植物組織培養(yǎng)

(第四版）

PlantTissueCulture課程目錄項(xiàng)目一植物組織培養(yǎng)及其原理2學(xué)時(shí)項(xiàng)目二

植物組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)條件4學(xué)時(shí)項(xiàng)目三植物組織培養(yǎng)的基本技術(shù)4學(xué)時(shí)項(xiàng)目四植物器官培養(yǎng)技術(shù)2學(xué)時(shí)項(xiàng)目五植物組織培養(yǎng)快繁技術(shù)4學(xué)時(shí)項(xiàng)目六植物脫毒技術(shù)4學(xué)時(shí)項(xiàng)目七綜合技能訓(xùn)練8學(xué)時(shí)項(xiàng)目八植物組培苗工廠化生產(chǎn)與經(jīng)營2學(xué)時(shí)項(xiàng)目九植物組織培養(yǎng)與植物育種4學(xué)時(shí)項(xiàng)目十植物細(xì)胞培養(yǎng)與次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)4學(xué)時(shí)項(xiàng)目十一植物種質(zhì)資源離體保存與人工種子2學(xué)時(shí)共計(jì)40學(xué)時(shí)項(xiàng)目一植物組織培養(yǎng)及其原理教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)掌握植物組織培養(yǎng)的概念、類型及應(yīng)用理解植物組織培養(yǎng)的基本原理和特點(diǎn)了解植物組織培養(yǎng)的發(fā)展教學(xué)內(nèi)容任務(wù)一植物組織培養(yǎng)的概念、類型及特點(diǎn)任務(wù)二植物組織培養(yǎng)的基本原理任務(wù)三植物組織培養(yǎng)的發(fā)展任務(wù)四植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用任務(wù)一植物組織培養(yǎng)的概念、類型及特點(diǎn)一、植物組織培養(yǎng)的概念二、植物組織培養(yǎng)的類型三、植物組織培養(yǎng)的特點(diǎn)一、植物組織培養(yǎng)的概念（一）什么是植物組織培養(yǎng)1.含義植物組織培養(yǎng)（PlantTissueCulture），是指在無菌和人工控制的環(huán)境條件下，將植物的胚胎、器官、組織、細(xì)胞或原生質(zhì)體培養(yǎng)在人工培養(yǎng)基上，使其再生發(fā)育成完整植株的技術(shù)。又稱植物無菌培養(yǎng)、離體培養(yǎng)、試管培養(yǎng)或植物克隆技術(shù)。無菌一、植物組織培養(yǎng)的概念2.主要特征（1）在培養(yǎng)容器中進(jìn)行；（2）無菌培養(yǎng)環(huán)境；（3）各種環(huán)境因子如營養(yǎng)因子、激素因子以及光照、溫度等物理因子處于人工控制之下，并可達(dá)到最適條件。（4）打破了正常的植物發(fā)育過程和格局(非正常過程）；（5）隨著單細(xì)胞和原生質(zhì)體培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，對植物顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作成為可能。污染一、植物組織培養(yǎng)的概念（二）什么是外植體1.含義外植體（Explant）指在組織培養(yǎng)中，從活植物體上切取下來以進(jìn)行培養(yǎng)的那部分組織或器官等。2.主要包括胚胎：幼胚、成熟胚等器官：根、莖、葉、花、果實(shí)、種子等組織：分生組織、形成層、薄壁組織等細(xì)胞：體細(xì)胞（葉肉細(xì)胞、根尖細(xì)胞等）、性細(xì)胞原生質(zhì)體：除去細(xì)胞壁二、植物組織培養(yǎng)的類型（一）按培養(yǎng)材料分類（二）按培養(yǎng)方式分類（三）按培養(yǎng)過程分類（一）按培養(yǎng)材料分類培養(yǎng)材料植株培養(yǎng)培養(yǎng)胚胎培養(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)（一）按培養(yǎng)材料分類（二）按培養(yǎng)方式分類1.固體培養(yǎng)2.液體培養(yǎng)（三）按培養(yǎng)過程分類1.初代培養(yǎng)（Primaryculture）對外植體進(jìn)行的第一次培養(yǎng)，稱為初代培養(yǎng)。2.