【正文】 點(diǎn)是攪拌不均勻。 細(xì)胞懸 浮培養(yǎng) ： ? 封閉式培養(yǎng)系統(tǒng) 組成、操作、有缺點(diǎn)（ → 半連續(xù)培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)） 實(shí)例（銀杏、冬青、薔薇等） 細(xì)胞懸 浮培養(yǎng) ? 機(jī)械攪拌式培養(yǎng)系統(tǒng) 機(jī)械攪拌式生物反應(yīng)器通常是在微生物發(fā)酵罐的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)的，根據(jù)植物細(xì)胞的特性，其設(shè)備要求在微生物發(fā)酵罐的基礎(chǔ)上作如下改進(jìn)：攪拌裝置要減少剪切，一般改葉輪式為螺旋式；因?yàn)橹参锛?xì)胞生長周期長，需要隨時(shí)補(bǔ)充水分和營養(yǎng)，因此必須設(shè)計(jì)加液裝置；由于植物細(xì)胞的生理活動(dòng)需要新鮮空氣，且細(xì)胞代謝也可能產(chǎn)生有害氣體，所以必須設(shè)計(jì)通氣裝置； 為便于取樣觀察，一般還設(shè)計(jì)有取樣口。 ? 均一性好：細(xì)胞形狀和細(xì)胞團(tuán)大小大致相同。懸浮培養(yǎng)物分散性良好：細(xì)胞團(tuán)較小，一般在30～ 50個(gè)細(xì)胞以下，在實(shí)際培養(yǎng)中很少有完全由單細(xì)胞組成的植物細(xì)胞懸浮系。 怎樣獲得 單個(gè)游離細(xì)胞 ?（酶解）怎樣獲得 小細(xì)胞團(tuán) ？（愈傷組織分割；機(jī)械法；單細(xì)胞聚集） 基本過程：外植體（幼胚、胚軸、子葉等）→ 培養(yǎng)基 → 愈傷組織（松散性好、增殖快、再生能力強(qiáng)） 或酶解物 → 震蕩培養(yǎng) → 大量植物細(xì)胞 → 次生代謝產(chǎn)物 植物細(xì)胞培養(yǎng)(suspension culture) 懸浮培養(yǎng)三個(gè)優(yōu)點(diǎn)： ?改善營養(yǎng)供應(yīng)：增加培養(yǎng)細(xì)胞與培養(yǎng)液的接觸面； ?避免細(xì)胞代謝產(chǎn)生的有害物質(zhì)在局部積累而對(duì)細(xì)胞自身產(chǎn)生毒害； ?可以適當(dāng)改善氣體的交換。 植物胚胎培養(yǎng) 細(xì)胞懸浮培養(yǎng) 固定化細(xì)胞培養(yǎng) 植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)與有用物質(zhì)生產(chǎn) 植物細(xì)胞培養(yǎng) (suspension culture) 2 植物細(xì)胞工程 ? 細(xì)胞懸浮培養(yǎng) 細(xì)胞懸浮培養(yǎng)是指將 單個(gè)游離細(xì)胞 或 小細(xì)胞團(tuán) 在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)增殖的技術(shù)。裸子植物的胚乳為配子體的一部分，由大孢子直接分裂發(fā)育而成，因此它是單倍體組織。其它有的分化除芽、根、葉等或得到愈傷組織。 到目前為止，已有 40多種植物的胚乳進(jìn)行了培養(yǎng)。 ? 材料的選擇 品種間的差異 胚囊發(fā)育時(shí)期與花粉發(fā)育時(shí)期的相關(guān)性（大麥） 花粉發(fā)育時(shí)期 胚囊發(fā)育時(shí)期 單核中期 大孢子四分體 單核靠邊期 單核至四核胚囊 二核花粉期 八核胚囊 三核花粉期 成熟胚囊 植物胚胎培養(yǎng) ?胚胎培養(yǎng)中單倍體的來源和發(fā)育途徑 由助細(xì)胞或胚囊的無配子生殖產(chǎn)生單倍體 卵細(xì)胞、助細(xì)胞、反助細(xì)胞均可發(fā)育產(chǎn)生單倍體 非正常發(fā)育的大孢子四分體產(chǎn)生單倍體 植物胚胎培養(yǎng) ? ③ 胚乳培養(yǎng) ? 胚乳細(xì)胞的全能性？被子植物與裸子植物胚乳（三倍體或單倍體？） （在離體培養(yǎng)條件下，胚乳細(xì)胞是否與其它體細(xì)胞和花粉一樣，具有全能性而再生植株。