植物组培快繁的关键是植物在组织培养中再分化器官发生类型,也是组织培养中间繁殖体增殖的类型。植物组织培养中间繁殖体的类型是多种多样的,再生方式也不统一,其类型关系到繁殖速度和繁殖数量。美国红栌、叶子花、樱桃砧木等木本植物通过这种器官发生类型进行组培快繁,速度快。杨树、半夏、海棠、菊花等植物的快繁都可以通过这种器官发生类型增殖。图5-2-4原球茎发生型图5-2-5植物组织培养再分化植株的类型与繁殖途径......
2023-11-20
植物组织培养发展可概括为六个阶段。
1.细胞学说启迪阶段(1902—1929年)
1838—1839年,德国植物学家Schleiden和动物学家Schwann提出细胞学说。在此学说的基础上,1902年Haberlandt首次提出细胞培养的概念,他也是第一个用人工培养基对分离的植物细胞进行培养的人。但由于Haberlandt使用的培养液成分简单,培养的细胞是高度分化的细胞,又未采取消毒技术,所以实验失败,培养的细胞虽然存活了几个月但没能分裂。Haberlandt的实验之后直到1934年White培养番茄离体根尖成功,其间的30多年里,植物组织培养技术几乎没有什么进展。分析其原因,主要是培养基的成分和实验所选取的材料不够合适。
2.组织培养方法和定义的确立阶段(1930—1939年)
1934年White用离体的番茄根获得了第一个活跃生长的无性系,使根的离体培养实验首次获得了真正的成功,并首次发现和提出B族维生素B1、B6和烟酸的重要性。与此同时,Cautheret在山毛柳和黑杨形成层组织的培养中也发现了B族维生素的作用,并使培养获得了成功。Nobecourt用胡萝卜建立了类似的连续生长的组织培养物。因此,Haberlandt、White和Nobecourt一起被誉为植物组织培养的奠基人。人们现在所用的若干培养方法和培养基,原则上都是他们采用的方法和培养基演变的结果,几乎所有的培养基中都添加了不同种类和不同数量的B族维生素。从此植物组织培养进入快速发展时期。
3.植物激素的发现阶段(1940—1957年)
1941年,Overbeek、Conklin和Blakeslee等将椰乳加入培养基中,获得了Datura离体胚培养的成功。椰乳成分复杂,含有多种不同的有机物,后来的研究发现,在组织培养中起主要作用的是腺嘌呤类激素或类似物。1944年,Skoog报道DNA的降解产物腺嘌呤和腺苷可以促进愈伤组织的生长,解除生长素对芽产生的抑制作用,诱导芽的形成。1948年,Caplin和Steward用实验证明椰乳与2,4-D配合,对培养的胡萝卜和马铃薯组织的增殖起到明显的促进作用。在用烟草髓细胞诱导愈伤组织的实验中,Skoog、Miller等分离确定了6-呋喃氨基嘌呤对细胞分裂有促进作用,并将其命名为“激动素”(Kinetin)。之后,与此相关的同系物6-苄氨基嘌呤被合成,它也刺激培养物的细胞分裂。于是,出现了“细胞分裂素”这一集合名词,专门用来指能刺激培养物细胞分裂的一组6-某基团的氨基嘌呤化合物。随后,玉米素、异戊烯基腺嘌呤和其他细胞分裂素等植物激素相继被发现,增加了细胞分裂素的种类。研究发现,生长素和细胞分裂素相互配合能调节细胞的分裂与分化、控制器官的分化,植物组织培养工作迅速取得突破。(www.chuimin.cn)
4.细胞全能性的证实阶段(1958—1965年)
1958年美国的Steward和德国的Reinert分别由培养的胡萝卜细胞诱导形成了胚状体,1965年Vasil和Hildebrandt通过单个分离的细胞培养获得整个植株的再生,从而使植物细胞全能性的理论真正得到科学的证实。从此之后,一批又一批植物的组织或器官通过培养的方法获得了再生植株。
5.植物组织培养技术和理论迅速发展阶段(1960—1979年)
20世纪60年代,植物组织培养的另外两项成就是小孢子培养和原生质体培养的成功。Guha和Maheshwari(1966年,1967年),Rourgin和Nitsch(1967年)先后利用烟草和胡萝卜的小孢子培养获得单倍体植株,并实现了染色体的加倍,使这两种同源二倍体植株在5个月内收获种子。Cocking等用纯化的纤维素酶和果胶酶处理烟草细胞,获得原生质体,通过调节渗透压的方法控制原生质体膨胀,使培养获得成功,得到了再生植株。
6.植物组织培养技术广泛应用阶段(1980年至今)
20世纪80年代开始,植物组织培养逐渐进入工厂化广泛应用阶段。
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目前,植物组织培养已成为生物工程的一项重要技术,在基础理论研究和生产实践中发挥的作用与日俱增,可望为造福人类做出更大贡献。目前,这项技术已相当成熟,国内外科学家应用植物胚胎培养技术获得了多种远缘杂交的重组体、栽培种和杂交品种。......
