【正文】 特點(diǎn)：1．變異的無(wú)方向性：既有有利的變異，也有有害的變異既有形態(tài)變異，也有生理變異。而且已有不少地區(qū)建立了無(wú)病毒苗的生產(chǎn)中心，這對(duì)于無(wú)病毒苗的培養(yǎng)、鑒定、繁殖、保存、利用和研究，形成了一個(gè)規(guī)范的系統(tǒng)程序，從而達(dá)到了保持園藝植物的優(yōu)良種性和經(jīng)濟(jì)性狀的目的。對(duì)于木本植物，莖尖培養(yǎng)得到的植株難以發(fā)根生長(zhǎng)，則可采用莖尖微體嫁接的方法來(lái)培育無(wú)病毒苗。自從Morell952年發(fā)現(xiàn)采用微莖尖培養(yǎng)方法可得到無(wú)病毒苗(virus free)后，微莖尖培養(yǎng)就成為解決病毒病危害的重要途徑之一。組織培養(yǎng)突出的優(yōu)點(diǎn)是“快”，通過(guò)這一方法在較短時(shí)期內(nèi)迅速擴(kuò)大植物的數(shù)量，以一個(gè)莖尖或一小塊葉片為基數(shù)，經(jīng)組織培養(yǎng)一年內(nèi)可增殖到10 000～100 000株。(3)繁殖生產(chǎn)上急需的或種源較少的種苗。試管快速繁殖應(yīng)用在下列生產(chǎn)或研究中：(1)繁殖雜交育種中得到的少量雜交種，以及保存自交系、不育系 等?？旆奔夹g(shù)不受季節(jié)等條件的限制，生長(zhǎng)周期短，而且能使不能或很難繁殖的植物進(jìn)行增殖。三、植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用植物組織培養(yǎng)成為生物科學(xué)的一個(gè)廣闊領(lǐng)域，除了在基礎(chǔ)理論的研究上占有重要地位以外，還在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。1973年Carlson等通過(guò)兩個(gè)煙草物種之間原生質(zhì)體融合，獲得了第一個(gè)體細(xì)胞雜種，Cocking等倡導(dǎo)的原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交，研究得到了迅速發(fā)展，已經(jīng)能使矮牽牛和煙草屬的雜種細(xì)胞增殖分化生成雜種植株。 1960年，Morel提出了一個(gè)離體無(wú)性繁殖蘭花的方法，其繁殖系數(shù)極高。 1962年印度Guha等人成功地在毛葉曼陀羅花藥培養(yǎng)中，由花粉誘導(dǎo)得到單倍體植株，從而促進(jìn)了花藥和花粉培養(yǎng)的研究。1971年，Takebe等在煙草上首次由原生質(zhì)體獲得了再生植株，這不僅在理論上證明了無(wú)壁的原生質(zhì)體同樣具有全能性，而且在實(shí)踐上為外源基因的導(dǎo)入提供了理想的受體材料。1935～1945年Muir把單細(xì)胞放在一張鋪在愈傷組織上面的濾紙上培養(yǎng)，使細(xì)胞發(fā)生了分裂，即實(shí)施了看護(hù)接種技術(shù)，使單細(xì)胞培養(yǎng)獲得初步成功。這方面的成功發(fā)現(xiàn)，有力地推動(dòng)了植物組織培養(yǎng)的發(fā)展。不久即知道激動(dòng)素可以代替腺嘌呤促進(jìn)發(fā)芽，并且效果可增加3萬(wàn)倍。即這一比例高時(shí)，產(chǎn)生芽；這一比例低時(shí)，則形成根；相等則不分化。后來(lái)，White于1943年發(fā)表了《植物組織培養(yǎng)手冊(cè)》專(zhuān)著，使植物組織培養(yǎng)開(kāi)始成為一門(mén)新興的學(xué)科。因此，Gautherer，White和Nobecourt一起被譽(yù)為組織培養(yǎng)學(xué)科的奠基人。與此同時(shí)，Gautherer（1934）在研究山毛柳和黑楊等形成層的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，提出了B族維生素和生長(zhǎng)素對(duì)組織培養(yǎng)的重要意義，并于1939年連續(xù)培養(yǎng)胡蘿卜根形成層獲得首次成功。2．奠基階段 自Haberlandt的實(shí)驗(yàn)之后，直到1934年美國(guó)的White由番茄根建立了第一個(gè)活躍生長(zhǎng)的無(wú)性繁殖系，并反復(fù)轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基中繼代培養(yǎng)，使根的離體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)獲得了真正的成功，并在以后28年間培養(yǎng)了1600代。