一般來講由胚形成的愈傷組織大多為胚性愈傷組織，這種胚性愈傷組織很容易分化形成植株 。在大多數(shù)情況下，一個(gè)幼胚萌發(fā)成一個(gè)植株，但有時(shí)會(huì)由于細(xì)胞分裂產(chǎn)生大量的胚性細(xì)胞，以后形成許多胚狀體，從而可以形成許多植株，這種現(xiàn)象就是所謂的叢生胚現(xiàn)象。 ①植物胚培養(yǎng) (embryo culture of plants) ? 克服雜交育種中雜種胚的 ? 早期夭折 ? 胚培養(yǎng)包括成熟胚 (mature embryo)培養(yǎng)； 幼胚 (immature embryo)培養(yǎng) ? 幼胚培養(yǎng)中，常見的生長方式有三種： ? (1)、胚性發(fā)育 (embryonal development) 幼胚接種到培養(yǎng)基上以后，仍然 按照在活體內(nèi)的發(fā)育方式 發(fā)育，最后形成成熟胚 (有時(shí)甚至可能類似種子 )，然后再按種子萌發(fā)途徑出苗形成完整植株，這種途徑發(fā)育的幼胚一般一個(gè)幼胚將來就是一個(gè)植株。 煙草、茄子 3～ 5℃ 72小時(shí) 水稻 10℃ 10～ 14天 柑橘 3℃ 5～ 10天 馬鈴薯 4℃ 48小時(shí) ? 低溫處理的作用 ： 可以激發(fā)花粉母細(xì)胞產(chǎn)生兩個(gè)相等核 :一個(gè)營養(yǎng)核一個(gè)生 殖核； 保持高比例的強(qiáng)生活力花粉，同時(shí)延緩體細(xì)胞組織的衰老； 激發(fā)花粉產(chǎn)生原胚； 促使細(xì)胞同步分裂。和常規(guī)多代自交純化方法相比，可節(jié)省大量的時(shí)間和勞力。 植物主要的 組織培養(yǎng)技術(shù) 花藥及花粉培養(yǎng) ? 單倍體植物三個(gè)明顯的特點(diǎn)： 體細(xì)胞染色體數(shù)減半； 生長發(fā)育弱，體形小、各器官明顯減小； 雌雄配子嚴(yán)重?cái)∮?，有的甚至不能進(jìn)入有性世代。 優(yōu)點(diǎn)：不受花藥的藥隔，藥壁、花絲等體細(xì)胞的干擾；缺點(diǎn)是較比花粉培養(yǎng)難度大。屬器官培養(yǎng)還是細(xì)胞培養(yǎng) ？ ? 花粉培養(yǎng)：花粉培養(yǎng)是指把花粉從花藥中分離出來，以單個(gè)花粉粒作為外植體進(jìn)行離體培養(yǎng)的技術(shù)。 植物脫毒與快繁技術(shù) ③ 脫毒效果檢測 ? 抗血清 (antiserum)鑒定 ：已知植物病毒 —— 核蛋白（抗原）制備抗體；抗血清 +未知的病毒植物 → 可見的沉淀（試管） ? 酶聯(lián)免疫吸收鑒定（ ELISA） ：已知植物病毒（抗原）+一抗（已制備） —— 二抗（酶） —— 酶的顯色底物溶液 —— 酶標(biāo)儀檢測 ? 電子顯微鏡（ electric microscope)檢查法 ：直接觀察病毒 的有無或種類 ? 指示植物 法 (indicating plant) ： 被鑒定植物 的汁液接種指示植物或嫁接接種法 （指示植物作為砧木，被鑒定植物作接穗 ） 指示植物是指具有能夠辨別某種病毒的?；园Y狀的寄主植物。缺陷 —— 植株遺傳性不穩(wěn)定，可能會(huì)產(chǎn)生變異植株，并且一些作物的愈傷組織尚不能產(chǎn)生再生植株。 生長點(diǎn)（約 ）幾乎不含或含病毒很少 . 分生區(qū)域內(nèi)無維管束，病毒只能通過胞間連絲傳遞，趕不 上細(xì)胞不斷分裂和活躍的生長速度。 熱空氣處理： 3540℃ ，幾十分鐘，長可達(dá)數(shù)月溫?zé)嶂委熓遥ㄏ洌﹥?nèi) 。 草莓：增產(chǎn) 5001000千克 /畝 植物脫毒與快繁技術(shù) 植物脫毒與快繁技術(shù) ② 植物脫毒技術(shù) 為什么植物需要脫毒 ? 脫毒方式： ? 熱處理脫毒 → 病毒鈍化 (寄主植物很少或不會(huì)受到傷害 ) 溫湯浸漬處理： 在 50℃ 左右的溫水中浸漬 10分鐘至數(shù)小時(shí)。 脫毒馬鈴薯：增產(chǎn) 40200%(20222500kg/畝 )。預(yù)計(jì)在 21世紀(jì)，這一技術(shù)的應(yīng)用將更為廣泛。 