1、木本植物組織培養(yǎng)及其現(xiàn)狀WOODY PLANTS TISSUE CULTURE AND ITS RECENTLY SITUATION一、植物組織培養(yǎng)的意義1、植物組織培養(yǎng)概念（concept）1、狹義概念： 指對植物體組織或由植物器官培養(yǎng)產(chǎn)生的愈傷組織進行培養(yǎng)直至生成完整植株。 2、廣義概念： 無菌操作分離植物體一部分(即外植體 )接種到培養(yǎng)基，在人工條件下培養(yǎng)直至生成完整植株。生物技術(shù)中的一個基本技術(shù)1、植物組織培養(yǎng)概念愈傷組織callus:在離體培養(yǎng)過程中形成的具有分生能力的一團不規(guī)則細胞，多在植物體切面上產(chǎn)生。1、植物組織培養(yǎng)概念外植體explant：從植物體上分離下來的用于離體培養(yǎng)的材

2、料。胚軸花粉胚乳胚種子果實花器葉芽莖根組織原生質(zhì)體子葉子房苞片胚珠花藥花梗分生組織成熟組織花托葉柄幼苗二、植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)1.細胞全能性（totipotency）理論： 植物每一個具有完整細胞核的體細胞，都含有植物體的全部遺傳信息，在適當(dāng)條件下，具有發(fā)育成完整植株的潛在能力。1958年Steward等人在以胡蘿卜根組織為外植體的組織培養(yǎng)實驗中，證實了細胞的全能性。 2.相關(guān)名詞分化differentiation： 細胞在分裂過程中發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能上的改變，從而在個體發(fā)育中形成各類組織和器官完成整個生活周期。脫分化dedifferentiation: 已分化好的細胞在人工誘導(dǎo)條件下，恢復(fù)分生

3、能力，回復(fù)到分生組織狀態(tài)的過程。再分化redifferentiation: 脫分化后具有分生能力的細胞再經(jīng)過與原來相同的分化過程，重新形成各類組織和器官的過程。三、植物組織培養(yǎng)的類型1.根據(jù)培養(yǎng)基分類培養(yǎng)基固體培養(yǎng)液體培養(yǎng)靜止培養(yǎng)旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)紙橋培養(yǎng)振蕩培養(yǎng)2.根據(jù)外植體分類 植株培養(yǎng)器官培養(yǎng)組織培養(yǎng)胚培養(yǎng)細胞培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng) 植株培養(yǎng)扦插苗培養(yǎng)種子苗培養(yǎng) 器官培養(yǎng) 根系培養(yǎng) 莖段培養(yǎng) 花器培養(yǎng) 果實培養(yǎng) 種子培養(yǎng) 葉片培養(yǎng)人參根消毒、接種操作程序圖菊花莖尖消毒、接種操作程序圖 莖段培養(yǎng)成苗示意圖 莖段培養(yǎng)成苗示意圖組織培養(yǎng)分生組織培養(yǎng)薄壁組織培養(yǎng)輸導(dǎo)組織培養(yǎng) 胡蘿卜形成層(分生組織)培養(yǎng)示意圖胚

4、胎培養(yǎng)胚乳培養(yǎng)原胚培養(yǎng)胚珠培養(yǎng)種胚培養(yǎng)敗育 胚培養(yǎng)細胞培養(yǎng)看護培養(yǎng)平板培養(yǎng)懸浮培養(yǎng)微室培養(yǎng)非融合培養(yǎng)融合培養(yǎng)原生質(zhì)培養(yǎng)四、植物組織培養(yǎng)的特點（Characteristics of Plant Tissue Culture Techniques）1、培養(yǎng)條件可以人為加以控制 2、繁殖系數(shù)大，培養(yǎng)周期短3、管理方便，有利于實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)和自動化控制五、組織培養(yǎng)發(fā)展歷史（Historical Perspectives） 1902年Haberlandt首次進行離體細胞實驗，發(fā) 表了“植物離體細胞培養(yǎng)實驗”報告； 1934年White由番茄根建立了第一個活躍生長的 無性系，第一次器官培養(yǎng)； 1939年W

5、hite、Gautheret和Nobecourt愈傷組織 培養(yǎng)實驗成功，第一次進行細胞/組織培養(yǎng)； 1957年Skoog和Miller提出了有關(guān)植物激素控制 器官形成的概念，通過改變培養(yǎng)基中生長素和 細胞分裂素這兩類生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的相對濃度可 以控制器官的分化； 1958年Steward在胡蘿卜愈傷組織培養(yǎng)中形成了 體細胞胚； 1960年Morel提出了一個離體無性繁殖蘭花的方 法；繁殖系數(shù)高，迅速建立起“蘭花工業(yè)”； 1962年Murashige和Skoog為煙草組織培養(yǎng)建立 了培養(yǎng)基，此培養(yǎng)基被證明適合大部分植物的 組織培養(yǎng)，至今仍被廣泛使用。 自60年代以來，組織培養(yǎng)技術(shù)得到了飛速發(fā)展 ，

