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1、第五章植物離體繁殖2006-4-3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(duì)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(chǎng)化育苗的技術(shù)基礎(chǔ)。植物快繁與傳統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)繁殖相比的優(yōu)點(diǎn):繁殖效率高。生長(zhǎng)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(dòng)化控制;便于種質(zhì)交換和保存。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(lèi)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
2、莖發(fā)生型一、短枝發(fā)生型類(lèi)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。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(gè)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(guò)愈傷階段,后代變異小,應(yīng)用普遍,也可用于無(wú)病毒苗的生產(chǎn)。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
3、培養(yǎng),獲得完整植株的繁殖方法。分為通過(guò)愈傷組織產(chǎn)生不定芽,和直接產(chǎn)生不定芽?jī)煞N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(guò)愈傷途徑產(chǎn)生的植株。ABEC花燭葉片離體培養(yǎng)及植株再生四、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(duì)其發(fā)生及發(fā)育過(guò)程了解不夠,應(yīng)用上還沒(méi)有前兩種廣泛。Directsomatic
4、embryogenesisinBrassicanapus菊花花瓣體細(xì)胞胚胎發(fā)生及體胚發(fā)育過(guò)程的掃描電鏡觀(guān)察針葉松體細(xì)胞胚及體胚萌發(fā)生長(zhǎng)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(lèi)型。原球莖可以增殖形成原球莖叢。大花蕙蘭原球莖增殖與植株再生第二節(jié)植物快繁的程序植物快繁的程序包括四個(gè)階段:無(wú)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Ⅰ:無(wú)菌(或初代)培養(yǎng)的建立母株和外植體的選取:母株性狀穩(wěn)定、健壯、無(wú)病蟲(chóng)害污染。無(wú)菌培養(yǎng)物的獲得外植體的啟動(dòng)生長(zhǎng)
5、:愈傷產(chǎn)生、不定芽發(fā)生或外植體芽直接生長(zhǎng)。通過(guò)需要4-6周。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(gè)芽苗增殖數(shù)量一般為5-25個(gè)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Ⅲ:芽苗生根離體生根:也稱(chēng)試管內(nèi)生根。降低無(wú)機(jī)鹽濃度,減少或去除細(xì)胞分裂素,增加生長(zhǎng)素濃度?;铙w生根:也稱(chēng)試管外生根。通常芽苗可先在生長(zhǎng)素中快速浸蘸或在含有相對(duì)高濃度生長(zhǎng)素的培養(yǎng)基中培
6、養(yǎng)5-10天,然后移到基質(zhì)中生根。生根培養(yǎng)時(shí)間一般為2-4周。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(shí),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。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(shí)應(yīng)使各種影響因素處于最適合快繁的狀態(tài)。主要影響因素:外植體培養(yǎng)基培養(yǎng)條件繼代培養(yǎng)移栽一、外植體:外植體的來(lái)源:最適的為莖尖、帶芽
7、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)。二、培養(yǎng)基:基本培養(yǎng)基:MS培養(yǎng)基應(yīng)用最為廣泛。對(duì)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(shí)稍低。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑:主要以細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素的配合使用,調(diào)節(jié)外植體的生長(zhǎng)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。三、培養(yǎng)條件:光照:
8、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(shí)可進(jìn)行高溫或低溫的預(yù)處理。濕度:要求環(huán)境相對(duì)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(shí)及時(shí)轉(zhuǎn)接。液體培養(yǎng)要求振蕩培養(yǎng),促進(jìn)氧化交換。四、繼代培養(yǎng):主要指對(duì)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(shí)間一般為20天左右。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