第一篇：植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用-畢業(yè)論文

植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

班級(jí)：生科一班 學(xué)號(hào)：20105071103 姓名：王炯 指導(dǎo)老師：遠(yuǎn)凌威

摘 要：通過(guò)有關(guān)植物組織培養(yǎng)方面的文獻(xiàn)綜述植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)上離體無(wú)性系的快速繁殖、培養(yǎng)無(wú)病毒種苗、新品種的選育和人工種子和種質(zhì)的保存方面的應(yīng)用，并對(duì)應(yīng)用的前景作簡(jiǎn)單的展望。關(guān)鍵詞：植物組織培養(yǎng) 農(nóng)業(yè)

植物組織培養(yǎng)（tissue culture）是二十世紀(jì)初興起的一項(xiàng)高新生物技術(shù)，至今已經(jīng)有一百多年的歷史，如今已成為了生物領(lǐng)域里面十分活躍的技術(shù)。植物組織培養(yǎng)開始走上工廠化和商業(yè)化始于20世紀(jì)六十年代，得利于花粉小孢子培養(yǎng)和原生質(zhì)體培養(yǎng)的成功［1］。和植物組織培養(yǎng)的歷史相比，中國(guó)的在這方面的研究起步算是比較早的，在二十世紀(jì)四十年代在這方面就有所研究，但是大范圍的發(fā)展起來(lái)還是始于二十世紀(jì)七十年代的花藥培養(yǎng)。植物組織培養(yǎng)概述

植物組織培養(yǎng)，是指在人工控制的條件下，將植物體的任何一部分，或器官、或組織，或細(xì)胞，進(jìn)行離體培養(yǎng)，使之發(fā)育形成完整的植物體。所謂人工控制的條件，即營(yíng)養(yǎng)條件和環(huán)境條件；植物體的任伺一部分是指根、莖、葉、花、果以及它們的組織切片和細(xì)胞［2］。它的優(yōu)越性在于：可以在不受其他部分干擾的情況下研究被培養(yǎng)部分的生長(zhǎng)和分化規(guī)律。特點(diǎn)是：取材少，培養(yǎng)材料經(jīng)濟(jì)；人為控制培養(yǎng)條件，不受自然條件影響；生長(zhǎng)周期短，繁殖率高；管理方便，利于自動(dòng)化控制［3］。

植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性（totipotency）。一個(gè)生活的植物細(xì)胞，只要有完整的膜系統(tǒng)和細(xì)胞核，它就會(huì)有一整套發(fā)育成一個(gè)完整植株的遺傳基礎(chǔ)，在一個(gè)適當(dāng)?shù)臈l件下可以通過(guò)分裂、分化再生成完整植株，這就是所謂的細(xì)胞全能性［4］。

植物組織培養(yǎng)的基本方法［5］是材料選擇、培養(yǎng)基配置、接種與培養(yǎng)和最后的小苗移栽。植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

植物組織培養(yǎng)應(yīng)用十分廣泛，特別是和植物密切相關(guān)一些領(lǐng)域。農(nóng)業(yè)主要是以植物的栽培種植為主，因此植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用是其應(yīng)用中十分重要的一個(gè)方面。目前植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要有以下四個(gè)方面：離體無(wú)性系的快速繁殖、培養(yǎng)無(wú)病毒種苗、新品種的選育和人工種子和種質(zhì)的保存。

2.1 離體無(wú)性系的快速繁殖

離體無(wú)性系的快速繁殖是組織培養(yǎng)在生產(chǎn)上應(yīng)用最廣泛、最成功的一個(gè)方面。無(wú)性系繁殖植物的主要特點(diǎn)是繁殖速度快，通常一年內(nèi)可以繁殖數(shù)以萬(wàn)計(jì)的種苗，特別對(duì)于名貴品種、稀優(yōu)種質(zhì)、優(yōu)良單株或新育成的品種的繁殖推廣具有重要的意義。

離體繁殖良種種苗最早在蘭花工業(yè)上獲得成功。蘭花成熟的種子中大多數(shù)的胚不能成活，種子不能發(fā)芽，通過(guò)球莖組織培養(yǎng)，使蘭花的繁殖系數(shù)大為提高，從而形成了20世紀(jì)60年代風(fēng)靡全球的“蘭花工業(yè)”。甘蔗繁殖用種量大，1hm2地需要7.5-15t的種蔗。采用莖尖、嫩葉組織培養(yǎng)繁殖種苗，節(jié)省了大量的種蔗，加速了優(yōu)良品種的推廣。其他如牡丹、香石竹、唐菖蒲和菊花等難以扦插的名貴品種以及無(wú)籽西瓜、草莓、獼猴桃、葡萄、菠蘿、櫻桃、桉樹、杉木等的無(wú)性快速繁殖都取得了進(jìn)展，有力地推動(dòng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

2.2 培養(yǎng)無(wú)病毒種苗

許多植物都遭受到病毒病不同程度的危害。有的種類甚至同時(shí)受到數(shù)種病毒病的危害，嚴(yán)重地影響了產(chǎn)品的商品價(jià)值。對(duì)于無(wú)性繁殖的作物如絕大部分的果樹、部分蔬菜（洋蔥、大蒜、石刁柏、菊芋、馬鈴薯）和花卉（菊花、唐菖蒲、風(fēng)信子、秋海棠、月季）等，如遭受病毒侵染后，代代相傳，則體內(nèi)可以積累相當(dāng)高濃度的病毒，影響生長(zhǎng)和成活，嚴(yán)重危害生產(chǎn)的發(fā)展。而病毒病又不同于真菌和細(xì)菌病害，采用殺菌劑和抗生素等化學(xué)藥劑防止很難湊效。自從Morel(1952)發(fā)現(xiàn)采用莖尖培養(yǎng)的方法可以從嚴(yán)重感染病毒的植株得到無(wú)病毒苗后，這方面的工作引起了人們的重視。在許多園藝植物上進(jìn)行培育試驗(yàn)也相繼得到成功，從此莖尖培養(yǎng)就成為解決病毒病害的一個(gè)重要途徑。也可以采用莖尖培養(yǎng)與熱處理相結(jié)合的方法來(lái)提高莖尖培養(yǎng)的脫毒效果。對(duì)于一些木本果樹植物，如果莖尖培養(yǎng)得到的植株難以發(fā)根生長(zhǎng)，［6］且結(jié)果晚，則可采用莖尖微體嫁接的方法來(lái)培養(yǎng)無(wú)病毒苗。

2.3 人工種子和種質(zhì)的保存

生命物質(zhì)的保存，已引起許多科研工作者的興趣，其中包括原核生物、植物及動(dòng)物材料的保存，種質(zhì)保存的目的是為了確保有用的種質(zhì)能在任何時(shí)候都具有生命力。組織培養(yǎng)能安全地保存植物的細(xì)胞、愈傷組織或分生組織，且在儲(chǔ)藏幾年后，仍能穩(wěn)定地產(chǎn)生再生過(guò)程。通過(guò)無(wú)性系繁殖保存作物已成為迫切要求，尤其對(duì)于熱帶作物。

由于許多植物的組織和細(xì)胞培養(yǎng)物在液氮超低溫條件下貯藏后，仍然能夠保持很高的存活率并能重新再生出植株，保持原來(lái)的遺傳特性，因此可以利用植物組織

培養(yǎng)技術(shù)保存植物種質(zhì)資源，從而節(jié)省了大量的人力和土地資源。如建立莖尖分生組織培養(yǎng)物的超低溫保存種質(zhì)庫(kù)時(shí), 不僅可以防止種質(zhì)的遺傳變異和退化, 而且可以長(zhǎng)期保存無(wú)病毒的原種。我國(guó)對(duì)水稻、小麥、玉米、甘蔗、馬鈴薯、紅豆、草莓、唐菖蒲、三分

三、長(zhǎng)春花等植物的莖尖分生組織、愈傷組織、胚狀體和幼胚、花粉等材料, 展開了材料特性、預(yù)處理、光照、冰凍保護(hù)劑、降溫冰凍方法對(duì)恢復(fù)生長(zhǎng)的影響以及種質(zhì)保存后遺傳性狀分析等研究。植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用前景