植物組織培養(yǎng)的步驟 試管苗增殖率的估算 ① 基本數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì) ?每一周期（從接種當(dāng)天到再次可供接種的當(dāng)天）需要多少天 ?每一周期每一瓶能接種多少瓶 ?每瓶有多少苗 ① 基本數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)每一周期（從接種當(dāng)天到再次可供接種的當(dāng)天）需要多少天每一周期每一瓶能接種多少瓶每瓶有多少苗 植物組織培養(yǎng)的步驟 ② 計(jì)算出年增殖率的理論值 年增殖率： Y；每周期增殖的倍數(shù)： X； 全年可增殖的周期數(shù)： n=365/每一周期的天數(shù)； Y=Xn 試管苗增殖率的估算 仙茅（石蒜科） 葡萄（葡萄科） 茶樹（山茶科） 麻瘋樹（大戟科） 油樟（樟科） 生姜（姜科） 蘭草（蘭科） 蘆薈 蘭 草 麻瘋樹 移 栽 快速繁殖工作的計(jì)劃安排 ?人工的配置安排 ?實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)的時(shí)間安排 ?增殖瓶數(shù)的控制 ?污染的估測 植物組織培養(yǎng)的步驟 植物主要的組織培養(yǎng)技術(shù) 植物脫毒與快繁技術(shù) 花藥及花粉培養(yǎng) 植物胚胎培養(yǎng) 植物組 織培養(yǎng) 植物脫毒與快繁技術(shù) 植物主要的 組織培養(yǎng)技術(shù) ① 意義 快速繁殖，保持優(yōu)良品質(zhì) 生產(chǎn)無毒苗，提高苗木品質(zhì) 節(jié)約土地 ?快速繁殖： 一片樹葉能變一座森林 一年內(nèi)可從一個(gè)蘭花莖尖繁殖出 400萬株遺傳性狀均一的健康植株； 花葉芋：常規(guī)繁殖：幾倍 —— 幾十倍 組培繁殖：幾萬 —— 數(shù)百萬倍 月季、菊花、牡丹、山茶等。 ?一定的溫、光條件。 滅菌 ２ . 接種（接種室） 植物組織培養(yǎng)的步驟 培養(yǎng) Culture（培養(yǎng)室） ? 培養(yǎng)方法 固體培養(yǎng)法 液體培養(yǎng)法 ? 培養(yǎng)步驟 初代培養(yǎng) ：愈傷組織；原球莖；頂芽和腋芽的發(fā)育 ；不定芽的發(fā)育 ；體細(xì)胞胚狀體的發(fā)生與發(fā)育 ；初代培養(yǎng)外植體的褐變 繼代培養(yǎng)：切割莖段、分離芽叢、分離胚狀體、分離原球莖等 生根培養(yǎng) : 植物組織培養(yǎng)的步驟 ? 培養(yǎng)條件 ： 環(huán)境培養(yǎng)條件：溫度（ Light) 、濕度（ Humidity) 、光照［光質(zhì)（ Light wave)、光強(qiáng)（ Light intensity)、光周期（ Light period)］ 化學(xué)環(huán)境條件 ：滲透壓（ Perating pressure) 、 ｐＨ、氣體（ Gas) 培養(yǎng) 試管苗馴化移栽 ① 試管苗與大田苗在生理、形態(tài)等方面的差異 ② 異養(yǎng)型 自養(yǎng)型 ③ 無菌 有菌 ④ 管理： ? 保持小苗的水分供需平衡。 ? 第四類為低鹽含量基本培養(yǎng)基，如 White、 WS和 HE培養(yǎng)基。 ? 第二類為硝酸鉀含量高的培養(yǎng)基，如 B N SH。 ? 植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì) （常稱為激素） ： 配成母液 生長素： NAA、 IAA、 IBA、 2， 4－ D； 細(xì)胞分裂素： KT(激動(dòng)素 )、 6BA(6芐基腺嘌呤 )、 ZT（玉米素）、 2－ iP（ 2－異戊烯腺嘌呤）、 4PU、 CPPU（吡效隆）和 TDZ（噻重氮苯基脲）。 ?脫分化（ dedifferentiation）： 原來已經(jīng)分化 ,并且具有一定功能的體細(xì)胞 (或性細(xì)胞 ),喪失了原有的結(jié)構(gòu)和功能 ,又重新恢復(fù)了分裂功能 ,就叫做植物細(xì)胞的脫分化。 幾個(gè)重 要概念 ?外植體 (Explant)： 植物組織培養(yǎng)中用來進(jìn)行離體無菌培養(yǎng)