模塊三崗位提升

項目六組培試驗方案設計任務12植物離體快繁技術任務13組培試驗設計與分析任務14植物脫毒技術任務15組培工廠化生產【知識點】

掌握離體組織的再生途徑

組織培養(yǎng)的基本過程

植物微體快繁方法【技能點】會植物快繁技術

素質要求：培養(yǎng)學生無菌意識、創(chuàng)新意識、團隊合作意識和生態(tài)環(huán)保意識；具有任務執(zhí)行力，規(guī)范操作、注意安全；科學嚴謹、實事求是的工作態(tài)度。任務12植物離體快繁技術一、植物離體快速繁殖的概念1、定義又稱微體,快繁利用組織培養(yǎng)技術進行的一種營養(yǎng)繁殖方法。在無菌條件下，把離體的植物器官、組織、放在人工控制的環(huán)境中，使其分化、繁殖，在短時間內產生大量遺傳性一致的完整新植株的技術。2、意義和作用繁殖系數(shù)高短期獲遺傳穩(wěn)定一致群體獲無病毒苗，回復植物原有種性木本植物潛力大，可保持其雜合性推廣良種的重要手段工廠化生產無季節(jié)限制原始材料少繁殖速度快繁殖周期短3、應用珍惜植物品種和育種原始材料的擴大繁殖繁殖和保存無毒原種材料市場需求大、短期內常規(guī)繁殖方法難滿足需求的植物經濟效益高、難常規(guī)營養(yǎng)繁殖植物二、