組織培養(yǎng)是分離和誘導(dǎo)產(chǎn)生突變體的有效途徑，在作物改良上的作用已隨著通過(guò)花藥培育的新品種的產(chǎn)生而得到證明。其應(yīng)用于作物改良的優(yōu)點(diǎn)是：(1)加速雜交后代遺傳特性的穩(wěn)定，使雜種從雜合子迅速達(dá)到純合，從而縮短了育種周期，提高選擇效率；(2)誘變處理群體大，誘變率高，篩選方便時(shí)間短，可以在人力控制條件下篩選出特定的細(xì)胞群體，便于進(jìn)行遺傳分析。

但應(yīng)用過(guò)程中也存在一定的問題：其一，不同基因型材料的花粉植株生產(chǎn)率差異很大，許多組合H2代優(yōu)良基因型不能完全表達(dá)，尤其是秈型材料的花粉植株生產(chǎn)率距離育種的要求還很遠(yuǎn)。其二，誘變這一領(lǐng)域處于嘗試階段，我們還未建立能有選擇地增強(qiáng)所期望的植株變異頻率，對(duì)于誘變劑量、篩選方法和時(shí)機(jī)以及白化苗的控制等問題的解決都有待于探明［7］。

植物組織培養(yǎng)快速繁殖能快速繁衍瀕危植物，使物種得以保存?？焖俜敝车闹仓昴鼙３帜副镜纳飳W(xué)特性和遺傳性狀，并可在短期內(nèi)種植于田間，是當(dāng)前植物細(xì)胞工程中最有效、應(yīng)用最廣泛的方法之一。

組織保存的方法和技術(shù)近年來(lái)逐漸增多，但實(shí)際應(yīng)用過(guò)程還存在許多空白。因?yàn)樘烊环N子保存具有優(yōu)越性，組織保存必須人工處理才能儲(chǔ)存，所以有時(shí)種子保存顯得簡(jiǎn)便有利。但在特殊情況下，組織和細(xì)胞不能被種子取代時(shí)，組織保存法就為其提供了一種新的可能途徑。將來(lái)建立一個(gè)植物組織培養(yǎng)種質(zhì)儲(chǔ)藏所是有可能的。

參考文獻(xiàn)：

［1］崔德才，徐培文.植物組織培養(yǎng)與工廠化育苗.第一版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.5 ［2］吳殿星，胡繁榮.植物組織培養(yǎng).第一版.上海：上海交通大學(xué)出版社，2004.1 ［3］謝麗霞.植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用.墾殖與稻作[J], 2006,(03)

［4］崔德才，徐培文.植物組織培養(yǎng)與工廠化育苗.第一版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.8 ［5］王忠.植物生物學(xué).第一版.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2002.325~328 ［6］夏鎮(zhèn)澳.植物組織培養(yǎng)與農(nóng)業(yè).植物生理學(xué)通訊[ J ].1995, 31(1): 62-641 ［7］李松.果蔗脫毒苗快繁栽培技術(shù).南方科技報(bào)[M].2006，05，10：B02

第二篇：Lhyona植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用-畢業(yè)論文

生命中，不斷地有人離開或進(jìn)入。于是，看見的，看不見的；記住的，遺忘了。生命中，不斷地有得到和失落。于是，看不見的，看見了；遺忘的，記住了。然而，看不見的，是不是就等于不存在？記住的，是不是永遠(yuǎn)不會(huì)消失？

植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

樂山師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)系2003級(jí)生物技術(shù) 石紅明

［摘 要］：通過(guò)有關(guān)植物組織培養(yǎng)方面的文獻(xiàn)綜述植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)上離體無(wú)性系的快速繁殖、培養(yǎng)無(wú)病毒種苗、新品種的選育和人工種子和種質(zhì)的保存方面的應(yīng)用，并對(duì)應(yīng)用的前景作簡(jiǎn)單的展望。［關(guān)鍵詞］：植物組織培養(yǎng) 農(nóng)業(yè)

植物組織培養(yǎng)（tissue culture）是二十世紀(jì)初興起的一項(xiàng)高新生物技術(shù)，至今已經(jīng)有一百多年的歷史，如今已成為了生物領(lǐng)域里面十分活躍的技術(shù)。植物組織培養(yǎng)開始走上工廠化和商業(yè)化始于20世紀(jì)六十年代，得利于花粉小孢子培養(yǎng)和原生質(zhì)體培養(yǎng)的成功［1］。和植物組織培養(yǎng)的歷史相比，中國(guó)的在這方面的研究起步算是比較早的，在二十世紀(jì)四十年代在這方面就有所研究，但是大范圍的發(fā)展起來(lái)還是始于二十世紀(jì)七十年代的花藥培養(yǎng)。

農(nóng)業(yè)對(duì)農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)植物的最終要求是提高產(chǎn)量和改進(jìn)質(zhì)量。常規(guī)方法是以有性雜交為作為指導(dǎo)進(jìn)行育種，這種方法局限性很大，而且周期長(zhǎng)，效果還不理想。植物組織培養(yǎng)為農(nóng)業(yè)的優(yōu)化提供了新的途徑，如今，植物組織培養(yǎng)已廣泛應(yīng)用于植物育種，在單倍體育種、胚培養(yǎng)、體細(xì)胞雜交、細(xì)胞突變體篩選、遺傳轉(zhuǎn)化等方面均取得了顯著成就。植物組織培養(yǎng)概述

植物組織培養(yǎng)，是指在人工控制的條件下，將植物體的任何一部分，或器官、或組織，或細(xì)胞，進(jìn)行離體培養(yǎng)，使之發(fā)育形成完整的植物體。所謂人工控制的條件，即營(yíng)養(yǎng)條件和環(huán)境條件；植物體的任伺一部分是指根、莖、葉、花、果以及它們的組織切片和細(xì)胞［2］。它的優(yōu)越性在于：可以在不受其他部分干擾的情況下研究被培養(yǎng)部分的生長(zhǎng)和分化規(guī)律。特點(diǎn)是：取材少，培養(yǎng)材料經(jīng)濟(jì)；人為控制培養(yǎng)條件，不受自然條件影響；生長(zhǎng)周期短，繁殖率高；管理方便，利于自動(dòng)化控制［3］。

植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性（totipotency）。一個(gè)生活的植物細(xì)胞，只要有完整的膜系統(tǒng)和細(xì)胞核，它就會(huì)有一整套發(fā)育成一個(gè)完整植株的遺傳基礎(chǔ)，在一個(gè)適當(dāng)?shù)臈l件下可以通過(guò)分裂、分化再生成完整植株，這就是所謂的細(xì)胞全能性［4］。

植物組織培養(yǎng)的基本方法［5］是材料選擇、培養(yǎng)基配置、接種與培養(yǎng)和最后的小

苗移栽。植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

植物組織培養(yǎng)應(yīng)用十分廣泛，特別是和植物密切相關(guān)一些領(lǐng)域。農(nóng)業(yè)主要是以植物的栽培種植為主，因此植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用是其應(yīng)用中十分重要的一個(gè)方面。目前植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要有以下四個(gè)方面：離體無(wú)性系的快速繁殖、培養(yǎng)無(wú)病毒種苗、新品種的選育和人工種子和種質(zhì)的保存。

2.1 離體無(wú)性系的快速繁殖

離體無(wú)性系的快速繁殖是組織培養(yǎng)在生產(chǎn)上應(yīng)用最廣泛、最成功的一個(gè)方面。無(wú)性系繁殖植物的主要特點(diǎn)是繁殖速度快，通常一年內(nèi)可以繁殖數(shù)以萬(wàn)計(jì)的種苗，特別對(duì)于名貴品種、稀優(yōu)種質(zhì)、優(yōu)良單株或新育成的品種的繁殖推廣具有重要的意義。

離體繁殖良種種苗最早在蘭花工業(yè)上獲得成功。蘭花成熟的種子中大多數(shù)的胚不能成活，種子不能發(fā)芽，通過(guò)球莖組織培養(yǎng)，使蘭花的繁殖系數(shù)大為提高，從而形成了20世紀(jì)60年代風(fēng)靡全球的“蘭花工業(yè)”。甘蔗繁殖用種量大，1hm2地需要7.5-15t的種蔗。采用莖尖、嫩葉組織培養(yǎng)繁殖種苗，節(jié)省了大量的種蔗，加速了優(yōu)良品種的推廣。其他如牡丹、香石竹、唐菖蒲和菊花等難以扦插的名貴品種以及無(wú)籽西瓜、草莓、獼猴桃、葡萄、菠蘿、櫻桃、桉樹、杉木等的無(wú)性快速繁殖都取得了進(jìn)展，有力地推動(dòng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

