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1、第2章愈傷組織培養(yǎng)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(xì)胞胚的發(fā)生愈傷組織培養(yǎng)的應(yīng)用1、了解愈傷組織細(xì)胞分化的各時(shí)期的特點(diǎn)2、掌握植物激素控制理論3、掌握愈傷組織的形態(tài)發(fā)生4、區(qū)別胚狀體發(fā)生途徑與器官發(fā)生途徑形成植株5、愈傷組織培養(yǎng)在園藝植物育種中的應(yīng)用本章教學(xué)目的與要求定義:是指將外植體接種到人工培養(yǎng)基上,在激素作用下,進(jìn)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)
2、條件,其中激素的成分和濃度是最重要的因素。CallusarisingfromleaftissueCallusarisingfromvasculartissueFromrootFromembryoculturePhotoindicatingwherethecallus(c)arisesfromWoundcallusonthestemofanErythrinatree刺桐樹第一節(jié)愈傷組織的誘導(dǎo)和分化二.愈傷組織的分化從外植體脫分化形成典型的愈傷組織大致可分為三個(gè)時(shí)期:愈傷組織分化誘導(dǎo)期分裂期分化期Stage1.Induction(誘導(dǎo)期):細(xì)胞
3、準(zhǔn)備進(jìn)行分裂的時(shí)期,是愈傷組織形成起點(diǎn)。誘導(dǎo)期細(xì)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(gè)細(xì)胞的總增加量為200%)酶活性增強(qiáng)Stage2.Celldivision分裂期指外植體細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)脫分化,不斷分裂、增生子細(xì)胞的過程。1.細(xì)胞的數(shù)目迅速增加。2.每個(gè)細(xì)胞平均鮮重下降。3.細(xì)胞體積小,內(nèi)無液泡。4.細(xì)胞的核和核仁增大到最大。5.細(xì)胞中RNA含量減少,而DNA含量保持不變。6.隨著細(xì)胞不斷分裂和生長,細(xì)胞總干重、蛋白質(zhì)和核酸量大大增加,新細(xì)胞壁合成極快。分裂期細(xì)胞的主要表現(xiàn):細(xì)胞分裂快,結(jié)
4、構(gòu)疏松,缺少有組織的結(jié)構(gòu),維持其不分化的狀態(tài),顏色淺而透明。1mg/l2,4-D10mg/l2,4-D分裂期愈傷組織的共同特征:Stage3.Differentiation分化期指愈傷組織細(xì)胞停止分裂,細(xì)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(xì)胞的時(shí)期。第一節(jié)愈傷組織的誘導(dǎo)和分化A細(xì)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(xì)胞的體積相對穩(wěn)定,不再減少。D出現(xiàn)了各種類型的細(xì)胞:如管胞、纖維細(xì)胞、薄壁細(xì)胞、分生細(xì)胞、色素細(xì)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
5、褐色。第一節(jié)愈傷組織的誘導(dǎo)和分化分化期細(xì)胞特點(diǎn):Callustypes:Friable易碎Hard/lignifiedcallusRhizogeniccallus生根的愈傷Callusexudingstickypoly-saccharides滲出粘性多糖的愈傷根據(jù)愈傷質(zhì)地劃分為:第一節(jié)愈傷組織的誘導(dǎo)和分化Callusmayhaveayellow,white,greenorred(anthocyanin花青苷)appearance.不同顏色的愈傷第二節(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(shí)間以后,由于營養(yǎng)物質(zhì)枯竭,水分散失,以及
6、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(gè)過程叫做繼代培養(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)年齡器官和部位遺傳型外植體1.無機(jī)營養(yǎng)培養(yǎng)基中的N,大多數(shù)都用硝態(tài)氮,對細(xì)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0.1-10mg/L。使用植物生長調(diào)節(jié)劑時(shí),要注意種類和濃度,特別是生長素和細(xì)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(xì)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
7、組織、長根還是長芽。高利于根的形成生長素/細(xì)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)愈傷組織分化第二節(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(jìn)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(jìn)器官形成的作用。第二節(jié)愈傷組織的繼代培養(yǎng)3.有機(jī)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(qiáng)、光照時(shí)間、光質(zhì)第三節(jié)愈傷組織的形態(tài)發(fā)生形態(tài)建成:
8、外植體細(xì)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。魔芋胚狀體小麥愈傷組織第2章愈傷組織培養(yǎng)愈傷組織的形態(tài)發(fā)生方式:不定