Kotte采用了無(wú)機(jī)鹽、葡萄糖、蛋白胨、天冬酰胺，及添加各種氨基酸的培養(yǎng)基。他首次發(fā)表了植物離體細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的報(bào)告。1．萌芽階段 組織培養(yǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展只是近50年的事，但它的整個(gè)歷史可以追溯至19世紀(jì)末和上世紀(jì)初。它與盆栽、田間栽培等相比省去了中耕除草、澆水施肥、防治病蟲(chóng)害等一系列繁雜勞動(dòng)，可以大大節(jié)省人力、物力及田間種植所需要的土地。植物組織培養(yǎng)是在一定的場(chǎng)所和環(huán)境下，人為提供一定的溫度、光照、濕度、營(yíng)養(yǎng)、激素等條件，極利于高度集約化和高密度工廠化生產(chǎn)，也利于自動(dòng)化控制生產(chǎn)。 ③管理方便，利于工廠化生產(chǎn)和自動(dòng)化控制另外，植株也比較小，往往2030d為一個(gè)周期。植物組織培養(yǎng)之所以發(fā)展如此之快，應(yīng)用的范圍如此之廣泛，是由于具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：① 培養(yǎng)條件可以人為控制組織培養(yǎng)采用的植物材料完全是在人為提供的培養(yǎng)基質(zhì)和小氣候環(huán)境條件下進(jìn)行生長(zhǎng)，擺脫了大自然中四季、晝夜的變化以及災(zāi)害性氣候的不利影響，且條件均一，對(duì)植物生長(zhǎng)極為有利，便于穩(wěn)定地進(jìn)行周年培養(yǎng)生產(chǎn)。5．原生質(zhì)體培養(yǎng)（protoplast culture）是用酶及物理方法除去細(xì)胞壁的原生質(zhì)體的培養(yǎng)。2． 器官培養(yǎng)（organ culture）即離體器官的培養(yǎng)，根據(jù)作物和需要的不同，可以包括分離莖尖、莖段、根尖、葉片、葉原基、子葉、花瓣、雄蕊、雌蕊、胚珠、胚、子房、果實(shí)等外植體的培養(yǎng)3．植株培養(yǎng)（plant culture）是對(duì)完整植株材料的培養(yǎng)，如幼苗及較大植株的培養(yǎng)。（三）植物組織培養(yǎng)的類(lèi)型組織培養(yǎng)按培養(yǎng)對(duì)象可分為組織或愈傷培養(yǎng)、器官培養(yǎng)、植株培養(yǎng)、細(xì)胞和原生質(zhì)體培養(yǎng)等。赤霉素則有促進(jìn)已分化的芽伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，打破種子休眠的作用。常用的有Zip、KT、6BA、ZT等作用強(qiáng)弱順序?yàn)椤Ｆ渥饔脧?qiáng)弱為2,4DNAAIBAIAA。它包括：生長(zhǎng)素類(lèi)、細(xì)胞分裂素類(lèi)、赤霉素、脫落酸、乙烯等生長(zhǎng)素類(lèi)主要用于愈傷組織的形成，體細(xì)胞胚的產(chǎn)生及試管苗的生根。（二）植物組織培養(yǎng)的生理依據(jù)細(xì)胞全能性(cell totipotency)：植物體的每一個(gè)細(xì)胞都攜帶有一套完整的基因組，并具有發(fā)育成為完整植株的潛在能力。 一、植物組織培養(yǎng)的概念（一）植物組織培養(yǎng)的概念高等植物的組織培養(yǎng)（tissue culture）技術(shù)是指分離一個(gè)或數(shù)個(gè)體細(xì)胞或植物體的一部分在無(wú)菌條件下培養(yǎng)的技術(shù)。(3) 了解組織培養(yǎng)發(fā)展史；(1) 掌握組織培養(yǎng)的概念和類(lèi)型；⑧了解重要植物的組培快繁與脫毒技術(shù)及組培苗工廠化生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)管理。⑦掌握植物組培快繁及脫毒苗培育技術(shù)。⑤了解影響植物組織培養(yǎng)的環(huán)境條件。熟悉培養(yǎng)室常用儀器、設(shè)備及用具，并掌握其使用方法，熟知組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室常用藥品，并掌握其性質(zhì)、用途及配制方法。