目前世界上80%~85%蘭花是通過(guò)組織培養(yǎng)進(jìn)行脫毒和快繁的。我國(guó)第一個(gè)將優(yōu)質(zhì)杉木組培苗進(jìn)行人工造林并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益；選用“雷林1號(hào)”優(yōu)良桉樹進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)的桉樹組培苗，結(jié)合常規(guī)營(yíng)養(yǎng)繁殖方法營(yíng)造大面積人工林也獲得了成功。目前我國(guó)為其他國(guó)家代加工生產(chǎn)或直接出口的組培苗品種有甘蔗、香蕉、百合、玉簪、大花萱草、唐菖蒲、絲石竹等近30種。另外，植物離體快繁也適合于一些價(jià)值較高的F1雜種植株的繁殖。如美國(guó)每年種植火炬松F1實(shí)生苗20億株，采用試管繁殖的約占10億株[6]。

2.2 培養(yǎng)無(wú)病毒種苗

許多植物都遭受到病毒病不同程度的危害。有的種類甚至同時(shí)受到數(shù)種病毒病的危害，嚴(yán)重地影響了產(chǎn)品的商品價(jià)值。對(duì)于無(wú)性繁殖的作物如絕大部分的果樹、部分蔬菜（洋蔥、大蒜、石刁柏、菊芋、馬鈴薯）和花卉（菊花、唐菖蒲、風(fēng)信子、秋海棠、月季）等，如遭受病毒侵染后，代代相傳，則體內(nèi)可以積累相當(dāng)高濃度的病毒，影響生長(zhǎng)和成活，嚴(yán)重危害生產(chǎn)的發(fā)展。而病毒病又不同于真菌和細(xì)菌病害，采用殺菌劑和抗生素等化學(xué)藥劑防止很難湊效。自從Morel(1952)發(fā)現(xiàn)采用莖尖培養(yǎng)的方法可以從嚴(yán)重感染病毒的植株得到無(wú)病毒苗后，這方面的工作引起了人們的重視。在許多園藝植物上進(jìn)行培育試驗(yàn)也相繼得到成功，從此莖尖培養(yǎng)就成為解決病毒病害的一個(gè)重要途徑。也可以采用莖尖培養(yǎng)與熱處理相結(jié)合的方法來(lái)提高莖尖培養(yǎng)的脫毒效果。對(duì)于一些木本果樹植物，如果莖尖培養(yǎng)得到的植株難以發(fā)根生長(zhǎng)，［8］且結(jié)果晚，則可采用莖尖微體嫁接的方法來(lái)培養(yǎng)無(wú)病毒苗。

利用組織培養(yǎng)生產(chǎn)無(wú)病毒苗的方法，已在許多果樹（柑橘、蘋果、草莓、葡萄）、蔬菜（馬鈴薯、大蒜）、花卉（蘭花、菊花、康乃馨、水仙、唐菖蒲）等作物的常規(guī)生產(chǎn)上得到應(yīng)用。目前中國(guó)已建成葡萄、蘋果、香蕉、馬鈴薯、甘蔗等作物脫毒快繁生產(chǎn)線多條。

2.3 新品種的選育

1964年，印度的Guha和Maheshwari在毛葉曼陀羅花藥培養(yǎng)中，成功地由花粉誘導(dǎo)得到了單倍體植株，從而促進(jìn)了花藥和花粉培養(yǎng)的研究，以后在煙草、水稻、小麥、玉米、番茄、甜椒、草莓、蘋果等多種植物上獲得成功。利用花藥和花粉培養(yǎng)誘導(dǎo)花粉發(fā)育成單倍體植株，單倍體植株經(jīng)過(guò)秋水仙素等藥劑處理后，染色體加倍可以獲得同源二倍體的純合系，其后代不會(huì)分離，可以直接用于選育雜種一代的親本或性狀純合的常規(guī)品種。前者如甜辣椒“海豐12號(hào)”的親本，后者如甜椒“海花3號(hào)”。與常規(guī)育種方法相比，通過(guò)花藥花粉培養(yǎng)獲得單倍體的單倍體育種方法，可以在短時(shí)間內(nèi)得到作物的純系，從而加快了育種進(jìn)程。

我國(guó)在利用花藥和花粉培養(yǎng)進(jìn)行單倍體育種方面處于世界先進(jìn)水平，取得了很大成就。我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)的N6培養(yǎng)基和馬鈴薯培養(yǎng)基，不僅在國(guó)內(nèi)得到推廣，在國(guó)外也被采用。我國(guó)利用花藥和花粉培養(yǎng)已培育出許多優(yōu)良品種，僅在“七五”期間，我國(guó)通過(guò)花藥和花粉培養(yǎng)培育出的新品種和新品系就已超過(guò)20個(gè)。其中著名的如小麥“京花1號(hào)”、“京花3號(hào)”，水稻“中花8號(hào)”、“中花9號(hào)”等，其累積推廣面積均超過(guò)了66.7萬(wàn)hm2（1000萬(wàn)畝）；已審定的品種如水稻中花10號(hào)、中花11號(hào)累計(jì)推廣面積約250萬(wàn)畝、南抗2號(hào)約15萬(wàn)畝，還有花培

528、贛早秈11號(hào)；小麥京花3號(hào)推廣約100萬(wàn)畝等。在生產(chǎn)上已應(yīng)用的新品種如花培

28、花

535、花86-5，前兩個(gè)品種已推廣約100萬(wàn)畝以上。新品系有水稻花8504；小麥京單84-1685、中8701、中8606、花

57、花95-

2、花12、851373、852163、86912；煙草單育1號(hào)和單育3號(hào)等。

近幾年來(lái)，通過(guò)組織培養(yǎng)和有關(guān)技術(shù)又培育出了很多新品種，這些新品種都有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病或早熟等優(yōu)良性狀，有的仍在擴(kuò)大種植和推廣中。

2.4 人工種子和種質(zhì)的保存

生命物質(zhì)的保存，已引起許多科研工作者的興趣，其中包括原核生物、植物及動(dòng)物材料的保存，種質(zhì)保存的目的是為了確保有用的種質(zhì)能在任何時(shí)候都具有生命力。組織培養(yǎng)能安全地保存植物的細(xì)胞、愈傷組織或分生組織，且在儲(chǔ)藏幾年后，仍能穩(wěn)定地產(chǎn)生再生過(guò)程。通過(guò)無(wú)性系繁殖保存作物已成為迫切要求，尤其對(duì)于熱帶作物。另外，由于自然和人為的破壞，許多具有或可能具有育種價(jià)值的能成為基因庫(kù)的品系在消失，作物栽培品種、親本植物品系以及突變種也通常需要保存。種質(zhì)資源的保存和基因庫(kù)的建立在育種工作中是十分重要的。

由于許多植物的組織和細(xì)胞培養(yǎng)物在液氮超低溫條件下貯藏后，仍然能夠保持很高的存活率并能重新再生出植株，保持原來(lái)的遺傳特性，因此可以利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)保存植物種質(zhì)資源，從而節(jié)省了大量的人力和土地資源。如建立莖尖分生組織培養(yǎng)物的超低溫保存種質(zhì)庫(kù)時(shí), 不僅可以防止種質(zhì)的遺傳變異和退化, 而且可以長(zhǎng)期保存無(wú)病毒的原種。我國(guó)對(duì)水稻、小麥、玉米、甘蔗、馬鈴薯、紅豆、草莓、唐菖蒲、三分

三、長(zhǎng)春花等植物的莖尖分生組織、愈傷組織、胚狀體和幼胚、花粉等材料, 展開了材料特性、預(yù)處理、光照、冰凍保護(hù)劑、降溫冰凍方法對(duì)恢復(fù)生長(zhǎng)的影響以及種質(zhì)保存后遺傳性狀分析等研究。

將植物材料以組培形式保存在容器內(nèi)運(yùn)輸，開展國(guó)家、地區(qū)間的種質(zhì)資源交換和植物商品交流，不僅能夠節(jié)省時(shí)間和空間，降低運(yùn)輸成本，而且能夠減少種子和非試管植株材料所攜帶的有害生物的危險(xiǎn)。設(shè)在秘魯首都利馬的國(guó)際馬鈴薯中心已對(duì)14個(gè)國(guó)家以組培形式運(yùn)輸，以后，甘蔗、姜、甘薯及多種花卉在國(guó)家間也采用了組培形式進(jìn)行商品交流。植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用前景

