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植物组织培养技术简介及其应用

花匠小妙招
2024-09-21 08:41

植物组织培养技术简介及其应用
主要内容
植物组织培养技术简介
组织培养技术的应用
植物组织培养基本操作
植物组织培养技术简介
►组织培养的概念
♦植物组织培养是指在无菌条件下, 将离体的植物器官(如根尖、茎尖、叶、花、未成熟的果实、种子等)、组织(如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)、细胞(如体细胞、生殖细胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生质体(如脱壁后仍具有生活力的原生质体), 培养在人工配制的培养基上, 给予适宜的培养条件, 诱发产生愈伤组织, 或潜伏芽等, 或长成完整的植株, 统称为植物组织培养。由于是在试管内培养, 而且培养的是脱离植株母体的培养物, 因此也称离体培养或试管培养。
►根据外植体来源和培养对象的不同, 又分为植株培养、胚胎培养、器官培养、组织培养、原生质体培养等。
植物组织培养技术简介
♦(1) 植株培养(plant culture)
对完整植株材料的培养,如幼苗及较大植株的培养。
♦(2) an culture)
离体器官的培养,可以包括分离茎尖、茎段、根尖、叶片、叶原基、子叶、花瓣、雄蕊、雌蕊、胚珠、胚、子房、果实等外植体的培养。
♦(3) 组织或愈伤组织培养(tissure callus culture)
对植物体的各部分组织进行培养或对由植物器官培养产生的愈伤组织进行培养,二者均通过再分化诱导形成植株。
♦(4) 细胞培养(cell culture)
对由愈伤组织等进行液体振荡培养所得到的能保持较好分散性的离体单细胞或花粉单细胞或很小的细胞团的培养。
♦(5) 原生质体培养(proplast culture)
用酶及物理方法除去细胞壁的原生质体的培养。
植物组织培养技术简介
♦外植体(器官、组织、细胞) 完整植物
♦植物细胞全能性:植物的单个细胞所具有的产生完整植物个体的潜在能力。细胞的脱分化和再分化是离体培养过程中细胞全能性表现的基本过程。
植物组织培养技术简介
在培养条件下,植物细胞通过再分化形成完整个体可以通过两种途径:
♦器官发生:
经过愈伤组织的器官发生(间接器官发生途径)
不经过愈伤组织的器官发生(直接器官发生途径)
♦体细胞胚胎发生:
经过愈伤组织的体细胞胚发生(间接体胚发生途径)
体细胞胚从外植体上直接发生(直接体胚发生途径)
组织培养技术的应用
♦在植物脱毒和快速繁殖上的应用
♦♦在植物育种上的应用
(1) 单倍体育种
单倍体植株往往不能结实, 在培养中用秋水仙素处理, 可使染色体加倍, 成为纯合二倍体植株, 这种培养技术在育种上的应用称为单倍体育种。单倍体育种具有高速、高效率、基因型一次纯合等优点, 因此, 通过花药或花粉培养的单倍体育种, 已经作为一种崭新的育种手段, 并已开始育成大面积种植的作物新品种。
组织培养技术的应用
(3)细胞融合
植物体细胞杂交在植物远源杂交育种中,除了应用离体胚培养或离体受精和授粉培养技术之外, 还可采用植物体细胞杂交技术——原生质体融合。
由于不同来源的原生质体都有彼此融合的能力,在远源杂交中,通过细胞融合可获得种间、属间、科间、甚至界间的细胞融合体系,因此,细胞融合打破了种属间的界限,克服远缘杂交不亲和性障碍,在植物新品种的培育和种性改良中有着巨大的潜力。
目前,采用原生质体融合技术已经能从不杂交的植物中如番茄和马铃薯、烟草和龙葵、芥菜和油菜等获得属间杂种。
组织培养技术的应用
(4)基因工程
基因转化是有目的地将外源基因或DNA导入植物细胞内,使之整合、表达并遗传,通过外源基因的导入,并植物体内表达,有目的地改变植物性状,以提高作物的抗逆性,改良作物品质。
植物组织培养是外源基因导入植物细胞的关键技术,通过组织培养技术可以建立一个良好的植物转化系统,目前通常使用的再生系统有愈伤组织再生系统、直接分化再生系统、原生质体再生系统、胚状体再生系统和生殖细胞受体系统等。