。植物生長調(diào)節(jié)劑：主要以細(xì)胞分裂素和生長素的配合使用，調(diào)節(jié)外植體的生長和分化。另外ABA、GA、CCC等也具有不同的作用。培養(yǎng)基的物理特性：以固體培養(yǎng)較為普遍，也有采用液體培養(yǎng)，如蘭花原球莖的增殖。二、培養(yǎng)基：基本培養(yǎng)基：MS培養(yǎng)基應(yīng)用最為廣泛。對于某些植物27三、培養(yǎng)條件：光照：1000-3000lx，階段Ⅲ可增強(qiáng)。14-16h/天。溫度：與植物的原產(chǎn)地相應(yīng)。一般為25±2℃。有時可進(jìn)行高溫或低溫的預(yù)處理。濕度：要求環(huán)境相對濕度不能太低，一般在70-80%。氣體：要求培養(yǎng)基及培養(yǎng)瓶通氣良好，同時及時轉(zhuǎn)接。液體培養(yǎng)要求振蕩培養(yǎng)，促進(jìn)氧化交換。三、培養(yǎng)條件：光照：1000-3000lx，階段Ⅲ可增強(qiáng)。128四、繼代培養(yǎng)：主要指對階段Ⅱ增殖形成的芽叢、胚狀體或原球莖等進(jìn)行轉(zhuǎn)接繼代。繼代間隔時間一般為20天左右。四、繼代培養(yǎng)：主要指對階段Ⅱ增殖形成的芽叢、胚狀體或原球莖等29五、移栽：根系結(jié)構(gòu)不完善的試管苗移栽后不易存活。要求根系結(jié)構(gòu)完整，具根毛，再生根的吸收能力強(qiáng)。葉表皮組織不發(fā)達(dá)的試管苗也不易移栽存活。移栽要求打開瓶口馴化2-3天；或在瓶內(nèi)添加一些生長延緩劑如PP333、CCC等培育壯苗。五、移栽：根系結(jié)構(gòu)不完善的試管苗移栽后不易存活。要求根系結(jié)構(gòu)30第四節(jié)植物快繁的商業(yè)化應(yīng)用 植物快繁的重要用途是進(jìn)行植物的商業(yè)化生產(chǎn)。世界上快繁商業(yè)化開始于上個世紀(jì)美國的蘭花工業(yè)。我國的香蕉快繁苗占全國組培苗的2/3。其次有甘蔗、蘭花、馬鈴薯、甘薯等。第四節(jié)植物快繁的商業(yè)化應(yīng)用 植物快繁的重要用途是進(jìn)行植31一、商業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模及工藝流程試管苗生產(chǎn)規(guī)模的確定商業(yè)化實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)商業(yè)化生產(chǎn)的配套設(shè)施商業(yè)化生產(chǎn)的工藝流程二、商業(yè)化生產(chǎn)及效益分析試管苗增殖率的估算生產(chǎn)計(jì)劃的制定和實(shí)施產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控商業(yè)化生產(chǎn)效益分析一、商業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模及工藝流程試管苗生產(chǎn)規(guī)模的確定二、商業(yè)化生32三、降低商業(yè)化生產(chǎn)成本的措施提高勞動生產(chǎn)率減少設(shè)備投資，延長使用壽命降低消耗降低污染，提高繁殖率和成活率簡化培養(yǎng)基三、降低商業(yè)化生產(chǎn)成本的措施提高勞動生產(chǎn)率33園藝植物種苗工廠化生產(chǎn)園藝植物種苗工廠化生產(chǎn)34植物離體繁殖ppt課件35植物離體繁殖ppt課件36植物離體繁殖ppt課件37蘭科植物生產(chǎn)蘭科植物生產(chǎn)38無菌苗快速繁殖無菌苗快速繁殖39無菌苗馴化無菌苗馴化40植物離體繁殖ppt課件41四、商業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)注意的問題污染污染的來源：培養(yǎng)基及器具、器皿污染；外植體滅菌不徹底；操作原因；環(huán)境原因等污染的控制：滅菌徹底；操作正確；保持操作區(qū)環(huán)境清潔無菌。遺傳穩(wěn)定性影響遺傳穩(wěn)定性的因素：基因型；繼代次數(shù)；器官發(fā)生方式。降低遺傳變異的措施：選用合適的基因型；減少繼代次數(shù)；采用合適的器官發(fā)生方式；減少生長調(diào)節(jié)劑的使用濃度。四、商業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)注意的問題污染42玻璃化：生理失調(diào)癥狀，表現(xiàn)為葉片、嫩梢呈水浸透明或半透明狀。葉片脆弱易碎，角質(zhì)層發(fā)育不全，沒有功能性氣孔。器官分化能力低，生根難，移栽后不易成活。玻璃化苗發(fā)生原因：瓊脂和蔗糖濃度偏低；培養(yǎng)溫度偏高；細(xì)胞分裂素濃度偏高；乙烯的影響；光照偏弱；培養(yǎng)基含量偏高等因素。防止玻璃化苗發(fā)生的措施：提高培養(yǎng)基硬度；降低培養(yǎng)基水勢；提高蔗糖含量；增加培養(yǎng)瓶氣體交換，降低濕度；增加光照，降低溫度等。玻璃化：43褐化：是由于培養(yǎng)材料中的酚類物質(zhì)被氧化形成。影響褐化發(fā)生的因素：植物種類和品種（如木本比草本更易褐化）；外植體年齡和取材料時間；外植體損傷程度；光溫因素；培養(yǎng)基成分。防止措施黃化褐化：44植物離體繁殖ppt課件45思考題：1、植物快繁的器官發(fā)生類型有哪些？2、如何區(qū)分體細(xì)胞胚和不定芽？3、試述植物快繁的全過程及影響因素。4、植物離體繁殖商業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)注意哪些問題？思考題：1、植物快繁的器官發(fā)生類型有哪些？46第五章植物胚胎培養(yǎng)第五章植物胚胎培養(yǎng)47植物胚胎培養(yǎng)（EmbryoCulture）：指對植物的胚、子房、胚珠和胚乳進(jìn)行離體培養(yǎng)，使其發(fā)育成完整植物的技術(shù)。包括成熟胚培養(yǎng)、幼胚培養(yǎng)、胚珠培養(yǎng)、子房培養(yǎng)、胚乳培養(yǎng)、試管受精等類型。應(yīng)用于育種及胚胎發(fā)育相關(guān)的基礎(chǔ)研究。1904年Hanning最早成功培養(yǎng)蘿卜和辣根的胚。植物胚胎培養(yǎng)（EmbryoCulture）：48植物離體繁殖p