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植物工厂化育苗的工厂与设备.ppt

花匠小妙招
2024-11-30 10:30

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1、植物工厂化育苗的工厂与设备2第一节第一节实验室实验室一一、实验室、实验室植物组织培养是在严格无菌的条件下进行植物组织培养是在严格无菌的条件下进行的。要做到无菌的条件，需要一定的设备、器的。要做到无菌的条件，需要一定的设备、器材和用具，同时还需要人工控制温度、光照、材和用具，同时还需要人工控制温度、光照、湿度等培养条件。湿度等培养条件。实验室设计原则：实验室设计原则：保证无菌操作，达到工保证无菌操作，达到工作方便，防止污染。作方便，防止污染。准备室准备室培养室培养室温温室室Text实验室实验室接种室接种室接种室接种室实验室组成：实验室组成：4基本实验室布局平面图基本实验室布局平面图实实验验台

2、台搁搁架架培养架培养架培养架培养架培培养养架架培培养养架架药药品品及及仪仪器器柜柜无菌台无菌台无菌台无菌台搁搁架架拉拉窗窗冰箱冰箱搁搁架架水槽水槽电电炉炉门门4.5m3.0m3.5m4.0m准备室准备室缓冲室缓冲室无菌室无菌室培养室培养室准备实验室准备实验室5缓冲室缓冲室6无菌室无菌室7无菌室无菌室89 9无菌室无菌室10101111培养架培养架1212培养室培养室13温室温室1414第二节第二节仪器与设备仪器与设备15冰箱冰箱酸度计酸度计电炉电炉1.基本设备基本设备17天天平平纯纯水水器器18搅拌器搅拌器19蒸汽压力灭菌锅蒸汽压力灭菌锅2.灭菌设备灭菌设备20212222过滤灭菌装置过滤灭

3、菌装置2323紫外灭菌灯管紫外灭菌灯管3、无菌操作设备、无菌操作设备超超净净工工作作台台242525超净工作台超净工作台无菌接种箱无菌接种箱26恒恒温温振振荡荡培培养养箱箱光光照照培培养养箱箱4、培养设备、培养设备27摇摇床床285、细胞学鉴定设备、细胞学鉴定设备光学研究显微镜、实体显微镜、倒置显微镜光学研究显微镜、实体显微镜、倒置显微镜29倒置显微镜倒置显微镜光光学学显显微微镜镜301、玻璃器皿、玻璃器皿三、培养器皿及实验用具三、培养器皿及实验用具培养皿培养皿三角瓶三角瓶培养瓶培养瓶2、金属材质用具、金属材质用具镊子镊子解剖刀解剖刀接种针接种针32接种盘接种盘3333第二节第二节培养基培养

4、基培养基是决定植物组织培养成败的关键因素培养基是决定植物组织培养成败的关键因素之一。之一。培养基的构成要素通常可分为：培养基的构成要素通常可分为：水分；水分；无机盐类；无机盐类；有机营养成分；有机营养成分；植物生长调节物植物生长调节物质；质；天热物质；天热物质；pH；凝固剂凝固剂等。等。3434构成培养基的绝大部分组分为水分。构成培养基的绝大部分组分为水分。在研究上在研究上，常用蒸馏水来配制培养基，而最，常用蒸馏水来配制培养基，而最为理想的水应该是纯水。为理想的水应该是纯水。（一）水分（一）水分大量营养元素大量营养元素：占干物质重量的：占干物质重量的0.1%以上；以上；C、H、O、N、P、K

5、、Ca、Mg、S等等9种种微量营养元素微量营养元素：占干物质重量的：占干物质重量的0.1%以下以下有的只含有的只含0.1mg/kgFe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl等等7种种按照国际植物生理协会的建议：按照国际植物生理协会的建议：所需浓度所需浓度 0.5mmol/L 0.5mmol/L的元素为大量元素的元素为大量元素所需浓度所需浓度 0.5mmol/L 0.5mmol/L的元素为微量元素的元素为微量元素35（二）矿质元素（二）矿质元素1.大量元素大量元素N是蛋白质、酶、叶绿素、维生素、核酸、磷脂、是蛋白质、酶、叶绿素、维生素、核酸、磷脂、生物碱等的组成成分，在植物生命活动中占有重生物碱等

6、的组成成分，在植物生命活动中占有重要的位置。要的位置。P是磷脂的主要成分。培养基中常用是磷脂的主要成分。培养基中常用KH2PO4NaH2PO4等。等。K对碳水化合物合成，转移，以及氮素代谢等有对碳水化合物合成，转移，以及氮素代谢等有密切关系。密切关系。36MgMg、S S、CaCa是叶绿素的组成成分，又是激酶的是叶绿素的组成成分，又是激酶的活化剂，对核蛋白体结构具有稳定作用；活化剂，对核蛋白体结构具有稳定作用；S S是含是含S S氨基酸的蛋白质的组成成分。氨基酸的蛋白质的组成成分。CaCa是构成细胞壁的成分，对细胞分裂，稳定质是构成细胞壁的成分，对细胞分裂，稳定质膜结构有显著作用，此外，膜结构

