植物组织培养心得体会.docx
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植物组织培养心得体会
植物组织培养心得体会
篇一:
植物组织培养总结
1绪论
植物组织培养的一般概念
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广义的组织培养,不仅包括在无菌条件下利用人工培养基对植物组织的培养,而且包括对原生质体、悬浮细胞和植物器官的培养。
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Gamborg曾根据所培养的植物材料的不同,把组织培养分为悬浮细胞培养、器官培养(胚、花药、子房、根和茎的培养等)、茎尖分生组织培养和原生质体培养。
其中愈伤组织培养是一种最常见的培养形式。
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则指在人工培养基上由外植体长出来的一团无序生长的薄壁细胞。
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培养以外,其他几种培养形式最终也都要经历愈伤组织才能产生再生植株,此外,愈伤组织还常常是悬浮培养的细胞和原生质体的来源。
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在组织培养中,当我们把分化组织中的不分裂的静止细胞,放在一种能促进细胞增殖的
培养基上以后,细胞内就会发生某些变化,从而使细胞进入分裂状态。
一个成熟细胞转变为分生状态的过程叫做脱分化。
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体。
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一个成熟的植物细胞经历了脱分化后之所以还能再分化而形成完整的植株,是因为这些
细胞具有全能性。
所谓全能性,就是说,任何具有完整的细胞核的植物细胞,都拥有形成一个完整植株所必需的全部遗传信息。
对已分化的细胞的全能性的实验研究表明,至少在某些情况下,发育和分化过程并不导致细胞中遗传信息的丢失或不可逆的钝化,所涉及的只是这些遗传信息表达调控机制的改变。
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有关全能性的肯定实验证据是Steward等人(1958)在以胡萝卜根组织为外植体的组织培
养实验中得到的。
当他们把栽培胡萝卜次生韧皮部薄片培养在一种含有椰子汁的固体培养基上时,产生了由简单的薄壁细胞组成的愈伤组织。
把这些愈伤组织转入到成分相同的液体培养基中并不断振荡,又产生了由单个细胞和小细胞团组成的悬浮液。
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经过对这些细胞和大小不同的细胞团的显微镜检确定,细胞团是那些从愈伤组织上散落
下来的单个细胞发生分裂后但子细胞没有分离的产物。
若不继代,由于这些细胞团在培养基中继续生长,结果就会在上面出现根原基。
当把长了根的细胞团转到固体培养基表面上以后,随着茎芽的出现形成了一个完整的小植株,从而证实了细胞的全能性。
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只是一种可能性,由以上的介绍我们可以看到,满足两个条件:
一是要把这些细胞从植物体其余部分的抑制性影响下解脱出来,也就是?
一个已分化的细胞要表现它的全能性,必须经历上面所说的两个过程,即首先要经历脱
分化过程,然后再经历再分化过程。
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生状态的过程。
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再分化是指在植物组织培养过程中,分生状态的细胞在激素的作用下分化转变为成熟组织或器官的过程。
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芽和根是在愈伤组织的不同部位分别独立形成的,形成的时间可能也不一致,它们为单极性结构,里面各有维管束与愈伤组织相连,但在不定芽和不定根之间并没有共同的维管束把二者连在一起,另一种是胚胎发生方式,即在愈伤组织表面或内部形成很多胚状体,或称体细胞胚,它们经历的发育阶段与合子胚相似,成熟胚状体的结构也与合子胚相同。
胚状体是双极性的,有共同的维管束贯穿两极,可脱离愈伤组织在无激素培养基上独立萌发。
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一般认为,愈伤组织中的不定芽起源于一个以上的细胞,而体细胞胚只起源于一个细胞,
因此由体细胞胚长成的植株各部分的遗传组成应当是一致的,不存在嵌合现象,不过也有些作者在这类再生植株中同样发现了嵌合现象,因此认为体细胞胚也起源于一个以上的细胞。
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的单细胞来源的培养物。
我们称之为胚状体。
