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词条 组织培养
类别 中文百科知识
释义

组织培养tissue culture

将植物体的一部分,接种在合成培养基上,使其按照预定目标生长发育成新植株的技术。作为组织培养用的植物材料称“外植体”。运用组织培养技术可以进行快速繁殖、脱病毒、获得人工种子和产生次生代谢物等。根据不同的目的,可将植物组织培养分为器官培养(包括茎尖、根尖、叶片、花器官等)、胚培养、愈伤组织培养和细胞培养等。其中快速繁殖和茎尖脱毒在观赏植物上应用最为广泛,已报道培养成功的观赏植物试管苗约有60多个科近400种,如兰花、百合、菊花、大丽花、水仙、小苍兰、香石竹、天竺葵、矮牵牛、月季、牡丹和杜鹃花等。快速繁殖系数高,理论上一年内繁殖系数以103~106的速度增加。此外,植物组织培养还是研究植物外植体生长、分化和形态建成规律的重要手段。
简史 1904年汉宁(Hanning)用萝卜和辣根为材料进行离体培养,首次取得成功。1933年中国的李继侗等在培养银杏离体胚的过程中,发现3mm大小的胚即可正常生长,这是中国在观赏植物组织培养方面的初步尝试。1934年怀特(P.Q.White)提出植物细胞全能性学说,推动了植物组织培养的发展。1958年斯塔瓦特(F.C.Steward)将胡萝卜愈伤组织培养成小植株后,组织培养技术得到了迅速发展。60年代初科金(E.C.Cooking)等用纤维素酶分离植物原生质体获得成功,为原生质体融合与体细胞杂交奠定了基础。1964年古哈(S.Gwhe)和玛海希瓦里(S.C.Mahesh-wari)用毛叶曼陀罗的花药,成功地诱导出单倍体植株,以后作为一种新的育种手段——单倍体育种,在育种实践中得到发展。80年代初,植物组织培养进入迅速发展阶段。中国观赏植物的组织培养也迅速发展起来,目前已有兰花、菊花、香石竹、非洲菊、非洲紫罗兰、月季、合果芋、白鹤芋、喜林芋、朱蕉等很多观赏植物实现了试管苗商品化生产。
植物组织培养是对细胞、组织的生长、分化及器官形态建成的规律进行研究的手段,它有力地推动了植物生理学、生物化学、遗传学、细胞学、形态学和农林等各类学科的发展和相互渗透。在育种中,可加速世代繁殖,缩短育种周期,获得新的基因类型;促进幼胚发育,克服远缘杂交中的不亲和不育性;获得三倍体植株等。在种质资源保存方面,利用超低温可长期保存植物的器官、组织或细胞,这种技术有利于珍稀濒危植物种质资源的保存和交换。
研究内容 植物组织培养的内容比较广泛,可分为以下几个主要方面:
器官培养 主要包括根、茎、叶和花培养。❶根培养。一般用于生理生化研究。此研究开始较早,已成功地用于某些园艺植物,如百合、豌豆等。
❷茎培养。根据取材部位分为茎尖、茎段、块茎培养。茎尖培养常用于脱毒。取材大小、成活率和脱毒效果有密切关系。取材大易成活,多用于快速繁殖,但脱毒效果差;取材小,脱毒效果好,但成活率低。用于脱毒,一般取材在0.3mm左右,带有1~2个芽原基。茎段和块茎培养,多数由腋芽萌发成苗,成苗较迅速,为提高繁殖系数,也可诱导丛生芽。无芽茎段,多经过愈伤组织或不定芽成苗。
❸叶培养。多用于快速繁殖。
❹花培养。包括花药、花托、花瓣等各种花器官的培养。其中花药培养占有重要地位。在离体条件下,花粉粒改变固有的发育方向,形成单倍体细胞,或转向孢子体发育形成单倍体植株。1974年森德兰(N.Sunderland)将被子植物离体花粉的发育归纳为三条途径:一是由营养细胞分裂产生球形胚状体或愈伤组织;生殖细胞不分裂或分裂2~3次后退化,如芍药等。二是小孢子经有丝分裂形成2个均等细胞(不分化成营养细胞和生殖细胞),并继续分裂形成愈伤组织或胚状体,如烟草等。三是营养细胞和生殖细胞均参与分裂形成胚状体,如毛叶曼陀罗等。在离体培养条件下,同一花药中,花粉可有不同的发育方式,但通常是一种发育途径占优势。