6、特別是進30年來，迄今進行組培的植物已達 3000多種，已從開始時的純學(xué)術(shù)性研究，發(fā)展 到今天有巨大應(yīng)用價值的技術(shù)。六、組織培養(yǎng)步驟六、組織培養(yǎng)步驟六、組織培養(yǎng)步驟轉(zhuǎn)移到溫室大田移栽和生長七、影響木本植物器官發(fā)生的主要因子1、基因型與外植體2、培養(yǎng)基與激素Compound GD MS BTM WPM KNO3NH4NO3CaCl22H2OCa(NO3)24 H2O (NH4)2SO4K3SO4KClMgSO47 H2O KH2PO4NaH2PO4 H2O Na2HPO4Na2EDTAFeSO47 H2O H3BO3MnSO4H2O ZnSO47 H2O KINa2MoO42 H2O CuSO4

7、5 H2O CoCl26H2OMyo-InositolThiamine.HClNicotinic acidPyridoxine. HClGlycineGlutamine 1000-150-200-300250-903037.327.83.010.03.00.750.250,250.2510.01.00.10.12.0 2.0 19001650440-370170-37.327.86.222.38.60.750.250.250.02100.01.00.50.52.02.019016544640240860-370170-37.327.86.222.38.60.150.250.250.02100.

8、01.00.50.52.0 2.0 -40096556-990-370170-37.327.86.222.38.6-0.250.25-100.01.00.50.52.02.0（1）生長素類在組織培養(yǎng)中，生長素主要被用于誘導(dǎo)愈傷組織形成，誘導(dǎo)根的分化和促進細胞分裂、伸長生長。在促進生長方面，根對生長素最敏感。 在極低的濃度下，（mg/L）就可促進生長。IAA（吲哚乙酸）NAA（萘乙酸）IBA（吲哚丁酸）2，4D（2，4二氯苯氧乙酸）（2）細胞分裂素類 這類激素是腺嘌呤的衍生物6-BA（6芐基氨基嘌呤）Kt（激動素）ZT（玉米素）生長素與細胞分裂素的比例決定著發(fā)育的細胞類型，決定著愈傷組織再分化，

9、 是長根還是長芽。3、其他因素光照、溫度等培養(yǎng)條件對誘導(dǎo)木本植物器官發(fā)生再生植株起著重要調(diào)控作用。八、木本植物組培中的主要問題1、褐變2、玻璃化 培養(yǎng)物的嫩莖、葉片往往會呈半透明狀，呈水跡狀，這種現(xiàn)象通常稱為玻璃化。3、生根困難九、組織培養(yǎng)的應(yīng)用1、快速繁殖苗木快繁方法：莖尖、莖段、鱗莖盤培養(yǎng)產(chǎn)生腋芽； 根、葉等培養(yǎng)產(chǎn)生不定芽；愈傷組織誘導(dǎo)產(chǎn)生不定芽等。2、獲得無毒苗木采用微莖尖組織培養(yǎng)可以得到無病毒苗木。成為解決病毒病危害和品種退化問題的一個重要途徑。如利用莖尖培養(yǎng)可解決馬鈴薯種薯、甘薯、大蒜退化問題。3、為農(nóng)作物育種上提供手段4.保存種質(zhì)1.倍性育種，縮短育種年限，雜種優(yōu)勢明顯。2.克服遠

10、緣雜交的不親合性3.克服遠緣雜交的不孕性4、實現(xiàn)工廠化育苗十、現(xiàn)狀目前全世界通過組織培養(yǎng)能再生的植物種類已有130個科，1500個種，其中木本植物達兩百余種。美國1978年已經(jīng)開始用火炬松優(yōu)樹的組培苗進行小面積造林。如1983年，美國布里格斯苗圃就有了每年可生產(chǎn)100萬株組培苗的規(guī)模。新西蘭林業(yè)研究中心用組培方法生產(chǎn)輻射松優(yōu)質(zhì)苗，達200萬株左右。荷蘭也能大量生產(chǎn)櫟樹和其他硬闊葉樹的組培苗。此外，德國、加拿大、巴西等在三倍體山楊、云杉、楊樹、桉樹等樹種的組培方面進行了較為系統(tǒng)的研究，使林木組織培養(yǎng)的苗木進入工廠化和實用化的階段。十、現(xiàn)狀我國進行組織培養(yǎng)和試管繁殖的植物總計445種，（木本150種，花卉139種，藥用植物53種，園藝植物29種，谷類和豆類44種，其他16種），已形成規(guī)模化生產(chǎn)的有5060種。在林木組織培養(yǎng)方面先后分別有楊屬、杉木、馬尾松、泡桐、桉樹、落葉松、火炬松、濕地松、馬褂木、柚木、和桑