7、有显著作用，此外，CaCa及钙调素在细胞及钙调素在细胞信号转导中起重要作用。信号转导中起重要作用。2、微量元素、微量元素在微量元素中，在微量元素中，铁铁的使用最大的使用最大：一些氧化酶的组成成分一些氧化酶的组成成分叶绿素形成的必要条件叶绿素形成的必要条件使用乙二胺四乙酸铁（使用乙二胺四乙酸铁（EDTA-FeEDTA-Fe）鳌合）鳌合物防止铁的沉淀物防止铁的沉淀38硼硼与蛋白质合成、糖类运输有着密切的关系与蛋白质合成、糖类运输有着密切的关系铜铜是某些氧化酶的成分，能够促进离体根的生长是某些氧化酶的成分，能够促进离体根的生长锰锰参与植物的光合、呼吸代谢参与植物的光合、呼吸代谢钼钼参与氮素的代

8、谢参与氮素的代谢氯氯是光合作用水光解的活化剂是光合作用水光解的活化剂微量元素的主要作用是作为微量元素的主要作用是作为酶的辅助因子或激活酶的辅助因子或激活剂剂参与代谢的调节。参与代谢的调节。39（三）有机营养成分（三）有机营养成分培养基中的有机营养成分包括培养基中的有机营养成分包括糖类物质糖类物质、维生素类、维生素类和氨基酸类。和氨基酸类。1.1.碳源碳源碳源物质包括糖类物质、醇类物质和有机碳源物质包括糖类物质、醇类物质和有机酸，以酸，以糖类糖类物质最重要。物质最重要。糖类物质特点：糖类物质特点：具有热易变的性质具有热易变的性质利于吸收和利用利于吸收和利用使用浓度一般在使用浓度一般在2%2%5

9、%5%提供能源和调节渗透压提供能源和调节渗透压412.2.维生素类维生素类以各种以各种辅酶辅酶的形式存在的形式存在参与多种代谢活动参与多种代谢活动对生长，分化等有很好的促进作用对生长，分化等有很好的促进作用主要分为主要分为脂溶性维生素脂溶性维生素和和水溶性维生素水溶性维生素常用维生素有常用维生素有V VB1B1和和V VB6B6 42 蛋白质的组成成分蛋白质的组成成分有机氮源有机氮源可直接被细胞吸收利用可直接被细胞吸收利用培养基中常用的是培养基中常用的是甘氨酸甘氨酸 3.3.氨基酸氨基酸434.4.肌醇肌醇环己六醇环己六醇细胞壁的构建材料细胞壁的构建材料参与碳水化合物、磷脂代谢

10、及离子平衡等参与碳水化合物、磷脂代谢及离子平衡等生理活动生理活动促进活性物质发挥作用促进活性物质发挥作用44（四）植物生长调节剂（四）植物生长调节剂植物生长调节剂不仅可以植物生长调节剂不仅可以促进植物组织的促进植物组织的脱分化和形成愈伤组织，还可以诱导不定芽、不脱分化和形成愈伤组织，还可以诱导不定芽、不定胚的形成。定胚的形成。最常用的有最常用的有生长素和细胞分裂素生长素和细胞分裂素，有时也会，有时也会用到用到赤霉素和脱落酸赤霉素和脱落酸。1.1.生长素类生长素类促进细胞伸长和分裂促进细胞伸长和分裂促进生根、抑制器官脱落、性别控制、延促进生根、抑制器官脱落、性别控制、延长休眠、顶端优势、单性

11、结实长休眠、顶端优势、单性结实诱导愈伤组织形成诱导愈伤组织形成溶于溶于95%95%酒精或酒精或0.1mol/L0.1mol/L的的NaOHNaOH中，后者的中，后者的溶解效果更好溶解效果更好常用的生长素：常用的生长素：IAA(IAA(吲哆乙酸吲哆乙酸)NAA(NAA(萘乙酸萘乙酸)2,4-D(2,4 2,4-D(2,4，二氯苯氧乙酸，二氯苯氧乙酸)IBA(IBA(吲哆丁酸吲哆丁酸)462.2.细胞分裂素类细胞分裂素类促进细胞分裂和分化促进细胞分裂和分化诱导胚状体和不定芽的形成诱导胚状体和不定芽的形成延缓组织的衰老并增强蛋白质的合成延缓组织的衰老并增强蛋白质的合成用于离体成花的调控