2023-11-20
植物组培快繁过程一般可分为四个阶段,即初代培养、继代培养、生根培养和组培苗的驯化移栽。一般木本植物、较大的草本植物以茎段比较适宜,因为茎段取材容易,可在一定的培养基上通过萌发出侧芽或产生不定芽成为进一步繁殖的材料。接种后培养基上如出现微生物污染会导致培养失败。将由外植体或愈伤组织产生的胚状体进一步切割,转接于增殖培养基中,扩大胚状体数量,常用液体振荡培养方式。......
2023-11-20
花卉组培程序与其他植物一样,包括以下程序。生长素和细胞分裂素的种类和浓度因花卉种类、品种以及诱导、增殖、生根等不同阶段而有所不同,经过愈伤组织和不定芽的诱导、分化及丛芽增殖培养,形成许多芽丛,最后将达到生根质量标准的小苗进行生根培养,形成具有根、茎、叶的完整小植株。......
2023-11-20
接种后的外植体应放在培养室培养。培养室的条件要根据植物对环境条件的不同需求进行调控,其中最主要的条件是光照、温度、湿度、氧气和培养基的pH值。光质对愈伤组织的诱导、培养组织的增殖以及器官的分化有明显的影响。通常低于15℃时,培养的外植体组织生长缓慢或出现停滞,但高于35℃对生长也不利。氧气是植物组织培养必需的,在接种时应避免把整个外植体全部埋入培养基中,以免缺氧。......
2023-11-20
(二)半连续培养法半连续培养法是在反应器中投料和接种培养一段时间后,将部分旧培养液和新鲜培养液进行交换的培养方法。此法可不断补充培养液中的营养成分,减少接种次数,培养细胞所处的环境与分批培养法一样,随时间而变化。工业生产中为简化操作过程、确保细胞增殖量,常采用半连续培养法。在连续培养期间,新鲜培养液的注入速度等于旧培养液的排出速度,细胞也随悬浮液一起排出,不再收集流出的细胞。......
2023-11-20
指示植物法是利用病毒在一些植物上产生的枯斑作为鉴别病毒种类的方法。这些对病毒反应敏感、症状特征显著的植物称为指示植物,又称鉴别寄主。图6-3-1植物汁液涂抹法病毒鉴定示意图指示植物法最早是美国病毒学家Holmes于1929年发现的。病毒的寄主范围不同,所以应根据不同的病毒选择适合的指示植物。此外,所选指示植物应一年四季都易栽培,且在较长的时期内保持对病毒的敏感性,容易接种,并在较广的范围内具有同样的反应。......
2023-11-20
(一)胚珠培养胚珠培养是将授粉的子房在无菌的条件下解剖后,取出胚珠置于培养基上培养形成幼苗的技术。根据胚珠培养的不同目的,可将胚珠培养分为受精胚珠培养和未受精胚珠培养两种形式。因此,在进行单个胚珠培养不能成功时,常可考虑用带有胎座或子房的胚珠进行培养。如诱导未受精子房胚囊核单倍体组织发生,就需要在培养基中加入一定量的外源激素。......
2023-11-20
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