組織培養(yǎng)是分離和誘導(dǎo)產(chǎn)生突變體的有效途徑，在作物改良上的作用已隨著通過(guò)花藥培育的新品種的產(chǎn)生而得到證明。其應(yīng)用于作物改良的優(yōu)點(diǎn)是：(1)加速雜交后代遺傳特性的穩(wěn)定，使雜種從雜合子迅速達(dá)到純合，從而縮短了育種周期，提高選擇效率；(2)誘變處理群體大，誘變率高，篩選方便時(shí)間短，可以在人力控制條件下篩選出特定的細(xì)胞群體，便于進(jìn)行遺傳分析。

但應(yīng)用過(guò)程中也存在一定的問題：其一，不同基因型材料的花粉植株生產(chǎn)率差異很大，許多組合H2代優(yōu)良基因型不能完全表達(dá)，尤其是秈型材料的花粉植株生產(chǎn)率距離育種的要求還很遠(yuǎn)。其二，誘變這一領(lǐng)域處于嘗試階段，我們還未建立能有選擇地增強(qiáng)所期望的植株變異頻率，對(duì)于誘變劑量、篩選方法和時(shí)機(jī)以及白化苗的

控制等問題的解決都有待于探明。

植物組織培養(yǎng)快速繁殖能快速繁衍瀕危植物，使物種得以保存。快速繁殖的植株能保持母本的生物學(xué)特性和遺傳性狀，并可在短期內(nèi)種植于田間，是當(dāng)前植物細(xì)胞工程中最有效、應(yīng)用最廣泛的方法之一。

組織保存的方法和技術(shù)近年來(lái)逐漸增多，但實(shí)際應(yīng)用過(guò)程還存在許多空白。因?yàn)樘烊环N子保存具有優(yōu)越性，組織保存必須人工處理才能儲(chǔ)存，所以有時(shí)種子保存顯得簡(jiǎn)便有利。但在特殊情況下，組織和細(xì)胞不能被種子取代時(shí)，組織保存法就為其提供了一種新的可能途徑。將來(lái)建立一個(gè)植物組織培養(yǎng)種質(zhì)儲(chǔ)藏所是有可能的。

［參考文獻(xiàn)］：［1］崔德才，徐培文.植物組織培養(yǎng)與工廠化育苗.第一版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.5

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［4］崔德才，徐培文.植物組織培養(yǎng)與工廠化育苗.第一版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.8 ［5］王忠.植物生物學(xué).第一版.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2002.325~328 ［6］王學(xué)利，孫世海，王震星，馮峰.植物組織培養(yǎng)及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用.天津農(nóng)林科技[J]，2005.(04)：25~27 ［7］夏鎮(zhèn)澳.植物組織培養(yǎng)與農(nóng)業(yè).植物生理學(xué)通訊[ J ].1995, 31(1): 62-641 ［8］李松.果蔗脫毒苗快繁栽培技術(shù).南方科技報(bào)[M].2006，05，10：B02

Application of Plant Tissue Culture at Agriculture

Shi Hongming [Abstract]:The paper shows that the tissue culture plays an important role in the application of agriculture by analyzing the documents of tissue culture and indicate its outlook of the application.[Key words]: plant tissue culture;agriculture

第三篇：植物組織培養(yǎng)論文

植物組織培養(yǎng)的發(fā)展及其應(yīng)用

劉兆書、王夢(mèng)瑤、王瑞雄、尹樹明、左通通

（石河子大學(xué)，生命科學(xué)學(xué)院，新疆石河子，832000）

摘要:植物組織培養(yǎng)作為一種有效的技術(shù)手段已被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域。本文從植物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展，總結(jié)了植物組織培養(yǎng)的發(fā)展歷史及發(fā)展現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了組織培養(yǎng)技術(shù)在育種和脫毒快繁方面的應(yīng)用，為今后植物組織培養(yǎng)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：植物組織培養(yǎng)；發(fā)展；快繁；脫毒；育種

德國(guó)的植物生理學(xué)家Haberlandt提出細(xì)胞全能性理論以后，在無(wú)數(shù)科學(xué)家的努力下，植物組織培養(yǎng)經(jīng)過(guò)近百年的發(fā)展歷程后，該技術(shù)日趨完善和成熟，得到了廣泛的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，研究領(lǐng)域的不斷拓展與深入，植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用也越發(fā)的廣泛。育種方面的應(yīng)用非常廣泛，已經(jīng)形成了一門理論和技術(shù)；在工廠化育苗方面，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)價(jià)值;同時(shí)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展也促進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)、食品、工業(yè)、醫(yī)藥業(yè)等領(lǐng)域發(fā)展，現(xiàn)就植物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用作簡(jiǎn)單總結(jié)。

1、植物組織培養(yǎng)的發(fā)展

1.1植物組織培養(yǎng)的發(fā)展歷史

1838-1839年，德國(guó)的植物學(xué)家T.Schleidon和動(dòng)物學(xué)家T.Schwann提出細(xì)胞學(xué)說(shuō)。1902年德國(guó)的植物學(xué)家Haberlandt提出:高等植物的器官和組織，具有植物細(xì)胞全能性。1904年Harming在無(wú)機(jī)鹽和蔗糖溶液中對(duì)蘿卜和辣根菜的胚進(jìn)行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)離體胚可以發(fā)育成熟，并提前萌發(fā)成小苗。1937年White發(fā)現(xiàn)了B族維生素，建立了第一個(gè)由已知化合物組成的培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基被定名為White培養(yǎng)基。同時(shí)法國(guó)的Gautherer和Nobecourt也發(fā)現(xiàn)了B族維生素的重要性，三個(gè)人被譽(yù)為植物組織培養(yǎng)學(xué)科的奠基人。1952年Morel和Martin通過(guò)莖尖分生組織的離體培養(yǎng)，從已受病毒侵染的大麗花中首次獲得脫毒植株。1953-1954年Muir利用震蕩培養(yǎng)和機(jī)械方法獲得了萬(wàn)壽菊和煙草的單細(xì)胞，實(shí)施了看護(hù)培養(yǎng)，使單細(xì)胞培養(yǎng)獲得了成功。1957年Skoog和Miller提出生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素控制器官形成。1958年英國(guó)學(xué)者Steward通過(guò)體細(xì)胞胚胎發(fā)生途徑獲得了人工體細(xì)胞胚，這一實(shí)驗(yàn)證實(shí)了Haberlandt的細(xì)胞全能性理論。到20世紀(jì)60年代組織培養(yǎng)進(jìn)入快速發(fā)展階段，在基礎(chǔ)理論、實(shí)際操作方面不斷取得進(jìn)展，比如在植物體細(xì)胞雜交、單倍體育種、種質(zhì)資源保存、快速育苗、人工種子制造、次生代謝物生產(chǎn)等方面取得了可喜的成果。

1.2植物組織培養(yǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

1.2.1國(guó)內(nèi)的研究發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)的組織培養(yǎng)與國(guó)外相比起步相對(duì)較晚，但發(fā)展卻比較快。20世紀(jì)70年代我國(guó)掀起了單倍體育種的高潮，在作物育種上取得了一些實(shí)用性的成果。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)用花藥或花粉育出的植物已超過(guò)22科52屬160種。目前我國(guó)組培已經(jīng)進(jìn)入了生產(chǎn)階段，實(shí)現(xiàn)了花卉、果樹、蔬菜等100多個(gè)品種的工廠化生產(chǎn)?；ɑ艹隹谀陝?chuàng)匯達(dá)800多萬(wàn)美元。

1.2.2國(guó)外植物組織培養(yǎng)的研究發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)外的組培發(fā)展的比較快，20世紀(jì)70年代在美國(guó)形成了蘭花產(chǎn)業(yè)。80年代后，以商品為目的的組培苗生產(chǎn)量以20%-30%的速度遞增，年產(chǎn)組培苗在10萬(wàn)株以上的植物微繁殖公司約占50%，年產(chǎn)量大于50萬(wàn)株的公司約占25%，整個(gè)西歐年產(chǎn)組培苗達(dá)2億多株。