繼代培養(yǎng)（Subculture）將培養(yǎng)一段時(shí)間后的外植體或產(chǎn)生的培養(yǎng)物轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)的過程，稱為繼代培養(yǎng)。三、植物組織培養(yǎng)的特點(diǎn)特點(diǎn)培養(yǎng)材料來源廣，遺傳性狀一致條件人工控制，材料周年生長生長快，繁殖率高管理方便，利于自動(dòng)化控制任務(wù)二植物組織培養(yǎng)的基本原理一、什么是植物細(xì)胞全能性二、植物的生活史三、植物細(xì)胞全能性的實(shí)現(xiàn)細(xì)胞全能性的實(shí)現(xiàn)與利用1958年，美國植物學(xué)家斯圖爾德等人，用胡蘿卜韌皮部的組織塊進(jìn)行離體培養(yǎng)，得到了完整的植株，并且能夠開花結(jié)果。胡蘿卜肉質(zhì)根的組織培養(yǎng)示意圖成熟的胡蘿卜植株胡蘿卜肉質(zhì)根薄片胡蘿卜試管苗胚狀體發(fā)育離體培養(yǎng)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C實(shí)植物細(xì)胞具有生長發(fā)育的全能性嗎？一、什么是植物細(xì)胞全能性（一）植物細(xì)胞的全能性的含義任何生活的植物細(xì)胞，只要有完整的膜系統(tǒng)與細(xì)胞核，就擁有一整套發(fā)育成一個(gè)完整植株的遺傳基礎(chǔ)，并具備發(fā)育成完整植物體的（潛在）能力，即細(xì)胞全能性（totipotent)。潛在全能性的原因：在于基因表達(dá)的選擇性。1958年以來實(shí)驗(yàn)已反復(fù)證實(shí)，無論是體細(xì)胞，還是性細(xì)胞，離體之后在一定的培養(yǎng)條件下都有可能像受精卵一樣發(fā)育成一個(gè)完整的植株。一、什么是植物細(xì)胞全能性（二）細(xì)胞全能性的表達(dá)能力主要取決于細(xì)胞所處的發(fā)育狀態(tài)和生理狀態(tài)特化細(xì)胞（篩管、導(dǎo)管細(xì)胞）厚壁細(xì)胞（木質(zhì)化細(xì)胞）薄壁細(xì)胞形成層細(xì)胞生長點(diǎn)細(xì)胞受精卵不同分化程度細(xì)胞其全能性表達(dá)能力強(qiáng)弱不同植物組織培養(yǎng)的主要任務(wù)人工條件下實(shí)現(xiàn)細(xì)胞全能性的這一過程，就是植物組織培養(yǎng)。植物組織培養(yǎng)的主要任務(wù)：用人為的方法創(chuàng)造出一個(gè)適宜于生長發(fā)育的理想條件，使細(xì)胞的全能性得到充分發(fā)揮。二、植物的生活史胚性細(xì)胞（EC）：保持著未分化狀態(tài)和旺盛的分裂能力的一類細(xì)胞，這類細(xì)胞彼此相似、細(xì)胞核大、細(xì)胞質(zhì)濃稠、細(xì)胞間無間隙，主要分布于胚及各種頂端分生組織中。分化：細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生永久性的適度變化的過程。早期胚胎發(fā)育受精卵合子胚分化組織植物體形成構(gòu)成器官三、植物細(xì)胞全能性的實(shí)現(xiàn)要把植物細(xì)胞的全能性變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，必須要滿足兩個(gè)條件：一是細(xì)胞要與完整植株分離二是給予適宜的培養(yǎng)條件營養(yǎng)激素外界條件細(xì)胞全能性的實(shí)現(xiàn)與利用組織分裂分化細(xì)胞分裂已分化組織細(xì)胞脫分化分裂再分化器官植株三、植物細(xì)胞全能性的實(shí)現(xiàn)（一）脫分化已失去分裂能力的成熟細(xì)胞回復(fù)到分生狀態(tài)，并進(jìn)行分裂形成未分化的細(xì)胞團(tuán)的過程。又稱去分化。通常，會產(chǎn)生愈傷組織。（二）再分化由已脫分化的細(xì)胞再次分化產(chǎn)生各種不同類型的分化細(xì)胞的過程。再分化過程有兩種方式，即器官發(fā)生方式與胚狀體發(fā)生方式。器官脫分化愈傷組織再分化組織植物體外植體形成構(gòu)成植物體分離（一）脫分化1.愈傷組織（callus）原指植物受傷后于傷口表面形成的一團(tuán)薄壁細(xì)胞。在組培中，指植物細(xì)胞經(jīng)過脫分化不斷增殖，形成的一團(tuán)不規(guī)則、具有分生能力而無特定功能的薄壁組織。愈傷組織培養(yǎng)的應(yīng)用：長期保存，懸浮培養(yǎng)，大規(guī)模生產(chǎn)有用化合物，細(xì)胞培養(yǎng)篩選無性系，原生質(zhì)體培養(yǎng)等。胚形成愈傷組織根部出現(xiàn)愈傷組織2.愈傷組織的形成（1）誘導(dǎo)期特征：細(xì)胞內(nèi)的合成代謝迅速進(jìn)行，但是細(xì)胞的大小仍然和外植體時(shí)一樣，沒有多大改變。