胚培养 见胚(胎)培养。
细胞培养 常用的有平板培养、悬浮培养和微室培养。❶平板培养。将单细胞悬浮液与呈熔化状态的琼脂30~35℃均匀混合,倒入培养皿固化,其中的细胞即可生长、分裂和分化。
❷悬浮培养。将植物细胞悬浮于液体培养基中进行培养,诱导产生愈伤组织,并进一步分化成植株。
❸微室培养。将固体培养基注入凹玻片的小室中,将单个细胞接入进行培养。
原生质体培养 即培养除去细胞壁的原生质体,可用来研究细胞膜的结构和功能。由于原生质易于融合和摄取外来遗传物质、细胞器和病毒等,是进行体细胞杂交和基因导入的好材料。观赏植物中已通过原生质体培养成苗的有矮牵牛、曼陀罗等。
培养技术 组织培养必须在严格的条件下进行,主要步骤有:培养材料的采集、准备和消毒;培养基的筛选、制备和灭菌;接种和继代;培养(包括环境条件的控制)等。
材料准备 材料的种类、来源、生理状态、采集时间等直接影响培养效果,必须认真选择和整理。材料常用乙醇、次氯酸钙、次氯酸钠、氯化汞等化学药品进行表面消毒。
培养基 培养基是组织培养成败的基础,由大量元素(N、P、K、Mg、Ca等)、微量元素(Fe、Cu、Mn、Zn、Co等)、糖、维生素、氨基酸等有机化合物以及植物激素三类物质组成。加入琼脂固化的称固体培养基,不用琼脂固化的称液体培养基。培养基的pH值一般调至5.8左右。用湿热法灭菌。常用的有MS、B5、N6等培养基。
接种和继代 将外植体在无菌条件下分割后置于备好的培养基上叫接种。外植体培养数周后,需转移到新鲜培养基中(液体培养中需加入新鲜培养液),称继代。
培养 培养室中合适的温度、光照和湿度是培养成功的重要条件,接种后的材料要置于培养室培养。培养室内的温度一般为25℃±2℃,光照度2000~4000 lx,湿度为70%~80%。
由于病毒病的侵染,香石竹的产量与质量不断下降。采用茎尖脱毒技术,可以使病株复壮。很多国家已建立了一定规模的脱毒苗生产车间,批量供给生产用脱毒苗。香石竹脱毒苗植株健壮、产量高、质量好、花色艳、裂苞少,其优越性是显著的。有些月季花的品种扦插不易生根,繁殖受到限制。育成或引进的优良品种,由于基数有限,短期内推广受到限制。1979~1980年美国以攀援月季‘改良火炬’的茎尖和休眠芽为外植体,在MS培养基中建立了试管苗无性系。80年代以来,月季试管苗繁殖得到了迅速发展。在中国不少单位开展了月季试管苗快速繁殖的研究,并相继取得了可喜的进展。目前培养技术已经成熟,有大量试管苗用于生产。
试管繁殖是整个生物技术的基础之一,它不仅渗透于基因工程和细胞工程的各个方面,而且在生产上得到较广泛的应用。

组织培养

人工培养活组织的方法。在无菌条件下,将活组织移植到培养基内,并放在适宜温度、湿度的温箱中培养。如果培养的对象是离体的细胞或器官,则称为细胞培养或器官培养。


组织培养

见“组织”中的“组织培养”。

组织培养tissue culture

应用无菌操作方法培养生物的离体器官、组织或细胞,使其在人工条件下继续进行生长和发育的一种技术。主要包括器官培养、离体受精、细胞培养以及原生质体培养等。是研究细胞、组织的生长、分化和器官形态建成规律的一种重要手段。在农业、林业、园艺等生产实践上有广泛的应用价值。如用茎尖培养,进行快速繁殖以获得无病毒品系;利用胚胎培养、试管受精和克隆技术克服杂种不育或远缘杂交不亲和性的障碍;通过花粉和花药培养获得单培体植株,缩短育种年限。离体原生质体培养获得成功,也为细胞杂交工作发展创造了条件。

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更新时间:2025/10/19 13:05:00