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在很多植物中,胚状体的结构都是相当典型的,但在有些植物如小麦中,幼龄胚状体的
盾片往往变大变绿,形成通常所描述的“叶状结构”,并且常常出观早熟萌发的现象。
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①最根本的特征是具有两极性,在发育的早期阶段,从其方向相反的两端分化出茎端和根端,而不定芽或不定根都为单向极性。
②胚状体的维管组织与外植体的维管组织无解剖结构上的联系,而不定芽或不定根往往总是与愈伤组织的维管组织相联系。
③胚状体的维管组织的分布是独立的“v”字形,而不定芽的维管组织无此现象。
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通过胚状体途径产生再生植株有3个显著的优点,
状体数目往往比不定芽的数目多(例如在一个离体培养的烟草花药上可以产生200个以上的胚状体);其次,胚状体形成的速度快,第三,胚状体结构完整,一旦形成,一般都可直接萌发形成小植株,因此成苗率较高。
1.2植物组织培养的发展简史
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虽然组织培养技术的蓬勃发展只是近五十年来的事,但它的整个历史可以追溯到十九世
纪末和二十世纪初。
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从那时起到现在,组织培养的发展过程大致可以分为三个阶段:
1.2.1探索阶段(二十世纪初至30年代中)
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本世纪初,在Schleiden和Schwann所发展起来的细胞学说的推动下,家Haberlandt提出了高等植物的器官和组织可以不断分割,直至分到单个细胞的观点。
为了论证这一观点,他在加入了蔗糖的Knop溶液中培养单个离体细胞,所选用的材料是小野芝麻和凤眼兰的栅栏组织和虎眼万年青属植物的表皮细胞等。
遗憾的是,虽然在栅栏细胞中他明显看到了细胞的生长、细胞壁的加厚和淀粉的形成等,但没有一个细胞在培养中能够发生分裂。
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是已经高度分化了的细胞,第二,所用的培养基过于简单,特别是培养基中没有包含诱导成熟细胞分裂所必需的生长激素,这是因为生长激素在当时还没有发现。
然而,做为植物组织培养的先驱者,Haberlandt的贡献不仅在于首次进行了离体细胞培养的实验,而且在其1902年发表的“植物离体细胞培养实验”的报告中,还提出了胚囊液在组织培养中的作用和看护培养法等科学的预见。
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自Haberlandt的实验之后,直到1934年White培养番茄离体根尖的成功,在其间的32年
时间里,植物组织培养技术几乎没有什么进展,只是在以下两个方面进行了一些初步的探索。
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养基上培养至成熟,从而证明了胚培养在植物远缘杂交中利用的可能性;
1.2.2奠基阶段(30年代中至50年代末)
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到了30生素对植物生长的重要意义,二是发现了生长素是一种天然的生长调节物质。
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导致这两个发现的主要是White和Gautheret的实验。
1934年,White由番茄根建立了第
一个活跃生长的无性系,使根的离体培养实验首次获得了真正的成功。
起初,他在实验中使用的培养基包含无机盐、酵母浸出液和蔗糖。
后来(1937),他用3种B族维生素,即吡哆醇,硫胺素和烟酸,取代酵母浸出液获得成功。
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在这个以后被称为White培养基的合成培养基上,他把某些于1934年建立起来的根培养
物一直保存到1968年他逝世前不久。
与此同时,Gautheret(1934)在山毛柳和黑杨等形成层组织的培养中发现,虽然在含有葡萄糖和盐酸半胱氨酸的Knop溶液中,这些组织也可以不断增殖几个月,但只有在培养基中加入了B族维生素和IAA以后,山毛柳形成层组织的生长才能显著增加。
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由于这些实验揭示了B族维生素和生长素的重要意义,又直接导致了1939年Gautheret
连续培养胡萝卜根形成层获得首次成功。
同年,White由烟草种间杂种的瘤组织,
Nobecourt由胡萝卜,也建立了类似的连续生长的组织培养物。
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40年代和50年代初期,活跃在植物组织培养领域里的研究者以Skoog为代表,研究的主
要内容是利用嘌呤类物质处理烟草髓愈伤组织以控制组织的生长和芽的形成。
