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1、第2章愈傷組織培養(yǎng)GoodMorning植物組織培養(yǎng)學(xué)第2章愈傷組織培養(yǎng)本章主要內(nèi)容:愈傷組織的誘導(dǎo)與分化愈傷組織的繼代培養(yǎng)愈傷組織的形態(tài)發(fā)生不定芽和根的發(fā)生體細胞胚的發(fā)生愈傷組織培養(yǎng)的應(yīng)用第2章愈傷組織培養(yǎng)定義:是指將外植體接種到人工培養(yǎng)基上,在激素作用下,進行愈傷組織誘導(dǎo)、生長和分化的培養(yǎng)過程。愈傷組織培養(yǎng)(callusculture)第2章愈傷組織培養(yǎng)第一節(jié)愈傷組織的誘導(dǎo)和分化一.愈傷組織的誘導(dǎo)誘導(dǎo)愈傷組織的關(guān)鍵主要是培養(yǎng)條件,其中激素的成分和濃度是最重要的因素。第2章愈傷組織培養(yǎng)二.愈傷組織的分化從外植體脫分化形成愈傷組
2、織大致可分為三個時期:第一節(jié)愈傷組織的誘導(dǎo)和分化Stage1.Induction(誘導(dǎo)期):第一節(jié)愈傷組織的誘導(dǎo)和分化細胞準備進行分裂的時期,是愈傷組織形成的起點。誘導(dǎo)期細胞內(nèi)發(fā)生的變化氣體交換增加,如氧氣的吸收增加RNA含量增加(增加到300%)蛋白質(zhì)量增加(每個細胞的總增加量為200%)酶活性增強第一節(jié)愈傷組織的誘導(dǎo)和分化Stage2.Celldivision分裂期指外植體細胞經(jīng)誘導(dǎo)脫分化,不斷分裂、增生子細胞的過程。第一節(jié)愈傷組織的誘導(dǎo)和分化1.細胞的數(shù)目迅速增加;每個細胞平均鮮重下降。;細胞體積小,內(nèi)無液泡。2.細胞的核
3、和核仁增大到最大。3.細胞中RNA含量減少,而DNA含量保持不變。4.隨著細胞不斷分裂和生長,細胞總干重、蛋白質(zhì)和核酸量大大增加,新細胞壁合成極快。第一節(jié)愈傷組織的誘導(dǎo)和分化分裂期細胞的主要表現(xiàn):Stage3.Differentiation分化期指愈傷組織細胞停止分裂,細胞內(nèi)發(fā)生一系列形態(tài)和生理上的變化,形成一些不同形態(tài)和功能的細胞的時期。第一節(jié)愈傷組織的誘導(dǎo)和分化A細胞分裂部位和方向發(fā)生改變:B形成瘤狀或片狀的分生組織結(jié)節(jié)。或維管組織結(jié)節(jié)。C細胞的體積相對穩(wěn)定,不再減少。D出現(xiàn)了各種類型的細胞:如管胞、纖維細胞、薄壁細胞、分生
4、細胞、色素細胞等。E生長旺盛的愈傷組織呈乳白色、白色或淺綠色,老化的多轉(zhuǎn)化為黃色或褐色。第一節(jié)愈傷組織的誘導(dǎo)和分化分化期細胞特點:第二節(jié)愈傷組織的繼代培養(yǎng)1、定義:培養(yǎng)物在培養(yǎng)基上生長一段時間以后,由于營養(yǎng)物質(zhì)枯竭,水分散失,以及代謝產(chǎn)物的積累,必須轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基上培養(yǎng),這個過程叫做繼代培養(yǎng)。第2章愈傷組織培養(yǎng)2、愈傷組織培養(yǎng)的調(diào)控因素:外植體培養(yǎng)基培養(yǎng)環(huán)境第二節(jié)愈傷組織的繼代培養(yǎng)(一)材料本身第二節(jié)愈傷組織的繼代培養(yǎng)1.無機營養(yǎng)培養(yǎng)基中的N,大多數(shù)都用硝態(tài)氮,對細胞分化起重要作用。2.植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)一般使用的濃度為0.1-
5、10mg/L。使用植物生長調(diào)節(jié)劑時,要注意種類和濃度,特別是生長素和細胞分裂素的比值。第二節(jié)愈傷組織的繼代培養(yǎng)(二)培養(yǎng)基器官分化的植物激素控制理論(激素配比模式)生長素與細胞分裂素的比值是根和芽形成的控制條件,決定著發(fā)育的方向:是愈傷組織、長根還是長芽。高利于根的形成生長素/細胞分裂素適中利于愈傷組織的形成低利于芽的形成第二節(jié)愈傷組織的繼代培養(yǎng)培養(yǎng)基中加入糖、各類B族維生素、肌醇和甘氨酸等,可滿足愈傷組織生長和分化的要求。各種氨基酸和嘌呤、嘧啶類物質(zhì),可促進器官分化。水解酪蛋白中含有多種氨基酸,助于器官分化酰胺類往往有促進器官
6、形成的作用。第二節(jié)愈傷組織的繼代培養(yǎng)3.有機成分第二節(jié)愈傷組織的繼代培養(yǎng)4.培養(yǎng)方式:固體培養(yǎng)液體培養(yǎng)(三)培養(yǎng)條件第二節(jié)愈傷組織的繼代培養(yǎng)光照溫度24-28℃光強、光照時間、光質(zhì)第三節(jié)愈傷組織的形態(tài)發(fā)生形態(tài)建成:外植體細胞在適宜的培養(yǎng)條件下發(fā)生脫分化、再分化,產(chǎn)生芽和根,或者形成胚狀體,發(fā)育成苗或完整植株。小麥愈傷組織第2章愈傷組織培養(yǎng)外植體愈傷組織芽根再生植株脫分化再分化高生長素(1,2-D)高(生長素/細胞分裂素)低(生長素/細胞分裂素)一、不定芽方式(adventitiousbud)第三節(jié)愈傷組織的形態(tài)發(fā)生愈傷組織的器官
7、發(fā)生順序有四種情況:(1)愈傷組織僅有根或芽器官的分別形成,即無根的芽或無芽的根;(2)先長芽,后長根,多數(shù)情況;(3)先長根,再從根的基部長芽。這種情況較難誘導(dǎo)芽的形成,尤其對于單子葉植物;(4)先在愈傷組織的鄰近不同部位分別形成芽和根,然后兩者結(jié)合起來形成一株植株。第三節(jié)愈傷組織的形態(tài)發(fā)生胚狀體(embryoid):指在組織培養(yǎng)中,由一個非合子細胞(體細胞),經(jīng)胚胎發(fā)生和胚胎發(fā)育過程(經(jīng)過原胚、球形胚、心形胚、魚雷胚和子葉胚5個時期),形成具有雙極性的胚狀結(jié)構(gòu)。第三節(jié)愈傷組織的形態(tài)發(fā)生二、胚狀體方式(somaticembry
8、o)胚狀體與合子胚的比較:合子胚胚狀體質(zhì)量萌發(fā)率高,質(zhì)量好萌發(fā)率低,質(zhì)量差來源受精卵體細胞胚柄有,明顯即使有也不明顯形態(tài)固定,體積相對較小復(fù)雜,常有兩個以上的子葉,體積較大變異率低高第三節(jié)愈傷組織的形態(tài)發(fā)生胚狀體發(fā)生途徑與器官發(fā)生途徑形成植株的區(qū)別:①胚狀體具有