喵喵 | 2-1 植物細(xì)胞工程

1??植物組織培養(yǎng)技術(shù)

植物組織培養(yǎng)是指將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。

1. 植物組織培養(yǎng)的原理

植物組織培養(yǎng)的原理為植物細(xì)胞的全能性。

2. 細(xì)胞的全能性

（1）定義：細(xì)胞經(jīng)過(guò)分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能。在生物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，并不是所有的細(xì)胞都表現(xiàn)出全能性，而是分化成各種組織和器官。這是因?yàn)榧?xì)胞在特定的時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性地表達(dá)。

（2）細(xì)胞具有全能性的原因：細(xì)胞含有該種生物全部遺傳信息。

（3）全能性表現(xiàn)條件：

①具有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)

②處于離體狀態(tài)

③提供一定的營(yíng)養(yǎng)、激素和其他適宜的外界條件

【植物組織培養(yǎng)的過(guò)程】

外植體（離體的組織、器官或細(xì)胞）—脫分化 → 愈傷組織 —再分化→ 根、芽或胚狀體 → 完整植株

①葉片接種到培養(yǎng)基上

②產(chǎn)生愈傷組織

③愈傷組織增殖

④愈傷組織開(kāi)始分化

⑤愈傷組織分化出芽

⑥培養(yǎng)基中的試管苗

【外植體】

離體培養(yǎng)的植物器官、組織或細(xì)胞被稱為外植體。一般取植物幼嫩部位（如莖尖）或花藥等。

用花藥組培，得到的植株有何特點(diǎn)?

• 得到的是單倍體

【愈傷組織】

①定義：在一定的激素和營(yíng)養(yǎng)等條件的誘導(dǎo)下，已經(jīng)分化的細(xì)胞可以經(jīng)過(guò)脫分化，即失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能，轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞，進(jìn)而形成不定形的薄壁組織團(tuán)塊，這稱為愈傷組織。

②特點(diǎn)：排列疏松、無(wú)規(guī)則、高度液泡化、呈無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞，具有分裂和未分化特性。

愈傷組織需要光照么?

• 不需要，沒(méi)有葉綠體

③誘導(dǎo)形成條件：

（1）使用順序不同，結(jié)果不同：

先使用生長(zhǎng)素，后使用細(xì)胞分裂素

• 有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化

先使用細(xì)胞分裂素，再使用生長(zhǎng)素

• 細(xì)胞既分裂又分化

同時(shí)使用

• 分化頻率提高

（2）生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素用量的比例對(duì)植物細(xì)胞發(fā)育方向的影響：

有利于根的分化，抑制芽的形成

• 比值高

有利于芽的分化，抑制根的形成

• 比值低

促進(jìn)愈傷組織的生長(zhǎng)

• 比值適中

【胚狀體】

離體培養(yǎng)條件下，沒(méi)有經(jīng)過(guò)受精過(guò)程，但是經(jīng)過(guò)了胚胎發(fā)育過(guò)程所形成的胚狀類似物，一般專指在組織培養(yǎng)條件下產(chǎn)生的非合子胚。

【脫分化和再分化】

①脫分化：

已分化的細(xì)胞經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過(guò)程。

②再分化：

愈傷組織能重新分化成芽、根等器官的過(guò)程。

【以菊花的組織培養(yǎng)為例】

1. 實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程為：

制備MS固體培養(yǎng)基→外植體消毒→接種→培養(yǎng)→轉(zhuǎn)接→移栽

【提問(wèn)】

1. MS培養(yǎng)基添加蔗糖的目的？

• ①給外植體提供營(yíng)養(yǎng)
• ②調(diào)節(jié)滲透壓

高壓蒸汽滅菌法

【處植體消毒】

用酒精擦拭雙手和超凈工作臺(tái)臺(tái)面。

將流水充分沖洗后的外植體（幼嫩的莖段）用酒精消毒30s，然后立即用無(wú)菌水清洗2~3次；

再用次氯酸鈉溶液處理30min后，立即用無(wú)菌水清洗2~3次。

【接種】

①將消過(guò)毒的外植體置于無(wú)菌的培養(yǎng)皿中，用無(wú)菌濾紙吸去表面的水分。用解剖刀將外植體切成0.5~1cm長(zhǎng)的小段。

②在酒精燈火焰旁，將外植體的1/3 ~ 1/2插入誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基中。用封口膜或瓶蓋封蓋瓶口，并在培養(yǎng)瓶上作好標(biāo)記。

【培養(yǎng)】

將接種了外植體的錐形瓶或植物組織培養(yǎng)瓶置升18~22℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在培養(yǎng)過(guò)程中，定期觀察和記錄愈傷組織的生長(zhǎng)情況。

【轉(zhuǎn)接】

培養(yǎng)15~20d后，將生長(zhǎng)良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基上。

長(zhǎng)出芽后，再將其轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基上，進(jìn)一步誘導(dǎo)形成試管苗。

【移栽】

移栽前先打開(kāi)封口膜或瓶蓋，讓試管苗在培養(yǎng)箱內(nèi)生長(zhǎng)幾日。用流水清洗掉根部的培養(yǎng)基后，將幼苗移植到消過(guò)毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中，待其長(zhǎng)壯后再移栽入土。

每天觀察并記錄幼苗的生長(zhǎng)情況，適時(shí)澆水、施肥，直至開(kāi)花。

例題

用高度分化的植物細(xì)胞、組織或器官進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，則關(guān)于該愈傷組織的說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A. 是細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化形成的

B. 細(xì)胞沒(méi)有全能性

C. 由排列疏松的薄壁細(xì)胞組成

D. 可以形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu)