根據(jù)植物細(xì)胞具有全能性這個理論,近幾十年來發(fā)展起來的一項(xiàng)無性繁殖的新技術(shù)——植物的組織培養(yǎng)技術(shù)
植物組織培養(yǎng)的簡單過程如下:剪接植物器官或組織——經(jīng)過脫分化(也叫去分化)形成愈傷組織——再經(jīng)過再分化形成組織或器官——經(jīng)過培養(yǎng)發(fā)育成一顆完整的植株。
植物組織培養(yǎng)的大致過程是:在無菌條件下,將植物器官或組織(如芽、莖尖、根尖或花藥)的一部分切下來,放在適當(dāng)?shù)娜斯づ囵B(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng),這些器官或組織就會進(jìn)行細(xì)胞分裂,形成新的組織。不過這種組織沒有發(fā)生分化,只是一團(tuán)薄壁細(xì)胞,叫做愈傷組織。再適合的光照、溫度和一定的營養(yǎng)物質(zhì)與激素等條件下,愈傷組織便開始分化,產(chǎn)生出植物的各種器官和組織,進(jìn)而發(fā)育成一棵完整的植株。
植物組織培養(yǎng)即植物無菌培養(yǎng)技術(shù),是根據(jù)植物細(xì)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(shí)等)組織(如形成層、表皮、皮層、髓部細(xì)胞、胚乳等)或細(xì)胞(如大孢子、小孢子、體細(xì)胞等)以及原生質(zhì)體,在無菌和適宜的人工培養(yǎng)基及光照、溫度等人工條件下,能誘導(dǎo)出愈傷組織、不定芽、不定根,最后形成完整的植株的學(xué)科
植物組織的培養(yǎng)方法:
1、非試管微組織快繁
非試管微組織快繁技術(shù)是將外植體(一般要求帶一葉一芽)放置在室內(nèi)外普通沙子培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng),利用植物腋芽自然倍增達(dá)到快速繁殖的目的。一般植物7~15天可以生長出根系。此技術(shù)投資低,操作環(huán)節(jié)少。
2、試管組織培養(yǎng)
試管組織培養(yǎng)是將外植體(即離體組織、器官或細(xì)胞)放置在試管等器皿中在無菌的條件下進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得試管苗。
植物組織培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn):
1、占用空間小,不受地區(qū)、季節(jié)限制。
2、不攜帶病毒
3、培養(yǎng)周期短
4、可用組培中的愈傷組織支取特殊的生化制品
5、可短時間大量繁殖,用于拯救瀕危植物
6、可誘導(dǎo)之分化成需要的器官,如根和芽
7、解決有些植物產(chǎn)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征
9、投資少,經(jīng)濟(jì)效益高
10、繁殖方式多,試用品種多
植物組織培養(yǎng)一般分為以下幾種:
1、胚胎培養(yǎng)
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(yǎng)。
2、器官培養(yǎng)
指以植物的根、莖、葉、花、果等器官為外植體的離體無菌培養(yǎng),如根的根尖和切段,莖的莖尖、莖節(jié)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(shí)等的離體無菌培養(yǎng)。
3、組織培養(yǎng)
指以分離出植物各部位的組織(如分生組織、形成層、木質(zhì)部、韌皮部、表皮、皮層、胚乳組織、薄壁組織、髓部等),或已誘導(dǎo)的愈傷組織為外植體的離體無菌培養(yǎng)。這是狹義的植物組織培養(yǎng)。
4、細(xì)胞培養(yǎng)
指以單個游離細(xì)胞(如用果酸酶從組織中分離的體細(xì)胞,或花粉細(xì)胞,卵細(xì)胞)為接種體的離體無菌培養(yǎng)。
5、原生質(zhì)體培養(yǎng)。
指以除去細(xì)胞壁的原生質(zhì)體為外植體的離體無菌培養(yǎng)。
培養(yǎng)材料的采集
要根據(jù)培養(yǎng)目的適當(dāng)選取材料,選擇原則:易于誘導(dǎo)、帶菌少。要選取植物組織內(nèi)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、陰天或露水未干時取材料。因?yàn)榻训闹仓旰颓缣旃夂虾粑⒌慕M織,有自身消毒作用,這種組織一般是無菌的。培養(yǎng)材料的消毒
從外界或室內(nèi)選取的植物材料,都不同程度地帶有各種微生物。這些污染源一旦帶人培養(yǎng)基,便會造成培養(yǎng)基污染。因此,植物材料必須經(jīng)嚴(yán)格的表面滅菌處理,再經(jīng)無菌操作手續(xù)接到培養(yǎng)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- 芐基氨基腺嘌呤( 6-BA )
? MS 培養(yǎng)基
? 0.1 mol/L NaOH與 0.1 mol/L HCl
配制培養(yǎng)基