（2）分裂期特征：生理生化上分裂期的一個(gè)明顯特征是外層細(xì)胞進(jìn)行分裂，而中間的細(xì)胞不分裂。另外還有細(xì)胞數(shù)目增加，體積變?。患?xì)胞核和核仁增到最大等。（3）分化期特征：細(xì)胞的伸展和分裂處于平衡，故細(xì)胞的平均大小往往沒有變化。（二）再分化1.器官發(fā)生方式不定根脫分化愈傷組織再分化不定芽外植體轉(zhuǎn)管再生植株（二）再分化1.器官發(fā)生方式小麥愈傷組織誘導(dǎo)與器官發(fā)生途徑愈傷組織芽分化再生苗（二）再分化1.器官發(fā)生方式細(xì)胞愈傷組織芽根再生植株脫分化再分化高生長素(2,4-D)高(生長素/細(xì)胞分裂素)低(生長素/細(xì)胞分裂素)（二）再分化2.體細(xì)胞胚胎發(fā)生方式有的不需要經(jīng)過愈傷組織，而是直接產(chǎn)生胚狀體。胚狀體（體細(xì)胞胚）：在植物組織培養(yǎng)中，由非合子細(xì)胞（如體細(xì)胞或性細(xì)胞，區(qū)別于合子胚），經(jīng)胚胎發(fā)生和胚胎發(fā)育過程（區(qū)別于無融合生殖胚）而形成的類胚結(jié)構(gòu)。在該途徑中，細(xì)胞增殖發(fā)育極類似于受精卵：受精卵→合子→原胚→球形胚→心形胚→魚雷形胚→子葉期胚→再生植株脫分化愈傷組織再分化胚狀體外植體再生植株魔芋胚狀體（二）再分化2.體細(xì)胞胚胎發(fā)生方式植物細(xì)胞全能性的實(shí)現(xiàn)有些植物可以通過兩條途徑獲得再生植株，有些植物只能通過一條途徑獲得再生植株。成熟細(xì)胞形成體細(xì)胞胚胎分生細(xì)胞多細(xì)胞團(tuán)完整植株形成芽和根等器官脫分化再分化分裂器官發(fā)生再生植株與胚狀體再生植株的區(qū)別器官發(fā)生再生植株胚狀體再生植株分化初期只有單極性，芽分化或根分化分化初期具有兩極性，有胚根和胚芽兩極不定芽和不定根與愈傷組織的維管組織相連胚狀體維管組織與外植體維管組織不相連無胚胎形態(tài)，分生中心直接分化出器官具有典型的胚胎形態(tài)發(fā)生過程不定芽的苗無子葉形成的幼苗具有子葉先長芽后生根、先長根后形成芽或不同部位分化形成芽和根根芽齊全，不經(jīng)歷誘導(dǎo)生根階段任務(wù)三植物組織培養(yǎng)的發(fā)展一、探索階段二、奠基階段三、迅速發(fā)展階段一、探索階段20世紀(jì)初～30年代中期1838-1839年，德國科學(xué)家M.J.Schleiden和T.Schwann等發(fā)表了細(xì)胞學(xué)說，奠定了組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)。1902年，德國植物學(xué)家G.Haberlandt（哈布蘭特）根據(jù)細(xì)胞學(xué)說，提出單個(gè)細(xì)胞的植物細(xì)胞全能性理論。并進(jìn)行了細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)，提出了激素作用理論和看護(hù)培養(yǎng)設(shè)想。故后人稱之為“植物組培之父”。一、探索階段20世紀(jì)初～30年代中期1904年，Hanning最先成功地培養(yǎng)了蘿卜和辣根菜的胚。1922年，Knudson采用胚培養(yǎng)法獲得大量蘭花幼苗?？朔浞N子發(fā)芽困難的問題。1925年，Laibach亞麻種間雜交幼胚培養(yǎng)得到雜種。1933年，李繼侗和沈同用加有銀杏胚乳提取液的培養(yǎng)基成功培養(yǎng)銀杏胚。玉米成熟胚的培養(yǎng)二、奠基階段20世紀(jì)30年代中到50年代中1934年，White用番茄根尖建立起第一個(gè)活躍生長的無性繁殖系，從而使非胚器官的培養(yǎng)首先獲得成功。1939年，White、Gautheret、Nobecourt培育出連續(xù)生長的培養(yǎng)物（分裂、生長、但不分化），并通過實(shí)驗(yàn)確定了B族維生素、生長素的重要作用，建立起了一套比較經(jīng)典的培養(yǎng)方法與培養(yǎng)基。被后人譽(yù)為“植物組織培養(yǎng)的奠基人”。1943年，White出版了《植物組織培養(yǎng)手冊》專著。二、奠基階段20世紀(jì)30年代中到50年代中1951年，Skoog、崔瀓通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)腺嘌呤可以促進(jìn)愈傷組織生長，并誘導(dǎo)芽的形成?！苯訉?dǎo)致了對激動(dòng)素（kinetin）的發(fā)現(xiàn)。1957年，Skoog、Miller提出了激素調(diào)控理論，認(rèn)為根與莖的分化與Cyt/IAA的比例關(guān)系有關(guān)。使得人為控制培養(yǎng)物分化方向成為可能。