2、工廠化植物快繁及脫毒方面的應(yīng)用

組織培養(yǎng)技術(shù)有幾乎不受地理環(huán)境和季節(jié)的限制、遺傳背景一致、生長(zhǎng)周期短、成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，結(jié)合莖尖培養(yǎng)方法可以去除植物病毒、使植物復(fù)壯、提高質(zhì)量和產(chǎn)量，所以，離體快繁和植物脫毒是目前植物組織培養(yǎng)應(yīng)用最廣泛的一個(gè)方面，尤其在蘭花、名貴樹種、馬鈴薯、草毒等無(wú)性繁殖為主的植物顯的更是尤為重要。據(jù)估計(jì)，目前全球有關(guān)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的年交易額約為1 500億美元，其中50%一60%與農(nóng)業(yè)有關(guān)。植物組培苗的貿(mào)易額約占總額的10%，即150億美元，并以每年15%速度遞增。

在我國(guó)，離體快繁育苗技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用起步于20世紀(jì)80年代初。如華樂種苗有限公司，年生產(chǎn)能力在500萬(wàn)株以上蘭花克隆苗，主要出口日本、美國(guó)、荷蘭、德國(guó)等，北京杉友蘭業(yè)生物科技有限公司，年生產(chǎn)能力為350萬(wàn)株蘭花克隆苗，連云港振興恒巨生物科技有限公司，年生產(chǎn)蝴蝶蘭克隆苗3 000萬(wàn)株，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷歐洲、美洲、亞洲等十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)植物快繁涉及觀賞植物、蔬菜、果樹、藥材等300種以上，其中觀賞園藝植物約200種，約占60%。在脫毒方面，如通過(guò)脫毒的馬鈴薯、甘蔗、甘薯、大蒜、草毒、香蕉平均可以增產(chǎn)30%以上，蘭花、水仙、康乃馨、大麗花通過(guò)脫毒后植株生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)、花色艷麗、花朵大、產(chǎn)量高。

3、在植物育種上的應(yīng)用

植物組織培養(yǎng)技術(shù)對(duì)培育優(yōu)良作物品種開辟了全新的途徑。目前，國(guó)內(nèi)外已把植物組織培養(yǎng)普遍應(yīng)用于作物育種，并在單倍體育種、胚胎育種、細(xì)胞融合育種、細(xì)胞突變育種、基因工程育種等方面取得了較大進(jìn)展。3.1單倍體培養(yǎng)育種

通過(guò)對(duì)植物的花藥、花粉、未受精的子房或胚珠進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得單倍體(其中以花藥和花粉培養(yǎng)應(yīng)用最為廣泛)，單倍體在培養(yǎng)過(guò)程中利用秋水仙素處理，可使染色體加倍，成為純合二倍體植株，這種培養(yǎng)技術(shù)在育種上的應(yīng)用稱為單倍體育種。研究表明，常規(guī)育種一般需要8-10 天或更長(zhǎng)的時(shí)間，而通過(guò)單倍體進(jìn)行育種一般僅需要4-5 天的時(shí)間，單倍體育種具有程序簡(jiǎn)單、育種周期短、基因型一次純合等優(yōu)點(diǎn)，單倍體育種是常規(guī)育種程序和方法的重大改革，尤其在林業(yè)等生長(zhǎng)周期長(zhǎng)的物種中效果更為顯著。因此，單倍體育種在國(guó)際上引起了很大的重視，各國(guó)紛紛開展單倍體育種方面的研究工作。3.2胚胎培養(yǎng)育種

植物的胚(包括成熟胚和幼胚)、胚珠、子房和胚乳的離體培養(yǎng)技術(shù)統(tǒng)稱為胚胎培養(yǎng)，其應(yīng)用領(lǐng)域主要包括胚胎發(fā)育機(jī)理、克服雜交不親合、胚胎拯救、克服自交不親和、克服珠心胚的干擾、打破種子體眠、獲得體細(xì)胞胚和人工種子等方面，因此在農(nóng)作物、園藝作物、林木和藥用植物上有著廣泛應(yīng)用。

在克服雜交不親合、克服自交不親和方面主要通過(guò)植物離體受精來(lái)實(shí)現(xiàn)，在廣義上通過(guò)離體柱頭授粉、離體子房授粉、離體胚珠授粉、離體精細(xì)胞和卵細(xì)胞融合等均稱做植物離體受精。但嚴(yán)格意義上的離體受精或試管受精是20世紀(jì)90年代精、卵離體融合成功。該技術(shù)不僅可以克服植物授粉不親和問題，還可以進(jìn)行胚胎、種子和果實(shí)發(fā)育機(jī)理等基礎(chǔ)研究。人工分離的精細(xì)胞和卵細(xì)胞融合后進(jìn)行合子胚培養(yǎng)，已在玉米、藥用牡丹、嬰粟、煙草等植物上獲得成功。植物離體受精技術(shù)是植物細(xì)胞工程中的重要實(shí)驗(yàn)技術(shù)，為研究植物胚胎發(fā)育機(jī)理提供了新的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，為開發(fā)新的植物轉(zhuǎn)基因途徑提供了可能。

胚培養(yǎng)在打破種子體眠應(yīng)用較為廣泛，種子體眠的原因很多，利用組織培養(yǎng)方式打破種子體眠一般有種胚發(fā)育不全或種子含抑制物抑制種胚發(fā)芽2種情況，如胚乳發(fā)育尚不完全的蘭科種子可以通過(guò)組織培養(yǎng)的方式獲得再生植棵，而鶯尾屬、薔薇科、野麥等植物可以通過(guò)組織培養(yǎng)的方式打破抑制物對(duì)種子發(fā)芽的影響。另外，胚培養(yǎng)還可以應(yīng)用于胚胎拯救。

胚乳培養(yǎng)的主要目的是獲得具有利用價(jià)值的三倍體植株，再經(jīng)過(guò)染色體加倍獲得六倍體，從而育出多倍體新品種。目前有40多種植物的胚乳培養(yǎng)達(dá)到了不同程度的細(xì)胞分化或器官分化，不少植物已獲得了再生植株。我國(guó)在馬鈴薯、小麥、水稻、蘋果、桃、稱猴桃等多種植物上得到了胚乳再生植株。同時(shí)，胚乳培養(yǎng)產(chǎn)生的混倍體，可用于染色體工程方面的研究。3.3細(xì)胞融合培養(yǎng)育種

細(xì)胞融合所使用的材料一般是指利用除去植物細(xì)胞壁的裸露細(xì)胞即原生質(zhì)體，通過(guò)原生質(zhì)體融合，可克服種、屬以上植物有性雜交不親和性障礙，為廣泛重組遺傳物質(zhì)開辟了新途徑。同時(shí)，因去壁后的原生質(zhì)體消除了核酶等對(duì)外源DN A的破壞，為攜帶外源遺傳物質(zhì)的大分子滲入細(xì)胞創(chuàng)造條伴。另外，在有些沒有有性生殖能力或其有性生殖能力很低(如香蕉、木薯、馬鈴薯、甘蔗等)的植物作物改良中，體細(xì)胞雜交具有不可取代的重要性。通過(guò)大量的研究認(rèn)為葉肉組織分離的原生質(zhì)體較好，遺傳性較為一致。在原生質(zhì)體融合方面主要有物理(如電融合)、化學(xué)(如高PIE高鈣、聚乙二醇)、生物(如仙臺(tái)病毒)等融合方式。3.4細(xì)胞突變體育種

在研究中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)愈傷組織獲得的再生植株中常常出現(xiàn)基因型變異。這是因?yàn)闊o(wú)論是愈傷組織還是細(xì)胞培養(yǎng)，培養(yǎng)細(xì)胞均處在不斷分生狀態(tài)，容易受培養(yǎng)條件和外界環(huán)境(如物理因素、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而產(chǎn)生誘變。利用這一特點(diǎn)結(jié)合人工誘變方法包括物理誘變(Y射線、X射線、電子束、離子束、激光、紫外線等)、化學(xué)誘變(甲基磺酸乙醋、秋水仙素、疊氮化鈉、平陽(yáng)霉素、52BU ,EB等)和生物誘變(轉(zhuǎn)座子插入突變、跳躍基因等)獲得了一大批植物新品種和新材料。目前，這種方法已篩選出抗病、抗鹽、高賴氨酸、高蛋白、矮稈高產(chǎn)的植物突變體。