②理解植物組織培養(yǎng)的基本原理。它的主要研究?jī)?nèi)容是研究在無(wú)菌及離體條件下，細(xì)胞、組織、器官所需營(yíng)養(yǎng)條件和環(huán)境條件；細(xì)胞、組織、器官的形態(tài)發(fā)育規(guī)律，植物材料的快速大量繁殖方法；原生質(zhì)體融合方法與機(jī)理；再生個(gè)體的遺傳變異；種質(zhì)資源的離體保存機(jī)理與方法；通過(guò)植物細(xì)胞工程實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)植物的遺傳改造, 創(chuàng)造新的生物種質(zhì),為人類(lèi)造福。植物組織培養(yǎng)教案一、本課程的性質(zhì)、地位和作用植物組織培養(yǎng)是以植物細(xì)胞、組織、器官為研究對(duì)象，運(yùn)用工程學(xué)原理，利用人工培養(yǎng)基按照預(yù)定目標(biāo)，對(duì)植物的器官、組織、細(xì)胞和原生質(zhì)體進(jìn)行培養(yǎng)，改變生物性狀，生產(chǎn)生物產(chǎn)品，為人類(lèi)生產(chǎn)和生活服務(wù)的一門(mén)綜合性技術(shù)科學(xué)，也是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心技術(shù)之一。在植物的優(yōu)良品種快速繁殖、脫毒苗木生產(chǎn)、縮短育種進(jìn)程、種質(zhì)資源保存等方面具有其它技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。二、教學(xué)目的及要求①了解植物組織培養(yǎng)的發(fā)展概況、發(fā)展現(xiàn)狀、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)及在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用。③了解植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室或商業(yè)性種苗生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建。④了解植物組織培養(yǎng)中如洗滌、滅菌、培養(yǎng)基配制、無(wú)菌操作等技術(shù)環(huán)節(jié)，并掌握其操作規(guī)程，會(huì)熟練操作。⑥掌握植物器官、愈傷組織、胚胎、花藥與花粉、細(xì)胞、原生質(zhì)體培養(yǎng)及種質(zhì)資源保存的基礎(chǔ)技術(shù)。熟知外植體初代培養(yǎng)、誘導(dǎo)增殖、壯苗與生根及瓶苗馴化等各技術(shù)環(huán)節(jié)，并了解組織培養(yǎng)中污染、褐變及超度含水態(tài)苗發(fā)生的原因及控制措施。三、內(nèi)容與課時(shí)安排(36學(xué)時(shí))章 節(jié) 目 錄課堂講授內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配表章 節(jié)內(nèi) 容學(xué) 時(shí)概述2第1章植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建和操作技術(shù)7第2章愈傷組織培養(yǎng)3第3章器官培養(yǎng)3第4章胚胎培養(yǎng)3第5章花藥和花粉培養(yǎng)3第6章細(xì)胞培養(yǎng)3第7章原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交3第8章植物脫毒技術(shù)3第9章常見(jiàn)植物的脫毒與快繁技術(shù)4第10章組培苗工廠化生產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)與管理1第11章種質(zhì)保存10 概 述（2學(xué)時(shí)）一 植物組織培養(yǎng)的概念二植物組織培養(yǎng)的發(fā)展三植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用本章小結(jié)目的要求：(2) 掌握組織培養(yǎng)的特點(diǎn)；(4) 初步掌握組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)實(shí)踐上的應(yīng)用。