1958年，英國科學(xué)家Steward等用胡蘿卜根的愈傷組織細(xì)胞進(jìn)行懸浮培養(yǎng)，成功誘導(dǎo)出胚狀體并分化為完整的小植株，不但首次使細(xì)胞全能性理論得到證實(shí)，而且為組織培養(yǎng)的技術(shù)程序奠定了基礎(chǔ)。二、奠基階段50年代比較重要的成果還有：1952Morel染毒大麗花→脫毒植株，建立起了莖尖分生組織培養(yǎng)脫毒技術(shù)。1954Muir首次成功培養(yǎng)了單細(xì)胞，并首次嘗試了“看護(hù)培養(yǎng)”。1958Wickson提出了快繁的初步設(shè)想，后來被發(fā)展成一系列技術(shù)廣泛用于生產(chǎn)。1959Reinert、Steward發(fā)現(xiàn)了胚狀體，找到了再分化的另一途徑。三、迅速發(fā)展階段20世紀(jì)60年代以來年份事件內(nèi)容1960年Cocking等人用真菌纖維素酶分離植物原生質(zhì)體獲得成功1960年Kanta在植物試管受精研究中獲得成功1960年Morel利用莖尖培養(yǎng)獲得脫毒蘭花，形成了“蘭花產(chǎn)業(yè)”1962年Murashige和Skoog發(fā)表了MS培養(yǎng)基的成分1964年Guha等在毛葉曼陀羅花藥培養(yǎng)中由花粉誘導(dǎo)得到單倍體植株1967年Bourgin等通過花藥培養(yǎng)獲得了煙草的單倍體植物1970年P(guān)ower等首次成功實(shí)現(xiàn)原生質(zhì)體融合1970年Carlson通過離體培養(yǎng)篩選得到了煙草生化突變體1971年Takebe等首次由煙草原生質(zhì)體獲得了再生植株三、迅速發(fā)展階段年份事件內(nèi)容1972年Carlson等通過原生質(zhì)體融合首次獲得了煙草種間體細(xì)胞雜種1974年Kao等建立原生質(zhì)體的高Ca2+、高pH的PEG融合法1978年Melchers等將番茄與馬鈴薯進(jìn)行體細(xì)胞交雜獲得了第一個(gè)屬間雜種1978年Murashige提出“人工種子”的概念1982年Zimmermann開發(fā)了原生質(zhì)體的電融合法1983年Zambryski等采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化煙草，首次獲得轉(zhuǎn)基因植物1984年P(guān)askowski等利用質(zhì)粒轉(zhuǎn)化煙草原生質(zhì)體獲得成功1985年Horsch等建立了農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉盤法1987年Sanford發(fā)明了基因槍法用于單子葉植物的遺傳轉(zhuǎn)化1983至今相繼獲得水稻、棉花、玉米、小麥、大麥、番茄等轉(zhuǎn)基因植株三、迅速發(fā)展階段在組培發(fā)展史上，我國科學(xué)家作出了多方面的貢獻(xiàn)。早期的李繼侗、羅宗洛、羅士偉、崔瀓等人都作了很多有價(jià)值的工作。進(jìn)入70年代以后，我國科學(xué)家在原生質(zhì)體培養(yǎng)以及花藥培養(yǎng)做出了舉世公認(rèn)的重要成績，得到了世界同行的普遍重視和贊賞。任務(wù)四植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用一、快速繁殖植物種苗二、培養(yǎng)植物脫毒苗木三、培育植物新品種四、生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物五、保存和交換植物種質(zhì)資源六、促進(jìn)生物科學(xué)植物遺傳、生理、生化和植物病理的研究一、快速繁殖植物種苗快繁技術(shù)商業(yè)性應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代。離體快繁可在較短時(shí)期內(nèi)迅速擴(kuò)大植株的數(shù)量，在合適的條件下每年可繁殖出幾萬倍，乃至百萬倍的幼苗。植物組培快繁技術(shù)在我國應(yīng)用廣泛，到目前為止已報(bào)道有上千種植物的快速繁殖獲得成功，包括觀賞植物、蔬菜、果樹、大田作物及其他經(jīng)濟(jì)作物。蝴蝶蘭組培快繁二、培養(yǎng)植物脫毒苗木自20世紀(jì)50年代發(fā)現(xiàn)采用莖尖培養(yǎng)方法可除去植物體內(nèi)的病毒以來，脫毒培養(yǎng)就成為解決病毒危害的主要方法之一。脫毒苗恢復(fù)了原有優(yōu)良種性，生長勢明顯增強(qiáng)，整齊一致。