3.5基因工程育種

通過(guò)基因槍或農(nóng)桿菌進(jìn)行植物基因工程育種的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一是建立一個(gè)高效的組織培養(yǎng)再生體系。植物遺傳轉(zhuǎn)化的理想受體系統(tǒng)應(yīng)具有高效穩(wěn)定的再生能力，研究認(rèn)為用于基因轉(zhuǎn)化的受體系統(tǒng)，應(yīng)具有80%-90%的再生頻率，且每個(gè)外植體必須具有能再生的叢生芽，其芽數(shù)量越多越好。目前，用于遺傳轉(zhuǎn)化的受體主要有二種途徑，一是外植體在激素的誘導(dǎo)下產(chǎn)生愈傷組織后再培養(yǎng)成體細(xì)胞胚即體細(xì)胞胚發(fā)生途徑，二是誘導(dǎo)外植體產(chǎn)生單極性不定芽后再培養(yǎng)生成完整的再生植株即器官發(fā)生途徑。目前，與組培技術(shù)結(jié)合的轉(zhuǎn)基因的方法主要有農(nóng)桿菌介導(dǎo)和基因槍兩種方法。

參考文獻(xiàn)：

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第四篇：植物組織培養(yǎng)問題釋疑

植物組織培養(yǎng)問題釋疑

問題一、在選修3的現(xiàn)代生物技術(shù)專題中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)許多影響操作的因素，如植物組織培養(yǎng)脫分化和再分化的影響因素。

植物組織培養(yǎng)的影響因素有哪些？

植物組培的影響因素

試題：（2018年4月浙江選考試題）取田間不同品種水稻的幼胚，先進(jìn)行，然后接種到培養(yǎng)基中培養(yǎng)，幼胚發(fā)生

形成愈傷組織，并進(jìn)行繼代培養(yǎng)。用含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌侵染愈傷組織，再培養(yǎng)愈傷組織，以便獲得抗蟲的轉(zhuǎn)基因水稻。影響愈傷組織能否成功再生出植株的因素有：培養(yǎng)條件如光溫、培養(yǎng)基配方如植物激素配比、以及

（答

2點(diǎn)即可）。

答案：消毒；脫分化；水稻的基因型、愈傷組織繼代的次數(shù)

解析：進(jìn)行組織培養(yǎng)前，要先對(duì)外植體（題中幼胚）進(jìn)行消毒，幼胚先發(fā)生脫分化形成愈傷組織。影響愈傷組織能夠成功再生出植株的因素有：培養(yǎng)條件如光溫、培養(yǎng)基配方如植物激素配比、以及水稻的基因型、愈傷組織繼代的次數(shù)等。

植物組織培養(yǎng)影響的因素有內(nèi)因和外因。

內(nèi)因

主要是遺傳特性和生理特性，不同的器官組織類型產(chǎn)生的愈傷組織器官分化明顯不同，這是由基因型決定的；個(gè)體發(fā)育的年齡，如發(fā)育細(xì)嫩的組織容易脫分化為愈傷組織，也容易誘導(dǎo)器官分化；愈傷組織生理狀態(tài)，如繼代的次數(shù)越多，器官分化能力越差。

外因

主要有營(yíng)養(yǎng)條件（無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物、植物激素和天然復(fù)合物等）和環(huán)境條件（滲透壓、光照、溫度、濕度和pH等）。

[資料1]在快速繁殖顫楊時(shí)，如果我們將一個(gè)枝條平均分成三段，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，靠近頂端的那一段枝條的側(cè)芽離體培養(yǎng)時(shí)繁殖系數(shù)最高，中間的次之，基部的最低。

結(jié)論：外植體在植株上的著生位置對(duì)其脫分化及再分化有一定的影響。

[資料2]在MS培養(yǎng)基中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5mg/L的6-BA和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5mg/L的NAA，可誘導(dǎo)胡蘿卜形成愈傷組織；在MS培養(yǎng)基中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2mg/L的KT（激動(dòng)素）和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2mg/L的NAA，可誘導(dǎo)胡蘿卜生出叢芽；在MS培養(yǎng)基中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1mg/L的NAA，可誘導(dǎo)胡蘿卜生根。

結(jié)論：生長(zhǎng)素及細(xì)胞分裂素的比例可影響細(xì)胞的脫分化及再分化。

[資料3]將外植體培養(yǎng)在黑暗條件下，10天左右即可形成高度液泡化的愈傷組織，但是若將外植體培養(yǎng)在光照條件下，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞分化產(chǎn)生維管束等組織，而不形成愈傷組織。

結(jié)論：愈傷組織的形成需要避光。

[資料4]研究煙草組織培養(yǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，煙草芽的形成以28度為好，在12度以下，33度以上形成率均很低。

結(jié)論：脫分化及再分化都需要在適宜的溫度條件下進(jìn)行。

問題二

大家都知道植物的全能性比動(dòng)物細(xì)胞容易得多，但植物組織培養(yǎng)也會(huì)受到許多因素的影響。浙科版選修3教材第23頁(yè)有一較大篇幅專門講了植物組織培養(yǎng)的影響因素（如下所示）。

選修3教材第23頁(yè)

影響植物組織培養(yǎng)全能性表現(xiàn)的因素有哪些？

典型試題解析

試題：（2018年4月浙江省選考試題）回答與基因工程和植物克隆有關(guān)的問題。

（1）將含某抗蟲基因的載體和含卡那霉素抗性基因的載體pBI121均用限制性核酸內(nèi)切酶EcoR

I酶切，在切口處形成。選取含抗蟲基因的DNA片段與切割后的pBI121用DNA連接酶連接。在兩個(gè)片段相鄰處形成，獲得重組質(zhì)粒。

（2）已知用CaCl2處理細(xì)菌，會(huì)改變其某些生理狀態(tài)。取CaCl2處理過(guò)的農(nóng)桿菌與重組質(zhì)粒在離心管內(nèi)進(jìn)行混合等操作，使重組質(zhì)粒進(jìn)入農(nóng)桿菌，完成實(shí)驗(yàn)。在離心管中加入液體培養(yǎng)基，置于搖床慢速培養(yǎng)一段時(shí)間，其目的是，從而表達(dá)卡那霉素抗性基因，并大量增殖。

（3）取田間不同品種水稻的幼胚，先進(jìn)行，然后接種到培養(yǎng)基中培養(yǎng)，幼胚發(fā)生

形成愈傷組織，并進(jìn)行繼代培養(yǎng)。用含重組質(zhì)粒的農(nóng)桿菌侵染愈傷組織，再培養(yǎng)愈傷組織，以便獲得抗蟲的轉(zhuǎn)基因水稻。影響愈傷組織能否成功再生出植株的因素有：培養(yǎng)條件如光溫、培養(yǎng)基配方如植物激素配比、以及

（答2點(diǎn)即可）。

答案：

（1）粘性末端；磷酸二酯鍵

（2）轉(zhuǎn)化；使CaCl2處理過(guò)的農(nóng)桿菌恢復(fù)細(xì)胞的正常狀態(tài)

（3）消毒；脫分化；水稻的基因型、愈傷組織繼代的次數(shù)

解析：

（1）用限制性核酸內(nèi)切酶EcoR

I酶切含某抗蟲基因的載體和含卡那霉素抗性基因的載體pBI121，可在切口處形成黏性末端。用DNA連接酶連接含抗蟲基因的DNA片段與切割后的pBI121，可在兩個(gè)片段相鄰處形成磷酸二酯鍵，獲得重組質(zhì)粒。

（2）取CaCl2處理過(guò)的農(nóng)桿菌與重組質(zhì)粒在離心管內(nèi)進(jìn)行混合等操作，使重組質(zhì)粒進(jìn)入農(nóng)桿菌，完成轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。在離心管中加入液體培養(yǎng)基，置于搖床慢速培養(yǎng)一段時(shí)間，其目的是：使CaCl2處理過(guò)的農(nóng)桿菌恢復(fù)細(xì)胞的正常狀態(tài)。