Skoog(1944)以及Skoog和崔澂等(1951)发现,腺嘌呤或腺苷不但可以促进愈伤组织的生长,而且还能解除培养基中生长素(IAA)对芽形成的抑制作用,诱导芽的形成,从而确定了腺嘌呤与生长素的比例是控制芽和根形成的主要条件之一。
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这些实验结果导致了激动素的发现和以后利用激动素和生长素在组织培养中控制器官
分化工作的开展。
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在40年代,组织培养技术的另一项发展是引入到培养基中,使曼陀罗的心形期幼胚能够离体培养至成熟。
到50年代初,由于Steward等在胡萝卜组织培养中也使用了这一物质,从而使椰子汁在组织培养的各个领域中都得到了广泛应用。
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50年代开始以后,植物组织培养的研究日趋繁荣,10年当中引入注目的进展就有以下6
项:
1952年,Morel和Martin首次证实,通过茎尖分生组织的离体培养,可以由已受病毒侵染的大丽花中获得无毒植株。
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1953~1954年,Muir进行单细胞培养获得初步成功。
方法是把万寿菊(Tageteserecta)
和烟草的愈伤组织转移到液体培养基中,放在摇床上振荡,使组织破碎,形成由单细胞和细胞聚集体组成的细胞悬浮液,然后通过继代培养进行繁殖。
Muir等还用机械方法由细胞悬浮液和容易散碎的愈伤组织中分离得到单细胞,把它们置于一张铺在愈伤组织上面的滤纸上培养,使细胞发生了分裂。
这种“看护培养”技术揭示了实现Haberlandt培养单细胞这一设想的可能性。
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1955年,Milier等由鲱鱼精子DNA中分离出一种首次为人所知的细胞分裂素,并把它定
名为激动素(kinetin)。
现在,具有和激动素类似活性的合成的或天然的化合物已有多种,它们总称为细胞分裂素(cytokinin)。
应用这类物质,我们就有可能诱导已经成熟和高度分化的组织(如叶肉和干种子胚乳)的细胞进行分裂。
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培养中,根和茎的分化是生长素对细胞分裂素比率的函数,
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促进生根,低时促进茎芽的分化,二者浓度相等时,组织则倾向于以一种无结构的方式生长。
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1958年,Wickson和Thimann指出,应用外源细胞分裂素可促成在顶芽存在的。
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后来,类植物到花卉和果树的快速繁殖上。
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胚。
这是一种不同于通过芽和根的分化而形成植株的再生方式。
现在知道有很多物种都能形成体细胞胚。
在有些植物如胡萝卜和毛茛中,事实上由植物体的任何部分都可以得到体细胞胚。
1.2.3迅速发展阶段(60年代至现在)
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60年代以来组织培养技术所以得到了迅速发展,
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一方面是由于有了前60年建立的理论和技术基础,
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种、良种繁育和遗传工程技术相结合,在植物改良中发挥了重要的作用,并且在若干方面已经取得了可观的经济效益。
60年代以来组织培养技术的发展,概括起来可以分为三个方面:
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原生质体培养的热情。
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1971年,Takebe等在烟草上首次由原生质体获得了再生植株,这不但在理论上证明了
除体细胞和生殖细胞以外,无壁的原生质体同样具有全能性,而且在实践上可以为外源基因的导入提供理想的受体材料。
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在1985年以前,作为粮食和饲料主要来源的禾谷类植物的原生质体培养鲜有突破,只
是最近几年间,水稻、玉米、小麦、高梁、谷子和大麦等的原生质体培养才相继告捷。
在这方面,中国学者做出了重要贡献。
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原生质体培养的成功,促进了体细胞融合技术的发展。