馬鈴薯組培脫毒快繁三、培育植物新品種單倍體育種花藥、花粉培養(yǎng)等縮短育種周期胚胎培養(yǎng)體細(xì)胞雜交篩選細(xì)胞突變體植物遺傳轉(zhuǎn)化甘藍(lán)型油菜游離小孢子培養(yǎng)四、生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物利用發(fā)酵技術(shù)大規(guī)模培養(yǎng)植物組織或細(xì)胞，可以高效地生產(chǎn)出蛋白質(zhì)、糖類、藥物、香料、生物堿、色素等天然化合物。細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物五、保存和交換植物種質(zhì)資源通過抑制生長或超低溫貯存的方法離體保存植物種質(zhì)，可節(jié)約大量的人力、物力和土地，還可挽救那些瀕危物種。人工種子在自然條件下能夠像天然種子—樣正常萌發(fā)、生長，它可為某些稀有和珍貴物種的繁殖和保存提供新的手段。人工種子六、促進(jìn)生物科學(xué)植物遺傳、生理、生化和植物病理的研究植物組織培養(yǎng)推動(dòng)了植物遺傳、生理、生化和病理學(xué)的研究，已成為這些領(lǐng)域中的常規(guī)方法之一。如利用花藥和花粉培養(yǎng)獲得的單倍體和純合二倍體植株是研究細(xì)胞遺傳的理想材料；用單細(xì)胞培養(yǎng)研究植物的光合代謝；用單細(xì)胞或原生質(zhì)體培養(yǎng)快速鑒定植物的抗病性、抗逆性等。中國組培現(xiàn)狀組培快繁：蝴蝶蘭、大花惠蘭等花卉+林木及綠化樹木+中藥材等組培脫毒快繁：甘蔗、草莓、香蕉、柑橘、蘋果、梨、葡萄、馬鈴薯、甘薯等單倍體育種：小麥花培品種、水稻花培品種等生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物：紅豆杉細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇等試驗(yàn)研究：花藥培養(yǎng)、原生質(zhì)體融合等方面居世界先進(jìn)水平小結(jié)植物組織培養(yǎng)、外植體等含義植物組織培養(yǎng)技術(shù)特點(diǎn)材料廣、人為控制、周期短、工廠化生產(chǎn)植物組織培養(yǎng)常見分類按材料、方式、過程分類植物組織培養(yǎng)發(fā)展簡史萌芽階段、奠基階段、快速發(fā)展階段植物組織培養(yǎng)主要應(yīng)用快繁、脫毒、新品種、代謝產(chǎn)物、保存種質(zhì)、試驗(yàn)研究項(xiàng)目二植物組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)條件教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)掌握植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室的組成及其功能和主要設(shè)備理解植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)基本要求了解植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室安全的內(nèi)容與要求技能目標(biāo)能設(shè)計(jì)植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室會正確使用常用的各種儀器素質(zhì)目標(biāo)尊重科學(xué)、遵守規(guī)程、注重實(shí)踐、愛惜設(shè)備教學(xué)內(nèi)容任務(wù)一植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室任務(wù)二植物組織培養(yǎng)的主要設(shè)備任務(wù)三植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室安全任務(wù)一植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室，是進(jìn)行植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作或組培苗工廠化生產(chǎn)的場所一、植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)二、植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室基本組成一、植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)一個(gè)植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室必須滿足3個(gè)基本的需要，即實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