（3）在進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時(shí)，取田間不同品種水稻的幼胚，先進(jìn)行消毒，以清除其表面附著的微生物；然后接種到培養(yǎng)基中培養(yǎng)，幼胚發(fā)生脫分化形成愈傷組織，并進(jìn)行繼代培養(yǎng)。影響愈傷組織能否成功再生出植株的因素有:培養(yǎng)條件如光溫、培養(yǎng)基配方如植物激素配比、以及水稻的基因型、愈傷組織繼代的次數(shù)等。

植物組織培養(yǎng)影響因素

在植物離體培養(yǎng)過(guò)程中，影響植物細(xì)胞形態(tài)發(fā)生的因素有外因和內(nèi)因。外因是培養(yǎng)植物細(xì)胞的培養(yǎng)基和環(huán)境條件。內(nèi)因是植物細(xì)胞遺傳性和生理狀態(tài)。

1.培養(yǎng)基與環(huán)境條件

（1）培養(yǎng)基

培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)類物質(zhì)對(duì)植物細(xì)胞形態(tài)的發(fā)生有較大的影響。在對(duì)根和芽分化的研究中發(fā)現(xiàn)，根或芽分化取決于生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的配比，這就是著名的控制器官分化的激素模式（如圖）。

一般情況下，對(duì)器官的發(fā)生不僅取決于兩種激素的配比，還與濃度有關(guān)。當(dāng)然，其他激素也有一定的作用。

培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)器官分化和胚狀體的形成也有重要的作用。例如，生根培養(yǎng)對(duì)無(wú)機(jī)鹽離子的要求要低一些，常用減半的MS培養(yǎng)基。糖的種類和濃度也影響器官分化和胚狀體的發(fā)生。

培養(yǎng)基的物理性質(zhì)，如pH、滲透壓、固態(tài)或液態(tài)對(duì)細(xì)胞形態(tài)的發(fā)生也有影響。培養(yǎng)基滲透壓是影響植物形態(tài)發(fā)生的重要因素，而糖對(duì)培養(yǎng)基滲透壓起決定作用。

（2）環(huán)境條件

光照和溫度對(duì)器官分化和胚狀體形成有重要影響。不同的組織培養(yǎng)對(duì)光的要求不同，影響器官分化和胚狀體形成的光包括光強(qiáng)、光周期和光質(zhì)。通常許多培養(yǎng)物需要1000－1500lx光強(qiáng)。光照長(zhǎng)度對(duì)正常光周期反應(yīng)的植物器官分化有影響。不同光質(zhì)中，紅光有利于光生長(zhǎng)。

一般培養(yǎng)的溫度25度左右，溫度在適當(dāng)范圍內(nèi)高低變化對(duì)器官發(fā)生的數(shù)量和質(zhì)量有影響。

2.培養(yǎng)材料的生理?xiàng)l件

（1）器官的組織類型

不同植物的器官組織產(chǎn)生的愈傷組織器官分化明顯不同，且差異很大。這是有材料的基因型決定的，如胡蘿卜、煙草等培養(yǎng)物容易誘導(dǎo)器官形成，而棉花、豆類等較難。同種植物不同器官組織形成的愈傷組織，一般在器官發(fā)生上差異不顯著。

（2）個(gè)體發(fā)育的年齡

外植體幼嫩比較容易形成愈傷組織，也容易誘導(dǎo)器官分化。

（3）愈傷組織生理狀態(tài)

愈傷組織年齡對(duì)器官分化也有影響，一般愈傷組織繼代次數(shù)越多，器官的分化能力越低。

第五篇：論植物組織培養(yǎng)學(xué)習(xí)心得

論植物組織培養(yǎng)學(xué)習(xí)心得

摘要：經(jīng)過(guò)大三一個(gè)學(xué)期，我有幸選修了一門有關(guān)于植物組織培養(yǎng)的課程，作為一個(gè)人文院法學(xué)學(xué)生，我對(duì)于理科，尤其是農(nóng)學(xué)方面了解甚淺。我懷著無(wú)比激動(dòng)和忐忑的心情上了這門課，畢竟對(duì)我來(lái)說(shuō)這就像是開啟了一個(gè)新世界的大門，所有一些知識(shí)都對(duì)我來(lái)說(shuō)是新鮮的。經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，我也掌握了一些植物組織培養(yǎng)方面的知識(shí)，雖然說(shuō)并不是太多，但是我覺得這都對(duì)我以后的發(fā)展和開闊視野都提供了很大的幫助。

關(guān)鍵詞：植物培養(yǎng)；植物組織與法學(xué)的關(guān)系；對(duì)自己的幫助

一、植物組織培養(yǎng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容

1、組織培養(yǎng)

植物組織培養(yǎng)，主要的原因有兩個(gè)，第一個(gè)是為了基因轉(zhuǎn)化做基礎(chǔ)，還有一點(diǎn)是為了開發(fā)藥用植物。

植物組織培養(yǎng)概念又叫離體培養(yǎng)，指從植物體分離出符合需要的組織。器官或細(xì)胞，原生質(zhì)體等，通過(guò)無(wú)菌操作，在人工控制條件下進(jìn)行培養(yǎng)以獲得再生的完整植株或生產(chǎn)具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的其他產(chǎn)品的技術(shù)。植物組織培養(yǎng)概念（狹義）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(jìn)行培養(yǎng)獲得再生植株，也指在培養(yǎng)過(guò)程中從各器官上產(chǎn)生愈傷組織的培養(yǎng)，愈傷組織再經(jīng)過(guò)再分化形成再生植物。

它的作用大致分為三點(diǎn)：①組織培養(yǎng)是研究植物生長(zhǎng)和分化規(guī)律的重要手段 組織培養(yǎng)是在人工控制條件下培養(yǎng)外植體再生器官或植株的技術(shù)，可以在不受植株體其它部分干攏下研究被培養(yǎng)部分生長(zhǎng)和分化的規(guī)律，并可以利用各種培養(yǎng)條件影響它們的發(fā)育進(jìn)程。②組織培養(yǎng)是開展生物工程的基本技術(shù) 各種基因轉(zhuǎn)移和基因重組技術(shù)是組織培養(yǎng)基礎(chǔ)上建應(yīng)的。③組織培養(yǎng)可快速繁殖植物種苗 目前組織培養(yǎng)在無(wú)性系的快速繁殖、無(wú)病毒種苗培育、新品種的選育、人工種子和種質(zhì)保存、藥用植物和次生物質(zhì)的工業(yè)化生產(chǎn)等方面的應(yīng)用已十分廣泛。

2，馬鈴薯的脫毒

脫毒種薯是指馬鈴薯種薯經(jīng)過(guò)一系列技術(shù)措施清除薯塊體內(nèi)的病毒后，獲得的無(wú)病毒或極少有病毒侵染的種薯，它具有早熟、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。馬鈴薯的產(chǎn)量和質(zhì)量與種薯密切相關(guān)。種薯不行，產(chǎn)量和質(zhì)量就會(huì)大打折扣，病毒一旦侵入馬鈴薯植株和塊莖，就會(huì)引起馬鈴薯嚴(yán)重退化，并產(chǎn)生各種病癥，導(dǎo)致馬鈴薯產(chǎn)量大幅下降。因此，要經(jīng)過(guò)一系列物理、化學(xué)、生物等技術(shù)清除薯塊體內(nèi)病毒的種薯。這項(xiàng)技術(shù)我國(guó)早在6年前就在馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)推行，通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)大田平均增產(chǎn)30%—50%。

那么到底是怎么脫毒的呢？首先，應(yīng)該做的是取材與消毒。將欲脫毒的品種塊莖催芽,芽長(zhǎng)4～5cm時(shí),剪芽并剝?nèi)ネ馊~,自來(lái)水下沖洗40min,于無(wú)菌室內(nèi)用漂白粉溶液消毒后,無(wú)菌水沖洗2～3次。其次第二個(gè)就是應(yīng)該剝離和接種：在無(wú)菌室內(nèi),于40倍的解剖鏡下,剝?nèi)?個(gè)葉原基的莖尖,接種于MS莖尖培養(yǎng)基的試管中。試管中的MS莖尖培養(yǎng)基包括大量元素、微量元素、有機(jī)成分和生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、蔗糖和瓊脂,pH值為5.8,經(jīng)高壓滅菌后使用,每試管接種1個(gè)莖尖。再次是有一個(gè)合適的培養(yǎng)條件，接種的莖尖培養(yǎng)于25℃、1500～3000lx光照條件下培養(yǎng)室內(nèi),3個(gè)月則長(zhǎng)成3～4片葉的小植株。在無(wú)菌條件下,進(jìn)行切段擴(kuò)繁1次,取部分苗進(jìn)行病毒檢測(cè)。最后是病毒檢測(cè)，病毒檢測(cè)是莖尖脫毒不可缺少的步驟,常用鑒別寄主即指示植物或血清學(xué)方法進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)多次檢測(cè),及時(shí)淘汰血清學(xué)陽(yáng)性反應(yīng)或在指示植物上有癥狀的莖尖苗,無(wú)任何反應(yīng)的莖尖苗即脫毒苗用作繁殖。