通常我們所說(shuō)的廣義的組織培養(yǎng)，是指通過(guò)無(wú)菌操作分離植物體的一部分(即外植體explant)，接種到培養(yǎng)基上，在人工控制的條件進(jìn)行培養(yǎng)，使其生成完整的植株。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)對(duì)于植物細(xì)胞組織的分化和決定具有關(guān)鍵性作用。常用的有2,4D、NAA、IBA、IAA等。細(xì)胞分裂素類(lèi)則有促進(jìn)細(xì)胞的分裂與分化，延遲組織的衰老，促進(jìn)芽的產(chǎn)生等作用。ZipKT6BAZT。常用的為GA3。1．組織或愈傷組織培養(yǎng)（tissue, callus culture）為狹義的組織培養(yǎng)，是對(duì)植物體的各部分組織進(jìn)行培養(yǎng)，如莖尖分生組織、形成層、木質(zhì)部、韌皮部、表皮組織、胚乳組織和薄壁組織等等；或?qū)τ芍参锲鞴倥囵B(yǎng)產(chǎn)生的愈傷組織進(jìn)行培養(yǎng)，二者均通過(guò)再分化誘導(dǎo)形成植株。4．細(xì)胞培養(yǎng)（cell culture）是對(duì)由愈傷組織等進(jìn)行液體振蕩培養(yǎng)所得到的能保持較好分散性的離體單細(xì)胞或花粉單細(xì)胞或很小的細(xì)胞團(tuán)的培養(yǎng)。組織培養(yǎng)是本世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)，由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是外源激素的應(yīng)用，使組織培養(yǎng)不僅從理論上為相關(guān)學(xué)科提出了可靠的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，而且一躍成為一種大規(guī)模、批量工廠化生產(chǎn)種苗的新方法，并在生產(chǎn)上越來(lái)越得到廣泛的應(yīng)用。②生長(zhǎng)周期短，繁殖率高植物組織培養(yǎng)是由于人為控制培養(yǎng)條件，根據(jù)不同植物不同部位的不同要求而提供不同的培養(yǎng)條件，因此生長(zhǎng)較快。所以，雖然植物組織培養(yǎng)需要一定設(shè)備及能源消耗，但由于植物材料能按幾何級(jí)數(shù)繁殖生產(chǎn)，故總體來(lái)說(shuō)成本低廉，且能及時(shí)提供規(guī)格一致的優(yōu)質(zhì)種苗或脫病毒種苗。它是未來(lái)農(nóng)業(yè)工廠化育苗的發(fā)展方向。二 、植物組織培養(yǎng)的發(fā)展植物組織培養(yǎng)的研究可以追溯到20世紀(jì)初期，根據(jù)其發(fā)展情況，大體可以分為三個(gè)時(shí)期。20世紀(jì)初，在Schleiden和Schwann所發(fā)展起來(lái)的細(xì)胞學(xué)說(shuō)的推動(dòng)下，1902年德國(guó)植物學(xué)家Haberlandt提出了高等植物的器官和組織為許多細(xì)胞組成的觀點(diǎn)，以及植物細(xì)胞全能性的理論，即植物的體細(xì)胞，在適當(dāng)?shù)臈l件下，具有不斷分裂和繁殖，發(fā)育成完整植株的潛在能力。1912年，Habefiandt的學(xué)生Kotte和美國(guó)的Robins在根尖培養(yǎng)中獲得了組織培養(yǎng)的成功。Robins用含無(wú)機(jī)鹽、葡萄糖或果糖的瓊脂培養(yǎng)基，～、玉米和棉花的莖尖，形成了一些缺綠的莖和根。這之后，White又以小麥根尖為材料，研究了光、溫度、通氣、pH值、培養(yǎng)基組成等各種培養(yǎng)條件對(duì)生長(zhǎng)的影響，并于1937年建立了第一個(gè)組織培養(yǎng)的綜合培養(yǎng)基，其成分均為已知化合物，包括3種B族維生素，即吡哆醇、硫胺素和煙酸，該培養(yǎng)基后來(lái)被定名為White培養(yǎng)基。同年，White由煙草種間雜種的瘤組織， Nobecourt由胡蘿卜均建立了與上述類(lèi)似的連續(xù)生長(zhǎng)的組織培養(yǎng)物。我們現(xiàn)在所用的培養(yǎng)方法和培養(yǎng)基，基本上都是由這三位科學(xué)家建立的。3．快速發(fā)展和應(yīng)用階段40年代Skoog和崔徵在煙草莖切段和髓培養(yǎng)以及器官形成的研究中發(fā)現(xiàn)，腺嘌呤或腺苷可以解除培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素（IAA）對(duì)芽形成的抑制作用，而能誘導(dǎo)形成芽，從而明確了腺嘌呤與生長(zhǎng)素的比例是控制芽和根形成的主要條件之一。