12、用于离体成花的调控溶于溶于0.50.5-1.0mol/L1.0mol/L的盐酸或稀薄的的盐酸或稀薄的NaOHNaOH中中常用的细胞分裂素：常用的细胞分裂素：KT(KT(激动素激动素)BA(6-BA(6-卞基腺嘌呤卞基腺嘌呤)2-ip(2-ip(异戊烯氨基嘌呤异戊烯氨基嘌呤)ZT ZT（玉米素）（玉米素）473.赤霉素类和脱落酸赤霉素类和脱落酸A、赤霉素类、赤霉素类组织培养中不常使用组织培养中不常使用加速细胞的伸长生长加速细胞的伸长生长促进细胞的分裂促进细胞的分裂主要是主要是GA3B、脱落酸、脱落酸抑制细胞分裂和伸长抑制细胞分裂和伸长促进脱落和衰老促进脱落和衰老促进休眠和提高抗逆能力促进休眠

13、和提高抗逆能力GA3脱落酸脱落酸48 促进某些愈伤组织和器官的生长促进某些愈伤组织和器官的生长化学成分不明、复杂化学成分不明、复杂天然营养混合物天然营养混合物如：水解酪蛋白、玉米胚乳、酵母提取物如：水解酪蛋白、玉米胚乳、酵母提取物（五）天然复合物（五）天然复合物49 50（六）（六）pH在灭菌前，培养基的在灭菌前，培养基的pH一般被调节一般被调节到到5.06.0之间，最常用的之间，最常用的pH为为5.75.8。pH过高时，培养基会变硬；过高时，培养基会变硬；pH过过低时，则影响培养基的凝固低时，则影响培养基的凝固。50（七）凝固剂（七）凝固剂琼脂是使用最普遍的凝固剂琼脂是使用最普遍的凝固剂

14、用量一般在用量一般在6-10g/L之间之间颜色以浅、透明度高好，洁颜色以浅、透明度高好，洁净为上品净为上品除了琼脂外，在组织培养除了琼脂外，在组织培养中还可以使用琼脂糖、结冷胶中还可以使用琼脂糖、结冷胶等。等。51（八）其他添加物（八）其他添加物521.1.活性炭活性炭吸附培养基及培养物分泌物中的抑制物质吸附培养基及培养物分泌物中的抑制物质抑制外植体褐变抑制外植体褐变防止玻璃苗的产生防止玻璃苗的产生促进培养物生长和分化促进培养物生长和分化促进生根促进生根2.抗生素抗生素防止外植体内生菌造成的污染防止外植体内生菌造成的污染活性炭活性炭5353二、培养基的基本类型二、培养基的基本类型培养基

15、形态不同：培养基形态不同：固体培养基、液体培养基固体培养基、液体培养基培养过程不同：培养过程不同：初代培养基、继代培养基初代培养基、继代培养基其作用不同：其作用不同：诱导培养基、增殖培养基、生根培养基诱导培养基、增殖培养基、生根培养基营养水平不同：营养水平不同：基本培养基、完全培养基基本培养基、完全培养基（一）培养基的种类（一）培养基的种类成分和浓度不同：成分和浓度不同：含盐量较高的培养基、硝酸钾含量含盐量较高的培养基、硝酸钾含量较高的培养基、中等无机盐含量的培养基、低无机盐含较高的培养基、中等无机盐含量的培养基、低无机盐含量的培养基量的培养基54541、MS培养基培养基无机盐浓度高无机盐浓

16、度高高含量的氮、钾，尤其是硝酸盐高含量的氮、钾，尤其是硝酸盐含有一定数量的铵盐含有一定数量的铵盐营养丰富营养丰富不需要添加更多的有机附加物不需要添加更多的有机附加物（二）几种常见培养基的特点（二）几种常见培养基的特点2、White培养基培养基1943年由年由White为培养番茄根尖而设计为培养番茄根尖而设计1963年作了改良，提高年作了改良，提高MgSO4的浓度和增加硼元素的浓度和增加硼元素无机盐浓度较低无机盐浓度较低使用广泛使用广泛在生根培养、胚胎培养中有良好的效果在生根培养、胚胎培养中有良好的效果大量元素大量元素含量含量微量元素微量元素含含量量铁盐含量含量有机物有机物含含量量其他其他含量含量KNO380H3BO31.5Fe2(SO4)32.5肌醇肌醇100蔗糖蔗糖30000Ca(NO3)24H2O300MnSO44H2O7.0烟酸烟酸0.3琼脂脂8000MgSO47H2O720ZnSO47H2O3.0盐酸硫胺酸硫胺素素0.1NaH2PO44H2O16.5MoO30.0001盐酸吡哆酸吡哆辛辛0.1KCl65CuSO45H2O0.001甘氨酸甘氨酸3Na2SO4200附表：附表：Wh