、無菌操作和控制培養(yǎng)為確保工作的順利進(jìn)行，在選址時(shí)，應(yīng)選擇相對清潔、安靜、遠(yuǎn)離各種污染源和交通便利的地方，并按照工作的目的和規(guī)模決定實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)一、植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)（一）一般組培室的設(shè)計(jì)一般組培室，要根據(jù)科學(xué)、高效、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的設(shè)置原則，依據(jù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)和實(shí)際需要科學(xué)規(guī)劃相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室面積和組成，按照組培的操作流程（母液配制→培養(yǎng)基制備→滅菌→無菌操作→材料培養(yǎng)→煉苗與移栽）來進(jìn)行設(shè)計(jì)和布局一、植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)（二）組培工廠的設(shè)計(jì)組培工廠即商業(yè)性植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室，是進(jìn)行組培苗工廠化生產(chǎn)的場所。一、植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)（三）家庭組培室的設(shè)計(jì)家庭組培室即家庭植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室:①合理利用空間，對現(xiàn)有房間進(jìn)行利用或改建；②家庭組培室空間不用太大，但須保證接種和培養(yǎng)空間的環(huán)境清潔；③培養(yǎng)房間最好能充分利用自然光；④可以自制或選購物美價(jià)廉的設(shè)備和用具，以降低成本。二、植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室基本組成二、植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室基本組成（一）一般組培室的基本組成一般組培室的基本組成有準(zhǔn)備室（或稱綜合實(shí)驗(yàn)室，也可分為：藥品貯藏室、洗瓶室、培養(yǎng)基制備室）、無菌操作室、培養(yǎng)室、試管苗馴化移栽溫室，是植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)所必須具備的基本條件。（一）一般組培室的基本組成1.準(zhǔn)備室準(zhǔn)備室也稱綜合實(shí)驗(yàn)室或化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行一切與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的準(zhǔn)備工作。一體式設(shè)計(jì)，試驗(yàn)操作的各個(gè)環(huán)節(jié)在同一個(gè)大的房間內(nèi)按程序完成。實(shí)驗(yàn)室名稱主要功能基本要求藥品室存放實(shí)驗(yàn)中所需要的各種化學(xué)藥品房間清潔、干燥、通風(fēng)、避光。為保證不同藥品的分類存放應(yīng)設(shè)有藥品柜和冰箱。注意有毒及腐蝕性的藥品應(yīng)按規(guī)定存放，嚴(yán)格管理稱量室稱量藥品房間干燥、密閉、避光。至少配備精確度為0.1mg的電子分析天平和0.1g的普通天平。同時(shí)，還應(yīng)配有與天平配套的電源插座及稱量臺配劑室各種溶液及培養(yǎng)基母液配制與貯存、培養(yǎng)基配制房間寬敞明亮，學(xué)校實(shí)驗(yàn)室應(yīng)保證多人同時(shí)進(jìn)行操作，科研實(shí)驗(yàn)室房間面積不需過大，10～20m2即可。房間內(nèi)設(shè)有實(shí)驗(yàn)臺，配有冰箱、電爐（或電磁爐）、酸度計(jì)、普通天平、分裝器、過濾裝置、水浴鍋等設(shè)備，進(jìn)行母液、培養(yǎng)基或其他溶液配制時(shí)需要的各種燒杯、量筒、容量瓶、刻度移液器、移液槍、培養(yǎng)瓶等器具及貯存柜滅菌室培養(yǎng)基、操作器械、培養(yǎng)器皿等的滅菌滅菌室面積不宜過大，一般10m2。房間配有動(dòng)力電源插座，通氣良好，墻壁耐濕。