3，植物組織培養(yǎng)應(yīng)用在哪幾個(gè)方面？第一點(diǎn)是植物組織培養(yǎng)是轉(zhuǎn)基因技術(shù)不可或缺的技術(shù)。在我們現(xiàn)代科技，轉(zhuǎn)基因技術(shù)是現(xiàn)代科技必不可缺的一項(xiàng)技術(shù)，它應(yīng)用于現(xiàn)代生活的各個(gè)領(lǐng)域。尤其在植物組織培養(yǎng)方面很需要轉(zhuǎn)基因技術(shù)。第二點(diǎn)，染色體不同倍性的多倍體植物產(chǎn)生。第三點(diǎn)是雜交離體培養(yǎng)可以克服受精前的障礙，比如說(shuō)對(duì)于幼胚的培養(yǎng)，體細(xì)胞的融合。第四點(diǎn)是對(duì)植物進(jìn)行的脫毒。對(duì)植物進(jìn)行一系列的清除措施來(lái)使植物能大幅度的提高產(chǎn)量和植物的等級(jí)，讓植物長(zhǎng)得更加健康。例如馬鈴薯，草莓，蘋果，橘子都可以進(jìn)行脫毒。第五點(diǎn)是節(jié)約地面積，并不受季節(jié)的限制。在我們學(xué)習(xí)過(guò)植物組織培養(yǎng)之后，我們通過(guò)技術(shù)的學(xué)習(xí)，可以對(duì)植物的種植面積進(jìn)行更好的分配，而且也可以種植一些耐寒植物等都可以脫離季節(jié)的限制，讓我們可以一年四季吃到新鮮的蔬菜與水果。第六點(diǎn)對(duì)人工種子的生產(chǎn)。人工種子是細(xì)胞工程技術(shù)，將植物組織培養(yǎng)發(fā)育到胚狀體的狀態(tài)，包埋于含有營(yíng)養(yǎng)的人工種皮中。人工種子有繁殖速度快，結(jié)構(gòu)完整；體細(xì)胞胚是由無(wú)性繁殖體系產(chǎn)生的，因而可以固定雜種；生產(chǎn)人工種子不受季節(jié)限制，可能更快地培養(yǎng)出新品種來(lái)還可以在凝膠包裹物里加入天然種子可能沒有的有利成分，使人工種子具有更加好的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)和抵抗疾病的能力，從而獲得更加茁壯生長(zhǎng)的可能性等特點(diǎn)。還有一些例如開發(fā)植物種植資源，開發(fā)植物的藥用價(jià)值，有利于基因研究等這些應(yīng)用。所以說(shuō)我們需要認(rèn)真學(xué)習(xí)植物組織培養(yǎng)。

4，有關(guān)于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)條件

首先最基本的條件是做實(shí)驗(yàn)的植物培養(yǎng)外植體細(xì)胞必須具有全能性，然后就是培養(yǎng)室內(nèi)的溫度要求一般要控制在25度，最高不要高于27度，最低也不要低于23度的室內(nèi)條件，這樣分化生長(zhǎng)才能表現(xiàn)良好。光照也是組織培養(yǎng)的一個(gè)重要條件，一般如果光照比較強(qiáng)，那么植物會(huì)表現(xiàn)的粗壯，但是如果光照條件較弱的話植物會(huì)變得細(xì)長(zhǎng)。然后就是植物的濕度也需要保持在一個(gè)合理的濕度，濕度太高或者太低都會(huì)影響作物的積極生長(zhǎng)。

5，植物組織培養(yǎng)時(shí)的污染和預(yù)防

(1)改善環(huán)境條件。接種室與培養(yǎng)室要定期做好消毒與凈化，接種前工作臺(tái)或接種箱要開紫外燈30min以上。培養(yǎng)室的相對(duì)濕度應(yīng)控制在70％左右，相對(duì)濕度太高時(shí)可以用抽濕機(jī)抽濕。（2）接種人員的培訓(xùn)很關(guān)鍵，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行無(wú)菌操作，對(duì)接種中所需的工具，必須經(jīng)嚴(yán)格滅菌后才能使用。在超凈工作臺(tái)的操作區(qū)內(nèi)，不要放入過(guò)多的待用材料，避免氣流被擋住。還要定期檢查超凈工作臺(tái)的工作質(zhì)量。(3)嚴(yán)查接種材料。淘汰被真菌與細(xì)菌污染的接種材料。（4）經(jīng)常檢查消毒鍋的滅菌質(zhì)量，若發(fā)現(xiàn)問題要立即檢修。消毒鍋的壓力表降到零后不能馬上出鍋，因冷熱空氣作用產(chǎn)生的負(fù)壓效應(yīng)，使外界環(huán)境的冷空氣倒吸入已滅菌的培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)引起真菌污染，為避免該現(xiàn)象的發(fā)生，消毒后培養(yǎng)瓶應(yīng)待鍋內(nèi)稍冷卻后才出鍋。（5）檢查培養(yǎng)容器是否存在問題。培養(yǎng)容器封口多用塑料蓋、膠塞、棉塞、薄膜等，塑料蓋用久了易老化，密封性差，也會(huì)造成污染。林盛等配制了一種“4號(hào)消毒液”對(duì)培養(yǎng)瓶瓶口進(jìn)行消毒處理，可以把培養(yǎng)基污染率控制在0.3％以下。

二、植物組織培養(yǎng)與法學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系與幫助 通過(guò)一個(gè)學(xué)期的植物組織培養(yǎng)課程的學(xué)習(xí)，我也學(xué)到了許多知識(shí)，也開闊了我的眼界。我覺得任何專業(yè)的學(xué)習(xí)都是對(duì)我們有幫助的，而且總是能結(jié)合起來(lái)。就像是植物組織培養(yǎng)和我們法學(xué)一樣。

比如，在人們進(jìn)行農(nóng)作物大面積的種植時(shí)，總會(huì)有飛機(jī)進(jìn)行大面積的農(nóng)藥的噴灑，這在噴灑的時(shí)候有時(shí)候會(huì)對(duì)一些河流，樹木等進(jìn)行了污染，也許也會(huì)對(duì)一些人的健康有影響。因此國(guó)家就會(huì)出臺(tái)一系列的法律法規(guī)和強(qiáng)制性的規(guī)定來(lái)對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行一些規(guī)范。例如我國(guó)的環(huán)境保護(hù)法就做出了一些相應(yīng)的規(guī)定來(lái)保護(hù)環(huán)境。還有就是一些作物進(jìn)行的脫毒也是我國(guó)國(guó)家對(duì)我國(guó)公民的人權(quán)進(jìn)行保護(hù)的體現(xiàn)。這樣才能保持我國(guó)GDP的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)的法律事業(yè)的進(jìn)步。

三、總結(jié)

說(shuō)實(shí)在話，對(duì)于植物組織培養(yǎng)與法學(xué)的聯(lián)系在我看來(lái)是非常有限的，并不像是其他動(dòng)科院，農(nóng)學(xué)院，林學(xué)院那些專業(yè)一樣有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。但是我覺得在一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)之后，我想我也學(xué)到了很多有意思的東西，例如脫毒繁殖。這也屬于我對(duì)植物的一個(gè)興趣愛好，讓我以后能了解到植物是怎樣培育出來(lái)的，在培育的時(shí)候需要注意那些東西，我覺得這就是好事。從另一方面，我也了解到了對(duì)于植物培養(yǎng)的科研人員的辛苦。有時(shí)候需要冒著那么大的風(fēng)險(xiǎn)去采一些稀奇的植物，去走遍祖國(guó)的山山水水，為我們國(guó)家的植物培養(yǎng)做出那么大的犧牲。所以我要為我們默默付出，為祖國(guó)揮灑汗水的科研人員致敬！