植物生物技术省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第二章第二章 植物细胞形态建成植物细胞形态建成主讲:秦改花 邓盾园艺教研室躬行楼1-301第1页本章主要内容本章主要内容一、植物细胞全能性一、植物细胞全能性二、愈伤组织诱导二、愈伤组织诱导三、继代培养三、继代培养四、器官建成四、器官建成五、体细胞胚胎建成五、体细胞胚胎建成第2页第一节第一节 植物细胞全能性植物细胞全能性植物组织培养理论基础。植物细胞全能性是指植物体细胞或性细胞,在人为控制条件下含有再生为新个体潜能。第3页1937年,荷兰植物学家温特(Went)发觉B族维生素和生长素对植物根生长含有促进作用。19371938年,法国科学家高特里特(Gautheret)和诺比考特(Nobercou
2、rt)几乎同时离体培养了胡萝卜组织,并使细胞成功增殖。所以,温特(Went)、高特里特(Gautheret)和诺比考特(Nobercourt)一起成为植物组织培养奠基人。1958年,史都华德(Steward)和赖纳特(Reinert)发觉胡萝卜体细胞能够分化成体细胞胚,这成为植物组织培养领域一个重大突破,也深入验证了细胞全能性学说1973年,古谷树里(Furuya)等经过培养人参细胞生产人参皂苷,开创了植物活性物质生产新路径第4页胡萝卜再生体系建立胡萝卜再生体系建立第5页第二节第二节 愈伤组织诱导愈伤组织诱导愈伤组织(Callus)原指植物组织受到伤害后表面原指植物组织受到伤害后表面形成保护组
3、织。形成保护组织。愈伤组织愈伤组织:在组织培养中在组织培养中,是指在培养基上由外植是指在培养基上由外植体长出来一团活跃生长薄壁细胞。体长出来一团活跃生长薄壁细胞。用途:愈伤组织能够经过液体悬浮培养产生单细:愈伤组织能够经过液体悬浮培养产生单细胞,也能够在适当培养条件下再生出完整胞,也能够在适当培养条件下再生出完整植株植株。第6页切取切取接种接种愈伤组织形成愈伤组织形成试管苗形成试管苗形成培养室培养室移栽移栽第7页2.1 愈伤组织诱导愈伤组织诱导2.1.1 外植体选择外植体选择大小要适宜大小要适宜,不宜太小不宜太小同一植物不一样部位外植体,其细胞分化能力、分化同一植物不一样部位外植体,其细胞分化
4、能力、分化条件及分化类型有相当大差异条件及分化类型有相当大差异。通常植物胚与幼龄组织器官比老化组织、器官更轻易去分化,产生大量愈伤组织;不一样物种相同部位外植体其分化能力可能大不一样。不一样物种相同部位外植体其分化能力可能大不一样。普通以幼嫩组织或器官为宜。普通以幼嫩组织或器官为宜。第8页2.1.2 愈伤组织诱导条件愈伤组织诱导条件普通认为,诱导愈伤组织成败关键主要在于培养普通认为,诱导愈伤组织成败关键主要在于培养条件,其中,植物生长调整剂是诱导愈伤组织形条件,其中,植物生长调整剂是诱导愈伤组织形成极为主要原因。成极为主要原因。植物生长调整剂主要包含:植物生长调整剂主要包含:生长素,如,如2,
5、4-D,IAA,6-BA和和NAA,所需浓度在所需浓度在0.0110mg/L 范范围内;围内;细胞分裂素是激动素、玉米素和是激动素、玉米素和6-BA,使,使用浓度范围在用浓度范围在0.110mg/L第9页生长素和细胞分裂素作用生长素和细胞分裂素作用生长素:开启细胞分裂主要激素,是植物生长素:开启细胞分裂主要激素,是植物细胞脱分化、形成愈伤组织过程中不可缺细胞脱分化、形成愈伤组织过程中不可缺乏物质。乏物质。细胞分裂素:能够使已脱分化细胞,或细细胞分裂素:能够使已脱分化细胞,或细胞团保持连续有丝分裂胞团保持连续有丝分裂生长素和细胞分裂素对保持愈伤组织快速生长素和细胞分裂素对保持愈伤组织快速生长是必
6、要,尤其是二者结合使用时,能生长是必要,尤其是二者结合使用时,能更强烈地刺激愈伤组织形成。更强烈地刺激愈伤组织形成。第10页2.1.3 愈伤组织诱导过程愈伤组织诱导过程 起动期起动期起动期起动期 又称为诱导期,是愈伤组织形成起点又称为诱导期,是愈伤组织形成起点。这时在外观上即使未见显著改变,但实际上细胞内一些大分子代谢动态已发生显著改变,细胞正主动为下一步分裂进行准备。分裂期分裂期分裂期分裂期 外植体切口边缘开始膨大,外层细胞经过一分为二方式进行分裂,从而形成一团含有分生组织状态细胞过程。这时组织细胞代谢十分活跃,发生了一系列生理生化及形态改变。形成期形成期形成期形成期 是指外植体细胞经过诱导
7、、分裂形成了含有没有序结构愈伤组织时期。这个时期特征是细胞大小不再发生改变,愈伤组织表层分裂逐步减慢和停顿,接着内部组织细胞开始分裂,细胞数目深入增加。第11页愈伤组织诱导过程第12页2.1.4 愈伤组织形态特征愈伤组织形态特征质地不一样愈伤组织之间有时是能够交换,有时则是不可质地不一样愈伤组织之间有时是能够交换,有时则是不可逆。逆。不一样类型之间愈伤组织交换主要经过改变激素浓度方法不一样类型之间愈伤组织交换主要经过改变激素浓度方法来实现。培养基中加入高浓度生长物质,可使坚实愈伤组来实现。培养基中加入高浓度生长物质,可使坚实愈伤组织变为松脆;反之,降低或去除生长物质,则使松脆愈伤织变为松脆;反
8、之,降低或去除生长物质,则使松脆愈伤组织转变为坚实愈伤组织。组织转变为坚实愈伤组织。第13页2.2 愈伤组织继代培养愈伤组织继代培养愈伤组织培养一段时间后必须转移到新鲜培养基上以保持培养物继续正常生长,更换一次培养基称为一代继代培养(subculture)。Subcultures are usually performed every 3 to 6 weeks!第14页 为何要进行继代培养?为何要进行继代培养?培养基中养分大量消耗;培养基中水分散失;琼脂培养基褐化或发黑(因为植物组织在培养前几周有时会产生毒素物质,这些物质会扩散进入培养基);因为植物材料原因使培养基pH降低,造成培养基液化;生
9、长物已充满培养瓶,培养物扩繁需要;第15页半夏是一味中药,含有燥湿化痰,和胃止呕作用,在对半夏细胞培养研究中发觉,其生长曲线呈S型。15天左右时生长速度减缓,生长至21天时,到达平台期,有抑制其生长原因。经过分析pH改变能够看出15天左右时,pH急剧下降。第16页法国百里香愈伤组织培养基中电导率改变第17页愈伤组织褐化第18页第三节 器官建成形态建成形态建成,又叫形态发生形态发生,指有机体生长发育中组织结构和生理功效发生一系列改变,形成或再生成特定结构和器官过程。器官建成器官建成:又叫器官发生,:又叫器官发生,指培养细胞在适宜诱导培养条件下产生不定芽和不定根等器官过程。第19页3.1 器官发生
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