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植物組織培養

標籤:植物細胞工程植物組織培養

植物的組織培養是根據植物細胞具有全能性這個理論,近幾十年來發展起來的一項無性繁殖的新技術。植物的組織培養廣義又叫離體培養,指從植物體分離出符合需要的組織。器官或細胞,原生質體等,通過無菌操作,在人工控制條件下進行培養以獲得再生的完整植株或生產具有經濟價值的其他產品的技術。狹義是指組培指用植物各部分組織,如形成層。薄壁組織。葉肉組織。胚乳等進行培養獲得再生植株,也指在培養過程中從各器官上產生愈傷組織的培養,愈傷組織再經過再分化形成再生植物。

1理論起源

技術原理
植物組織培養即植物無菌培養技術,又稱離體培養,是根據植物細胞具有全能性的理論,利用植物體離體的器官(如根、莖、葉、莖尖、花、果實等)、組織(如形成層、表皮、皮層、髓部細胞、胚乳等)或細胞(如大孢子、小孢子、體細胞等)以及原生質體,在無菌和適宜的人工培養基及光照、溫度等人工條件下,能誘導出愈傷組織、不定芽、不定根,最後形成完整的植株的學科。

植物組織培養實驗過程

植物組織培養實驗過程

2組織培養

培養步驟
第一步,將采來的植物材料除去不用的部分,將需要的部分仔細洗乾淨,如用適當的刷子等刷洗。把材料切割成適當大小,即滅菌容器能放入為宜。置自來水龍頭下流水沖洗幾分鐘至數小時,沖洗時間視材料清潔程度而宜。易漂浮或細小的材料,可裝入紗布袋內沖洗。流水沖洗在污染嚴重時特別有用。洗時可加入洗衣粉清洗,然後再用自來水沖凈洗衣粉水。洗衣粉可除去輕度附著在植物表面的污物,除去脂質性的物質,便於滅菌液的直接接觸。當然,最理想的清洗物質是表面活性物質—吐溫。
第二步是對材料的表面浸潤滅菌。要在超凈台或接種箱內完成,準備好消毒的燒杯、玻璃棒、70%酒精、消毒液、無菌水、手錶等。用70%酒精浸10~30秒。由於酒精具有使植物材料表面被浸濕的作用,加之70%酒精穿透力強,也很易殺傷植物細胞,所以浸潤時間不能過長。有一些特殊的材料,如果實、花蕾、包有苞片、苞葉等的孕穗,多層鱗片的休眠芽等等,以及主要取用內部的材料,則可只用70%酒精處理稍長的時間。處理完的材料在無菌條件下,待酒精蒸發后再剝除外層,取用內部材料。
第三步是用滅菌劑處理。表面滅菌劑的種類較多,可根據情況選取1—2種使用見表。第四步是用無菌水涮洗,涮洗要每次3min左右,視採用的消毒液種類,涮洗3-l0次左右。無菌水涮洗作用是免除消毒劑殺傷植物細胞的副作用注意:①酒精滲透性強,幼嫩材料易在酒精中失綠,所以浸泡時間要短,防止酒精殺死植物細胞。②老熟材料,特別是種子等可以在酒精中浸泡時間長一些,如種子可以浸泡5分鐘。③升汞的滲透力弱,一般浸泡10分鐘左右,對植物材料的殺傷力不大。④漂白粉容易導致植物材料失綠,所以對於幼嫩材料要慎用。⑤在消毒液中加入濃度為0.08—0.12%的吐溫20或80(一種濕潤劑),可以降低植物材料表面的張力,達到更好的消毒效果。
培養優點
1、佔用空間小,不受地區、季節限制。
2、培養脫毒作物
3、培養周期短
4、可用組培中的愈傷組織製取特殊的生化製品
5、可短時間大量繁殖,用於拯救瀕危植物
6、可誘導之分化成需要的器官,如根和芽
7、解決有些植物產種子少或無的難題,
8、不存在變異,可保持原母本的一切遺傳特徵
9、投資少,經濟效益高
10、繁殖方式多,試用品種多

培養材料採集

要根據培養目的適當選取材料,選擇原則:易於誘導、帶菌少。要選取植物組織內部無菌的材料。這一方面要從健壯的植株上取材料,不要取有傷口的或有病蟲的材料。另一方面要在晴天,最好是中午或下午取材料,決不要在雨天、陰天或露水未乾時取材料。因為健壯的植株和晴天光合呼吸旺盛的組織,有自身消毒作用,這種組織一般是無菌的。培養材料的消毒
從外界或室內選取的植物材料,都不同程度地帶有各種微生物。這些污染源一旦帶入培養基,便會造成培養基污染。因此,植物材料必須經嚴格的表面滅菌處理,再經無菌操作手續接到培養基上。
試劑
· 乙醇。
· 吲哚乙酸( IAA) 或 2 ,4 – D (生長素類似物)。
· 氯化汞(升汞)或次氯酸鈉。
· 6- 苄基氨基腺嘌呤( 6-BA )
· MS 培養基
·0.1 mol/L NaOH與 0.1 mol/L HCl
配製培養基
( 1 )愈傷組織誘導培養基: MS 培養基(蔗糖含量為 10 g/L , 2,4 – D 含量為 2 mg/L ,瓊脂10 g/L )。
( 2 )試驗培養基:在 MS 培養基中加入 IAA 和 6–BA 。
吲哚乙酸(IAA)先用少量 0.1 mol/L NaOH 溶解, 6- 苄基氨基腺嘌呤先用少量 0.1 mol/L HCl 溶解,然後用蒸餾水稀釋,再加入培養基中。
儀器設備
培養室,高壓滅菌鍋,水浴鍋,解剖刀,三角燒瓶( 100mL ),燒杯,量筒,組培瓶,組培蓋或封口膜,棉線,接種箱或超凈工作台,分析天平,長鑷子,剪刀,容量瓶,移液管,牛皮紙。
培養基滅菌
將配好的培養基加入瓊脂加熱溶解,調至 pH 5.6- 5.8 ,趁熱分裝於 100 mL組培瓶中,每瓶約 30 mL 。待培養基冷卻凝固后,蓋上組培蓋,或蓋上封口膜並用棉線扎牢,然後在高壓滅菌鍋中 121 ℃( 1 kg/cm 2 )下滅菌 20 min 。取出組培瓶放在檯子上,冷卻後備用。接種操作所需的一切用具(如長鑷子、解剖刀、剪刀等)及滅菌水,需同時滅菌。

3培養分類

1、胚胎培養
指以從胚珠中分離出來的成熟或未成熟胚為外植體的離體無菌培養。
2、器官培養
指以植物的根、莖、葉、花、果等器官為外植體的離體無菌培養,如根的根尖和切段,莖的莖尖、莖節和切段,葉的葉原基、葉片、葉柄、葉鞘和子葉,花器的花瓣、雄蕊(花藥、花絲)、胚珠、子房、果實等的離體無菌培養。
3、組織培養
指以分離出植物各部位的組織(如分生組織、形成層、木質部、韌皮部、表皮、皮層、胚乳組織、薄壁組織、髓部等),或已誘導的愈傷組織為外植體的離體無菌培養。這是狹義的植物組織培養。
4、細胞培養
指以單個遊離細胞(如用果酸酶從組織中分離的體細胞,或花粉細胞,卵細胞)為接種體的離體無菌培養。
5、原生質體培養。
指以除去細胞壁的原生質體為外植體的離體無菌培養。

4商業應用

在商業領域的運用主要是在各大大型花卉生產基地或鐵皮石斛、鐵線蓮等藥材的生產。

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