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1964年,Guha和Maheshwari报道,在南洋金花中通过离体花药培养由小孢子直接发育
成胚。
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1967年,Bourgin和Nitsch通过花药培养获得了完整的烟草植株。
由于单倍体在突变选
择和加速杂合体纯合化过程中的重要作用,这一领域的研究在整个70年代得到了迅速发展,获得成功的物种数目增加到160余种,其中包括很多种重要的栽培植物。
烟草、水稻和小麦等的花培育种在中国取得了引人注目的成就。
(3)微繁技术得到广泛应用
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1960年,Morel提出了一个离体无性繁殖兰花的方法,繁殖系数极高。
由于这一方法有
巨大的实用价值,很快被兰花生产者所采用,迅速建立起“兰花工业”,目前,用这种方法繁殖的兰花至少已有35个属150余种。
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除兰花外,在其他很多观赏植物和经济作物(如甘蔗和草莓等)中,微繁也已达到了工厂
化的生产规模,在若干作物中与通过茎尖培养进行脱毒相结合,产生了可观的经济效益。
1.3组织培养与农业的关系组织培养一方面可为遗传工程提供理想的受体材料,另一方面又可为常规的植物改良程序提供一种新的手段,从而使很多用传统方法难以解决的问题迎刃而解,更多更快更好地创造出各种农作物和园艺植物的新品种、新类型和新种质。
例如:
——不但可缩短杂合体纯合化所需的时间,而且还可以节省土地面积,假定两个杂交亲本在n个
篇二:
菊花组织培养的心得体会
菊花组织培养的心得体会
一、植物组织培养概念:
是指将植物的离体器官。
组织或细胞在人工控制的环境下培养发育
再生成完整植株的技术。
二、组培基本原理:
植物组织培养的理论基础是建立在细胞全能性的概念上,植物细胞全能性的表达要经过一个从分化状态到脱分化的愈伤组织的中间形式,然后进入再分化和再生的阶段。
植物细胞全能性的表达一般要经历的过程为:
愈伤组织生长点根、芽的分化或细胞胚的发生小植株
三、方法与步骤:
1、用自来水清洗菊花枝条表面的浮尘和
脏物
2、操作者手及超净台用70%的酒精进行消
毒
3、向装有枝条的烧杯中倒入70%的酒精,
轻轻摇晃,浸泡6-9秒,将酒精去除,
用无菌水冲洗3次
4、向烧杯中加入%的HgCL,轻轻摇晃,
浸泡5-10min,然后将HgCL去除,用无
菌水至少冲洗3次
5、将解剖刀、镊子灼烧灭菌后,将枝条
在无菌培养皿上切出叶片、茎段。
6、将培养瓶打开(瓶口稍加灼烧),将叶
片、茎段接种在培养瓶表面,盖上封口
膜(全过程均在无菌环境下操作)
7、置于24-25C下培养箱中进行培养(一
周后观察)
四、培养条件2RH-25DGSbI(强光型):
周期/段数2,小时/分钟14,温度24,湿度55
五、实验结果:
共培养17瓶,1、发芽:
6瓶(其中NAA/l,6-BA2mg/l1瓶;NAAmg/l,6-BA1mg/l2瓶;NAAmg/l,6-BA2mg/l1瓶;NAAmg/l,6-BA2mg/l2瓶)
2、染菌:
4瓶(其中3瓶长愈伤组织后染菌,1瓶完全染菌)
3、未生长:
7瓶(其中2瓶叶片直接干枯变褐色死去)
六、分析总结:
在此实验中共进行了三次重复实验,其第三次实验稍佳,重复实验第二次时培养基在未接种过程则已有染菌情况。
出现以上结果经分析其原因有:
1、未接种培养基染菌原因:
(1)在配制培养基过程中,水加热至沸腾时,加入琼脂搅拌时未待琼脂调制澄清,就向其中加入了无机离子及蔗糖,导致培养基出现颗粒状沉淀。
(2)培养基在高温灭菌锅中进行灭菌时,其时间不足或过长,导致其培养基灭菌不彻底。
2、接种后未生长原因:
(1)在接种过程中,用镊子接种叶片时,镊子在灼烧灭菌后,冷却时间不足,导致植物细胞大面积烫伤或烫死。
(2)激素、培养基中的营养不足抑制其生长或生长缓慢。
3、接种后叶片生长一段时间后染菌原因:
(1)菊花枝条灭菌时,使用酒精和HgCL对其进行灭菌浸泡时某些叶片可能接触不均匀,导致灭菌不彻底。
(2)在接种环节中,在打开培养瓶时,未在酒精灯火焰旁,以及培养瓶口未在酒精灯上稍加灼烧灭菌,导致空气中的细菌进入培养瓶造成染菌情况。
(3)在接种完成后,盖封口膜时未在火焰旁,致使空气中的细菌进入了培养瓶造成了染菌。
(4)植物在形成了愈伤组织后,由于植物类生菌的出现,导致其染菌。
在此次的菊花组织培养实验中,让我受益匪浅,因为整个操作的关键部分在于“无菌”,每一环节都要严格把关,起初的自己总是手忙脚乱,第一次实验时在使用镊子进行接种菊花叶片、茎段时发现自己手都在不自主的颤抖,但经历三次重复实验后,逐步熟练了其操作步骤。
但由于实验的关键在于严格的无菌条件,所以在实验过程还得牢牢的把握好每一步的灭菌条件。
稍有不甚,可能就会造成其结果出现染菌状况。
篇三:
植物组织培养实习报告
辽宁工程技术大学
本科生实习报告书
教学单位辽宁工程技术大学专业生物技术班级XX-1班学生姓名徐海冬学号1211040119指导教师李娜
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