文档介绍：第一章绪论
目的要求:
第一节组织培养的意义
高等植物的组织培养(tissue culture)技术是指分离一个或数个体细胞或植物体的一部分在无菌条件下培养的技术。通常我们所说的广义的组织培养,是指通过无菌操作分离植物体的一部分(即外植体explant),接种到培养基上,在人工控制的条件进行培养,使其生成完整的植株。
组织培养按培养对象可分为植株培养、器官培养、组织培养、细胞培养和原生质体培养等。
(plant culture) 是对完整植株材料的培养,如幼苗及较大植株的培养。
2. an culture) 即离体器官的培养,根据作物和需要的不同,可以分离茎尖、茎段、根尖、叶片、叶原基、子叶、花瓣、雄蕊、雌蕊、胚珠、胚、子房、果实等外植体的培养。
3. 组织或愈伤组织培养(tissue or callus culture) 为狭义的组织培养,是对植物体的各部分组织进行培养,如茎尖分生组织、形成层、木质部、韧皮部、表皮组织、胚乳组织和薄壁组织等等;或对由植物器官培养产生的愈伤组织进行培养,二者均通过再分化诱导形成植株。
4. 细胞培养(cell culture ) 是对由愈伤组织等进行液体振荡培养所得到的能保持较好分散性的离体单细胞或花粉单细胞或很小的细胞团的培养。
5. 原生质体培养(proplast culture ) 是用酶及物理方法除去细胞壁的原生质体的培养。
组织培养是本世纪发展起来的一门技术,由于科学技术的进步,尤其是外源激素的应用,使组织培养不仅从理论上为相关学科提出了可靠的实验证据,而且一跃成为一种大规模、批量工厂化生产种苗的新方法,并在生产上越来越得到广泛的应用。植物组织培养之所以发展如此快,应用的范围如此广泛,是由于其具备以下几个特点:
组织培养采用的植物材料完全是在人为提供的培养基质和小气候环境条件下进行生长,摆脱了大自然中四季、昼夜的变化、以及灾害性气候的不利影响,且条件均一,对植物生长极为有利,便于稳定地进行周年培养生产。
,繁殖率高
植物组织培养由于可人为控制培养条件,根据不同植物不同部位的不同要求而提供不同的培养条件,因此生长快,往往1个月左右为一个周期。所以,虽然植物组织培养需一定设备及能源消耗,但由于植物材料能按几何级数繁殖生产,故总体来说成本低廉,且能及时提供规格一致的优质种苗或脱病毒种苗。
,利于工厂化生产和自动化控制
植物组织培养是在一定的场所和环境下,人为提供一定的温度、光照、湿度、营养、激素等条件,极利于高度集约化的高密度工厂化生产,也利于自动化控制生产。与盆栽、田间栽培等相比省去了中耕除草、浇水施肥、防治病虫等一系列繁杂劳动,可以大大节省人力、物力及田间种植所需要的土地。
第二节植物组织培养的发展
组织培养技术的蓬勃发展只是近50年的事,但它的整个历史可以追溯至19世纪末和上世纪初。
20世纪初,在schleiden和schwann所发展起来的细胞学说的推动下,1902年德国植物学家Haberlandt提出了高等植物的器官和组织为许多细胞组成的观点,以及植物细胞全能性的理论,即植物的体细胞,在适当的条件下,具有不断分裂和繁殖,发育成完整植株的潜在能力。他首次发表了植物离体细胞培养实验的报告。1912年,Haberlandt的学生Kotte和美国的Robins在根尖培养中获得了组织培养的成功。Kotte采用了无机盐、葡萄糖、蛋白胨、天冬酰胺,及添加各种氨基酸的培养基。Robins用含无机盐、加葡萄糖或果糖的琼脂培养基,-、玉米和棉花的茎尖,形成了一些缺绿的茎和根。
自Haberlandt的实验之后,直到1934年美国的White由番茄根建立了第一个活跃生长的无性繁殖系,并反复转移到新鲜培养基中继代培养,使根的离体培养实验获得了真正的成功,并在以后28年间培养了1600代。这之后,white又以小麦根尖为材料,研究了光、温度、通气、pH、培养基组成等各种培养条件对生长的影响,并于1937年建立了第一个组织培养的综合培养基,其成份均为已知化合物,包括3种B族维生素,即吡哆醇、硫胺素和烟酸,该培养基后来被定名为White培养基。与此同时,Gautheret(1934)在研究山毛柳和黑杨等形成层的组织培养实验中,提出了B族维生素和生长素对组织培养的重要意义,并于1939年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,Nobec