在尋找促進(jìn)細(xì)胞分裂的物質(zhì)過(guò)程中，Miller等人于1956年發(fā)現(xiàn)了激動(dòng)素。結(jié)果上述控制器官分化的激素模式變?yōu)榧?dòng)素與生長(zhǎng)素的比例關(guān)系。1952年；Morel和Martin通過(guò)莖尖分生組織的離體培養(yǎng)，從已受病毒侵染的大麗花中首次獲得無(wú)病毒植株。1960年，Cocking等人用真菌纖維素酶分離植物原生質(zhì)體獲得成功。80年代中期以來(lái)，對(duì)禾谷類(lèi)作物的原生質(zhì)體培養(yǎng)也相繼告捷，在這方面中國(guó)學(xué)者做出了重要貢獻(xiàn)。以后相繼在煙草、水稻、小麥、玉米、番茄、辣椒、草莓、蘋(píng)果等多種植物培養(yǎng)中獲得成功，其數(shù)目達(dá)到160多種，其中煙草、水稻和小麥等的花藥育種培養(yǎng)在中國(guó)取得了引入注目的成就。由于這一方法有很大的應(yīng)用價(jià)值，很快被蘭花生產(chǎn)者所采用，迅速建立起蘭花工業(yè)。在整個(gè)植物組織培養(yǎng)發(fā)展的歷史中，我國(guó)學(xué)者做出多方面的貢獻(xiàn)，除了前述的崔徵的研究成效以外，還有1993年李繼侗等關(guān)于玉米等植物離體根尖培養(yǎng)的研究工作，以及羅士韋關(guān)于幼胚和莖尖培養(yǎng)，李正理關(guān)于離體胚的研究培養(yǎng)、王伏雄等關(guān)于幼胚的研究培養(yǎng)工作。（一）植物組織培養(yǎng)的快速繁殖用植物組織培養(yǎng)的方法進(jìn)行快速繁殖(rapidpropagation)是生產(chǎn)上最有潛力的應(yīng)用，包括花卉觀賞植物、蔬菜、果樹(shù)、大田作物及其他經(jīng)濟(jì)作物?？焖俜敝晨捎孟铝惺侄芜M(jìn)行：通過(guò)莖尖、莖段、鱗莖盤(pán)等產(chǎn)生大量腋芽；通過(guò)根、葉等器官直接誘導(dǎo)產(chǎn)生不定芽；通過(guò)愈傷組織培養(yǎng)誘導(dǎo)產(chǎn)生不定芽。(2)繁殖脫毒培養(yǎng)得到的少量無(wú)病毒苗。由于組織培養(yǎng)周期短，增殖率高及能全年生產(chǎn)等特點(diǎn)，加上培養(yǎng)材料和試管苗的小型化，這就可使有限的空間培養(yǎng)出大量的植物，在短期內(nèi)培養(yǎng)出大量的幼苗。（二）脫毒植物在生長(zhǎng)過(guò)程中幾乎都要遭受到病毒病不同程度的危害，有的種類(lèi)甚至同時(shí)受到數(shù)種病毒病的危害，尤其是很多園藝植物靠無(wú)性方法來(lái)增殖，若蒙受病毒病，代代相傳，越染越重，甚至?xí)斐蓸O嚴(yán)重的后果。若再與熱處理相結(jié)合，則可提高脫毒培養(yǎng)的效果。 組織培養(yǎng)無(wú)病毒苗的方法已在很多作物的常規(guī)生產(chǎn)上得到應(yīng)用，如馬鈴薯，甘薯，草莓，蘋(píng)果，香石竹，菊花等。（三）體細(xì)胞無(wú)性系變異和新品種培育(breeding)植物組織培養(yǎng)過(guò)程中往往存在大量的變異，這種變異稱(chēng)為體細(xì)胞無(wú)性系變異。2．變異的普遍性：變異在組織培養(yǎng)中經(jīng)常發(fā)生，出現(xiàn)在組織培養(yǎng)的各個(gè)時(shí)期。既有農(nóng)藝性狀變異，又有經(jīng)濟(jì)性狀變異；既有表型變異，又有生理變異。且易于獲得純合個(gè)體。另一類(lèi)是不可遺傳的變異，為生理型變異。如葉形、育性等。高濃度的GA和IAA，會(huì)造成畸形胚的高頻發(fā)生，TDZ可使植株產(chǎn)生白化苗或玻璃化植株。隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，染色體變異頻率升高，變異的性狀和范圍手?jǐn)U大。對(duì)于育種有重要的應(yīng)用價(jià)值。在常規(guī)育種中為得到純系材料要經(jīng)過(guò)多代自交，而單倍體育種，經(jīng)染色體加倍后可以迅速獲得純合的二倍體，大大縮短了育種的世代和年限。（2）具有較高的繁殖系數(shù)。（4）不愛(ài)昆蟲(chóng)、病毒和其他病原體的影響。（六）遺傳轉(zhuǎn)化大多數(shù)植物遺傳轉(zhuǎn)化方法需要通