離體快速繁殖程序（1）無菌培養(yǎng)體系的建立——啟動培養(yǎng)（2）增殖培養(yǎng)（3）壯苗生根培養(yǎng)（4）生根苗馴化和移栽（5）再生植株鑒定（1）無菌培養(yǎng)體系的建立從外植體選擇、清洗、滅菌、接種和莖芽誘導，到獲得莖芽穩(wěn)定生長和增殖，莖芽繁殖數(shù)量可控制的整個時期。目標：獲得無懼培養(yǎng)材料，誘導芽的發(fā)生。提供合適的試管環(huán)境使培養(yǎng)物（莖芽）的生長達到穩(wěn)定。無菌苗：在無菌條件下，用于試管內繼代增殖的植物材料，稱為無菌苗或“無菌母株”或“繁殖母株”。外植體的滅菌在一定濃度的滅菌劑藥液中浸泡滅菌。藥劑滅菌的好壞關系著培養(yǎng)的成功率。根據(jù)材料、滅菌劑、經驗等決定滅菌劑種類、濃度和處理時間。如：藥劑對各種菌類的殺滅效果。如：材料對殺菌劑的忍耐力。把植物材料、滅菌劑及濃度、滅菌時間四者統(tǒng)一考慮。采用多種藥劑配合使用。(2)增殖培養(yǎng)促進培養(yǎng)物分化培養(yǎng)，反復繼代增殖，達到需要數(shù)量。芽增殖途徑對增殖結果影響大。芽增殖速度快、慢的關鍵是培養(yǎng)基。（適宜外源激素種類和濃度配比極其重要）。（細胞分裂素與生長素影響繁殖系數(shù)好不定芽質量）試管苗的繁殖速率及計算m為無菌母株苗數(shù)，X為每個培養(yǎng)周期增殖的倍數(shù)n為全年可增殖的周期數(shù)提高繁殖速度的方法：改進培養(yǎng)基：培養(yǎng)基種類、無機及有機成分、糖濃度、瓊脂、植物生長調節(jié)劑的種類和濃度。（生長素比例大，不定芽生長健壯，細胞分裂素高，繁殖系數(shù)高，但組培苗細弱，要將二者比例調整到適宜水平。）改善培養(yǎng)條件：溫度、光照（光強、光質、光周期）、濕度、培養(yǎng)器皿、通氣狀況、培養(yǎng)基的pH值等都與材料的增殖密切相關。培養(yǎng)物保存：當暫時不需要育苗或珍貴資源需保存時，采用低溫（1-9℃）進行的中短期保存。芽增殖過程中，值得注意外源激素的累積。長期繼代增殖，外源激素的大量積累會造成各種畸形芽（莖）、玻璃化芽,影響不定芽質量。繼代培養(yǎng)中需要酌情降低外源激素水平。（3）誘導不定根形成目標：使誘導培養(yǎng)出來的芽叢或不定芽生出不定根，形成完整的小苗（Plantlet）。功能：保證組織培養(yǎng)不定芽生根，提高適應環(huán)境能力。壯苗和生根：對不定芽進行壯苗培養(yǎng)，誘導生根。誘導生根的途徑試管（瓶）內生根將組織培養(yǎng)莖芽的生根誘導同馴化培養(yǎng)結合在一起，直接將莖芽扦插到試管外有菌環(huán)境中，邊誘導生根邊馴化培養(yǎng)。試管（瓶）外生根在試管內的無菌培養(yǎng)基上誘導生根，生根苗移栽到有菌環(huán)境下馴化培養(yǎng)。誘導根分化技術關鍵：1）調節(jié)外源激素種類和濃度。生長素/細胞分裂素。2）調節(jié)基本培養(yǎng)基營養(yǎng)組成。3）調大量元素中硝酸鹽和銨鹽的含量和比例。4）降低大量元素和微量元素的用量。5）調節(jié)滲透壓，降低糖濃度。(4)生根苗的煉苗馴化和移栽1）將小苗進行分級苗高和根數(shù)是評估移栽苗的重要指標。2）移栽前煉苗移植前要加強自然光照，使小苗逐漸適應外界環(huán)境。（在自然光的煉苗室中閉口自然光煉苗2-3周，開口煉苗1-3天。待小苗莖葉綠色加深，根系顏色由白色變?yōu)辄S褐色即可移栽出瓶。）生根苗的煉苗馴化和移栽：3）濕度鍛煉：使小苗逐步適應周圍環(huán)境的濕度。移栽前開瓶蓋進行濕度鍛煉。4）基質疏松：珍珠巖、蛭石、西沙，營養(yǎng)土、腐殖土等。5）調控光、溫、濕等因子：生長季閉口煉苗期間調控光照強度、防雨水影響。部分遮光條件下移栽后管理，保持合適溫度。移苗注意：苗盤消毒：用0.1%的高錳酸鉀對苗盤進行浸泡消毒或噴淋消毒。基質消毒：對已用過的需用0.1%高錳酸鉀噴淋后用自來水沖洗干凈。移栽技術：當根系打到一定長度（小于1cm）時移栽，帶瓊脂少，傷根輕，移栽時應將小苗基部的培養(yǎng)基沖洗干凈，切忌傷根和莖葉。如根長，可剪為2-3cm。