設(shè)有水源、水槽，高壓蒸汽滅菌鍋、烘箱等洗滌室器皿的洗滌、干燥與存放；實(shí)驗(yàn)材料的預(yù)處理與清洗房間寬敞，有水槽、排水良好，地面防滑。配有各種規(guī)格毛刷、廢物桶、周轉(zhuǎn)筐、晾瓶架等工具和設(shè)備1.準(zhǔn)備室分體式設(shè)計(jì)，一般由藥品室、稱量室、配劑室、滅菌室和洗滌室等構(gòu)成。（一）一般組培室的基本組成2.無菌操作室無菌操作室又稱為接種室，是進(jìn)行無菌操作的場所。為防止雜菌進(jìn)入或降低進(jìn)入接種室的雜菌量，一般在操作間外設(shè)置緩沖室。2.無菌操作室實(shí)驗(yàn)室名稱主要功能基本要求緩沖室防止帶菌空氣直接進(jìn)入接種室、出入接種室更換工作服墻壁光滑，設(shè)置平滑式推拉門，為便于觀察和參觀，最好用玻璃進(jìn)行隔離。緩沖室門口裝有風(fēng)淋機(jī)，室內(nèi)應(yīng)安裝紫外燈，放有消毒劑、工作服裝、鞋、鞋架等接種室外植體的消毒、接種、培養(yǎng)材料的繼代接種等房間密閉、潔凈，墻壁光滑平整，地面平坦無縫，為避免工作人員進(jìn)入時(shí)空氣不產(chǎn)生劇烈流動(dòng)，應(yīng)設(shè)置平滑式推拉門。接種室的房間面積大小隨生產(chǎn)規(guī)模大小而定，小型接種室4～5m2，大型接種室40～50m2。接種室內(nèi)應(yīng)安裝空調(diào)器和紫外燈，放置超凈工作臺、臭氧發(fā)生機(jī)、電子滅菌器、接種工具、小推車或周轉(zhuǎn)箱等儀器設(shè)備（一）一般組培室的基本組成3.培養(yǎng)室培養(yǎng)室是對接種后的材料進(jìn)行培養(yǎng)的場所。如果有條件的建立和培養(yǎng)室相連的觀察室。（一）一般組培室的基本組成3.培養(yǎng)室根據(jù)是否需要光照分為光照培養(yǎng)室和暗培養(yǎng)室。（一）一般組培室的基本組成3.培養(yǎng)室實(shí)驗(yàn)室名稱主要功能基本要求培養(yǎng)室材料的培養(yǎng)房間要求干凈，墻壁平整，地面平坦，能夠通風(fēng)。為達(dá)到對房間環(huán)境的溫度、光照、濕度的調(diào)控和綜合利用培養(yǎng)室空間，室內(nèi)應(yīng)安裝空調(diào)器，配有多層培養(yǎng)架及日光燈、搖床、溫度計(jì)、濕度計(jì)等觀察室觀察培養(yǎng)材料的生長發(fā)育與分化房間干燥，清潔，明亮。應(yīng)配備顯微鏡、解剖鏡、電子天平，還要有和儀器配套的試驗(yàn)臺與電源（一）一般組培室的基本組成4.移栽馴化室移栽馴化室是試管苗從室內(nèi)走向田間進(jìn)行適應(yīng)和栽培的場所，多由日光溫室、智能溫室、網(wǎng)室等組成。（一）一般組培室的基本組成4.移栽馴化室實(shí)驗(yàn)室名稱主要功能基本要求移栽馴化室試管苗的煉苗、移栽、管理移栽馴化室的面積大小隨生產(chǎn)規(guī)模而定，環(huán)境條件應(yīng)可調(diào)控。配備有溫濕度測定儀、噴霧裝置、光照調(diào)節(jié)設(shè)備、各種移栽容器及基質(zhì)等二、植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室基本組成（二）組培工廠的基本組成二、植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室基本組成（三）家庭組培室的基本組成家庭組培室一般面積不大，結(jié)構(gòu)組成也比較簡單，可以參考一般組培室的組成與功能設(shè)置，所用儀器設(shè)備可避繁就簡，充分利用現(xiàn)有條件制作或購買一些簡單的器具，甚至可以用接種箱代替接種室，培養(yǎng)箱代替培養(yǎng)室。接種箱培養(yǎng)箱與人工氣候箱任務(wù)二植物組織培養(yǎng)的主要設(shè)備一、配制設(shè)備二、滅菌設(shè)備三、接種設(shè)備四、培養(yǎng)設(shè)備五、檢測設(shè)備六、其他儀器設(shè)備一、配制設(shè)備培養(yǎng)基配制設(shè)備主要包括天平、量取器具、培養(yǎng)器皿、加熱設(shè)備、分裝設(shè)備和酸度計(jì)等。二、滅菌設(shè)備滅菌設(shè)備主要包括高壓滅菌鍋、過濾除菌裝置、電熱干燥箱、臭氧發(fā)生器與紫外線燈等。三、接種設(shè)備接種設(shè)備主要包括超凈工作臺、生物安全柜、接種器械滅菌器、接種器械和酒精燈等。三、接種設(shè)備接種接種器械和酒精燈接種工具打孔器酒精燈四、培養(yǎng)設(shè)備培養(yǎng)設(shè)備主要包括培養(yǎng)架、光照培養(yǎng)箱、人工氣候箱、空氣調(diào)節(jié)設(shè)備、溫濕度測定儀器、照度計(jì)和恒溫振蕩器等。