?。?1 )愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基: MS 培養(yǎng)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(yàn)培養(yǎng)基:在 MS 培養(yǎng)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- 芐基氨基腺嘌呤先用少量 0.1 mol/L HCl 溶解,然后用蒸餾水稀釋,再加入培養(yǎng)基中。
儀器設(shè)備
培養(yǎng)室,高壓滅菌鍋,水浴鍋,解剖刀,三角燒瓶( 100mL ),燒杯,量筒,培養(yǎng)皿,棉線,接種箱或超凈工作臺,分析天平,長鑷子,剪刀,容量瓶,移液管,牛皮紙。
培養(yǎng)基滅菌
將配好的培養(yǎng)基加入瓊脂加熱溶解,調(diào)至 pH 5.8 ,趁熱分裝于 100 mL 三角燒瓶中,每瓶約 20 mL 。待培養(yǎng)基冷卻凝固后,用一層稱量紙和一層牛皮紙包扎瓶(管)口,并用棉線扎牢,然后在高壓滅菌鍋中 121 ℃( 1 kg/cm 2 )下滅菌 20 min 。取出三角燒瓶放在臺子上,冷卻后備用。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。
植物組織培養(yǎng)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(xì)洗干凈,如用適當(dāng)?shù)乃⒆拥人⑾?。把材料切割成適當(dāng)大小,即滅菌容器能放人為宜。置自來水龍頭下流水沖洗幾分鐘至數(shù)小時,沖洗時間視材料清潔程度而宜。易漂浮或細(xì)小的材料,可裝入紗布袋內(nèi)沖洗。流水沖洗在污染嚴(yán)重時特別有用。洗時可加入洗衣粉清洗,然后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(zhì)性的物質(zhì),便于滅菌液的直接接觸。當(dāng)然,最理想的清洗物質(zhì)是表面活性物質(zhì)—吐溫。
第二步是對材料的表面浸潤滅菌。要在超凈臺或接種箱內(nèi)完成,準(zhǔn)備好消毒的燒杯、玻璃棒、70%酒精、消毒液、無菌水、手表等。用70%酒精浸10~30秒。由于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(qiáng),也很易殺傷植物細(xì)胞,所以浸潤時間不能過長。有一些特殊的材料,如果實(shí)、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(nèi)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(fā)后再剝除外層,取用內(nèi)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(jù)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,視采用的消毒液種類,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(xì)胞的副作用注意:①酒精滲透性強(qiáng),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(xì)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(dǎo)致植物材料失綠,所以對于幼嫩材料要慎用。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(dá)到更好的消毒效果。
植物組織培養(yǎng)的特點(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)基和小氣候環(huán)境條件下進(jìn)行生長,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,對植物生長極為有利,便于穩(wěn)定地進(jìn)行周年培養(yǎng)生產(chǎn)。
2、生長周期短,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,因此生長較快。另外,植株也比較小,往往20-30天為一個周期。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數(shù)繁殖生產(chǎn),故總體來說成本低廉,且能及時提供規(guī)格一致的優(yōu)質(zhì)種苗或脫病毒種苗。
3、管理方便,利于工廠化生產(chǎn)和自動化控制
植物組織培養(yǎng)是在一定的場所和環(huán)境下,人為提供一定的溫度、光照、濕度、營養(yǎng)、激素等條件,極利于高度集約化和高密度工廠化生產(chǎn),也利于自動化控制生產(chǎn)。它是未來農(nóng)業(yè)工廠化育苗的發(fā)展方向。它與盆栽、田間栽培等相比省去了中耕除草、澆水施肥、防治病蟲等一系列繁雜勞動,可以大大節(jié)省人力、物力及田間種植所需要的土地。
希望對你有所幫助植物組織培養(yǎng)的過程!
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