移栽后根迅速固著于土壤基質并吸收營養(yǎng)。苗盤移栽：將消毒后的蛭石或珍珠巖放在苗盤內，厚度約4-6cm，用水淋透后，將洗凈的組培苗栽植在培養(yǎng)基質內，用水噴淋透后放置在拱棚內保護培養(yǎng)2-3周。保持溫度和濕度。營養(yǎng)缽移栽：營養(yǎng)缽與營養(yǎng)土的準備：營養(yǎng)土最好采用腐殖土與細沙（或蛭石）按照3：1的比例混合過篩后備用。將組培苗從苗盤提出，栽植在營養(yǎng)缽中，澆一次透水后集中擺放在不易積水的地方，遮蔭、保溫、保濕。移栽后的管理：遮蔭和保濕。移栽初期防止陽光直射，逐漸增加日照時間和強度，提高自養(yǎng)能力，提高成活率。塑料膜保濕和噴霧保濕結合。（5）再生植株的鑒定意義培養(yǎng)時取材部位不同、器官發(fā)生途徑不同、培養(yǎng)基中各種物質，特別是植物外源激素，對植物細胞構成化學誘變環(huán)境。那些在遺傳上可塑性強的種和那些易于器官發(fā)生型的植物種的再生植株群體，可能會發(fā)生變異，故需要進行鑒定。方法1、形態(tài)鑒定：在田間對再生株的植物學性狀進行鑒定，發(fā)現(xiàn)變異株再作細胞學鑒定。2、細胞學鑒定：對再生株群體抽樣檢查根尖染色體數(shù)目以及減數(shù)分裂期的染色體行為。3、分子鑒定：抽取再生株中的個體幼嫩葉片，提取DNA，通過分子標記手段，檢查標記類型是否與原有品種（系）保持一致。離體快速繁殖程序例:千頭椿離體快速繁殖程序及技術要求初始外植體（帶芽莖段或莖尖）無菌培養(yǎng)物穩(wěn)定繁殖體愈傷組織叢生芽嫩梢有效嫩莖試管內生根試管外生根溫室苗鑒定大田苗栽植流水沖洗1-4h，70%酒精30s，0.2%HgCl2消毒2-8min，無菌水沖洗3-5次，接種到初代培養(yǎng)基，培養(yǎng)10-20天接種到繼代培養(yǎng)，培養(yǎng)30-35天接種到生根培養(yǎng)基，培養(yǎng)10-30天100mg/kgIBA浸30g定植移栽三、組培分化過程的類型不同植物不同外植體類型不同培養(yǎng)基器官再生途徑差異大1.無菌短枝和芽叢型選取頂芽或腋芽，促進其生長和誘導不定芽并使其生根形成植株的方式。莖尖會分化出葉片和側芽，側芽又再次分化為葉片和側芽莖尖會誘發(fā)腋芽萌發(fā)，形成芽叢芽叢被分割成單芽或小芽叢，繼代增殖產生大量試管苗頂端優(yōu)勢效應應抑制腋芽生長。將腋芽從植物上分離，給相應培養(yǎng)條件，形成大量不定芽。特點：繁殖率高、繁殖數(shù)量大、保持遺傳穩(wěn)定性。例如：草莓，半個月內可增加10倍，1年內1棵草莓可產生數(shù)以百萬計的試管苗。3）器官發(fā)生型從器官誘導愈傷組織，經細胞再分化生成植株的方式。例：禾本科：甘蔗、水稻、小麥、大蘭莖草、印度草，百合、浙貝母、小蒼蘭、菊花、番茄、石刁柏、柑橘、棕桐等。特點：繁殖速度快，遺傳性不穩(wěn)定。4）胚狀體發(fā)生型由植物器官、組織和細胞培養(yǎng)直接發(fā)生類胚結構，以胚狀體成苗的方式。胚狀體：植物組織培養(yǎng)過程中，起源于一個非合子細胞、經過胚胎發(fā)生和胚胎發(fā)育過程形成具有雙極性的胚狀結構，又稱體細胞胚直接體胚發(fā)生途徑：從外植體某些部位直接誘導分化出體細胞胚。（如百合與花序和百合鱗片）間接體胚發(fā)生途徑：外植體先脫分化形成愈傷組織，再從愈傷組織的某些細胞分化出體細胞胚。（如蘿卜、芹菜、苜蓿、一品紅、滿天星、康乃馨）。特點：遺傳性一致，數(shù)量大。如胡蘿卜1L培養(yǎng)基有10萬個以上的胚狀體。5）原球莖發(fā)生型是蘭屬特有的器官發(fā)生方式，促進蘭花栽培變革，建立蘭花工業(yè)。將蘭花莖尖培養(yǎng)于MS培養(yǎng)基，附加適量的椰子汁、NAA和6-BA，經26℃暗培養(yǎng)，分化出乳白色圓球莖，切成數(shù)塊繼代培養(yǎng)到相同的液體培養(yǎng)基上震蕩培養(yǎng)，形成大量圓球莖。將叢生的圓球莖轉接于固體培養(yǎng)基上，大量增殖，并抽葉生根，形成完整蘭花苗。不同器官發(fā)生方式對比發(fā)生方式優(yōu)點缺點腋芽型