五、檢測設(shè)備檢測設(shè)備主要包括離心機(jī)、分光光度計(jì)、酶標(biāo)儀、PCR儀、電泳儀與凝膠成像系統(tǒng)等。六、其他儀器設(shè)備植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室除上述幾類設(shè)備外，還有一些儀器設(shè)備也經(jīng)常使用，主要包括冰箱、水純化裝置、磁力攪拌器、顯微鏡和超聲波清洗儀等。任務(wù)三植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室安全一、化學(xué)品安全二、儀器設(shè)備安全三、生物安全四、實(shí)驗(yàn)室廢棄物處置植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室安全是正常開展實(shí)驗(yàn)和高效工廠化生產(chǎn)的保證，也是減少經(jīng)濟(jì)損失和維護(hù)財(cái)產(chǎn)安全的保證，更是保護(hù)操作人員生命健康和切身利益的保證。一、化學(xué)品安全（一）危險(xiǎn)化學(xué)品的概念和分類1.危險(xiǎn)化學(xué)品的概念（一）危險(xiǎn)化學(xué)品的概念和分類2.危險(xiǎn)化學(xué)品的分類一、化學(xué)品安全（二）組培實(shí)驗(yàn)室的危險(xiǎn)化學(xué)品一、化學(xué)品安全（三）危險(xiǎn)化學(xué)品的申購和使用危險(xiǎn)化學(xué)品屬于國家管制類藥品，任何單位和個(gè)人都必須按照國家法定程序進(jìn)行申購和使用。使用之前應(yīng)認(rèn)真閱讀所用化學(xué)品的安全技術(shù)說明書（MSDS），了解化學(xué)品的性質(zhì)，采取必要的防護(hù)措施。（三）危險(xiǎn)化學(xué)品的申購和使用嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作。在不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下，盡量用危險(xiǎn)性低的物質(zhì)替代危險(xiǎn)性高的物質(zhì)，減少危險(xiǎn)化學(xué)品的用量。如，次氯酸鈉代替升汞消毒，減少汞的危害。使用化學(xué)品時(shí)，不能直接接觸藥品、品嘗藥品味道、把鼻子湊到容器口嗅聞藥品氣味。（三）危險(xiǎn)化學(xué)品的申購和使用一切有毒氣體的操作必須在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，通風(fēng)裝置失效時(shí)禁止操作。身上沾有易燃物時(shí)，要立即處理，不得靠近明火。如，70%乙醇消毒后，要晾干雙手，再點(diǎn)燃酒精燈進(jìn)行無菌接種操作。嚴(yán)禁在開口容器或密閉體系中用明火加熱有機(jī)溶劑，不得在烘箱內(nèi)存放、烘烤易燃有機(jī)物。二、儀器設(shè)備安全（一）通風(fēng)櫥的安全使用通風(fēng)櫥是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中最常用的一種局部排風(fēng)設(shè)備，主要用于排氣、換氣，及時(shí)排出實(shí)驗(yàn)操作時(shí)產(chǎn)生的各種有害氣體以及易燃、易爆和腐蝕性物質(zhì)，從而保護(hù)操作人員安全。二、儀器設(shè)備安全（二）組培實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)性儀器設(shè)備的使用安全1．玻璃儀器的安全使用植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中使用的玻璃儀器與器皿比較多，使用時(shí)要仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)破損、破裂的要及時(shí)淘汰，統(tǒng)一收集處理，避免割傷。（二）組培實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)性儀器設(shè)備的使用安全2．高壓滅菌鍋的安全使用嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作。工作前檢查電源及性能是否良好，水位是否在正常范圍。嚴(yán)禁超溫、超壓運(yùn)行。使用時(shí)操作人員不得離開，如需離開要有專人代為看管。使用時(shí)發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即停止使用，并通知設(shè)備管理員。記錄，定期校驗(yàn)，維修，確保設(shè)備處于完好安全工