植物组织培养重点

一、名词解释（20）

1、植物组织培养:是指用无菌方法，使植物体的离体器官（根、茎、叶、花、果实等）、组织（形成层、分生组织、花药组织、韧皮部、皮层等）和细胞（体细胞和生殖细胞）在人为提供的条件下生长和发育的培养技术的总称。

2、细胞全能型:离体的体细胞，具有母体植株的遗传物质，在适宜的条件下，能按其母株的表型完整地加以表达。在形态建成上具有再生成完整植株的潜势，在代谢上具有合成原植物体所含有的代谢产物的能力。

3、培养基:人工配制的、适合于植物生长发育的“人工土壤”。它含有植物生长所需的各种无机营养元素、有机营养元素、水分、植物生长调节物质以及培养基的支持体等。

4、母液（贮备液）:在组织培养工作中，配制培养基是日常工作，为简便起见，将配方中的药品一次称量供一段时间使用，即配一些浓溶液，用时稀释，这种浓溶液就是贮备液或母液

5、外植体:组织培养的外植体，大致可分为带芽的外植体和由分化组织构成的外植体两大类。带芽的外植体：茎尖、侧芽、鳞芽、原球茎等组织。由分化组织构成的外植体：根、茎、叶等营养器官及花药、花瓣、花轴、花萼、胚珠、果实等生殖器官，它们是由薄壁组织构成的外植体，通过培养，大都有一个分化状态回复到分生组织状态的脱分化过程。

6、快速繁殖:在无菌条件下，利用植物体的一部分，包括细胞，组织或器官，在人为控制的营养和环境条件下快速繁殖植物的方法.

7、腋芽（顶芽）萌发:腋芽萌发又称器官型再生，是指由培养的顶芽或腋芽直接萌发形成小茎后，再诱导小茎生根而形成完整植株的过程。

8、胚状体发生型:是指外植体在适宜的培养环境中，形成类似于合子胚结构的胚状体或体细胞胚。

9、不定器官发生型:离体培养条件下不定器官的发生可以通过直接或间接途径由外植体表面分化出不定芽或不定根等器官，并进一步发育成完整植株。

10、原球茎形成型 : 原球茎形成型是兰属植物特有的再生植株途径。兰属植物外植体接种于培养基上，经过一段时间的培养便能形成原球茎，然后每一个原球茎可以进一步发育成完整植株，且原球茎可以进一步增殖。

11、原球茎 :基部带有原根的小球体

12、玻璃化:是指无菌苗生长异常，茎叶呈透明或半透明的水浸状，植株矮小肿胀、失绿、叶片皱缩成纵向卷曲，脆弱易碎的现象。

13、褐变:指外植体在培养过程中，自身组织从表面向培养基释放褐色物质，以致培养基逐渐变成褐色，外植体也随之进一步变褐而死亡的现象。

二填空（20）

1、植物组织培养根据培养对象的不同大致可分为六种类型:器官培养、胚胎培养、细胞培养、原生质体培养、组织培养、植株培养

2、从所用培养基的角度来分，植物组织培养可分为:固体培养、液体培养

3、组织培养室培养条件包括:温度、湿度、光照

4、培养基的分类: 固体培养基、液体培养基，培养基的组成 :基本培养基、附加成分

5、有机营养元素包括:碳水化合物（糖类）、维生素类、氨基酸类等

6、植物组织培养中常用的植物生长调节物质有:生长素类、细胞分裂素类、赤霉素

7、外植体消毒原则:（1）能全都杀灭外植体附带的微生物；（2）不能伤害材料的生活力；（3）能够易于去除。

8、无性繁殖的四个阶段:无菌培养体系建立阶段、继代增殖阶段、生根成苗阶段、移栽成活阶段。

9、引起植物材料褐变有哪几方面原因:①植物材料（基因型、材料年龄、取材部位、取材时期、外植体大小及受伤害程度）②光照③温度④培养基（培养基状态、无机盐、植物生长调节剂、抗氧化剂、吸附剂、螯合剂、pH值）⑤培养方式（外植体在培养基中的放置方式、转瓶周期）

10、防止病毒病的方法有哪几种:物理学方法（热水处理热空气处理）、化学方法（使用农药）、生物学方法(茎尖分生组织培养)

11、茎尖苗病毒检测的方法有哪几种:生物检测、电镜观察、血清学检测、开花鉴定

三简答(30)

1、根据培养对象的不同大致可分为六种类型

器官培养、胚胎培养、细胞培养、原生质体培养、组织培养、植株培养

2、培养基配置步骤

①先在洁净的不锈钢锅里放入蒸馏水，加入所需要的琼脂和糖，最好能在水浴锅里将琼脂溶化，如果直接加热应不停地搅拌，防止在锅底烧焦或沸腾溢出。

②加入贮备液，按需要加入植物激素和其它准备加入的物质。

③加蒸馏水将最终体积调整到要求的体积。

④充分混合好以后，用1N HCl（或NaOH）调整pH值到所需值（借助精密pH试纸或酸度计）。

⑤趁热将培养基分注到瓶子或试管中，按容器的大小和培养要求放入适当量的培养基。分装时注意不要把培养基沾附到瓶口或管口接近的内壁上，以免今后引起因污染。

⑥包扎覆盖物。

⑦高压灭菌后取出，放至室温即可使用。

3、灭菌方法分为

常用的灭菌方法可分为物理的和化学的两类：

物理方法：干热(烘烤和灼烧)、湿热(常压或高压蒸煮)、射线处理(紫外线、超声波、微波)、过滤、清洗等措施；

化学方法：使用升汞、甲醛、过氧化氢、高锰酸钾、来苏儿、漂白粉、次氯酸钠、抗菌素、酒精等化学药品处理。这些方法和药剂要根据工作中的不同材料和目的进行选用。

4、外植体消毒原则

消毒时应掌握三个原则：

（1）能全都杀灭外植体附带的微生物；

（2）不能伤害材料的生活力；

（3）能够易于去除。

5、植物组织无菌操作的一般步骤

外植体取材----自来水冲洗（1h或更长）-----70％酒精表面消毒（20～60s）----无菌水冲洗-----消毒剂处理----- 无菌水充分洗净（ 3～4次）------ 切割接种

6、快速繁殖的特点

（1）繁殖系数高、繁殖速度快

（2）用材少

（3）占用空间小

（4）周年生产

（5）便于种质保存和交换

（6）有利于无病毒苗的培育

（7）有利于其他的相关科学研究

7、离体繁殖再生植株途径

①腋芽（顶芽）萌发

②胚状体发生型

③不定器官发生型

④原球茎形成型

8、快速繁殖比较完善的五个阶段

阶段 0 选择和栽培管理母株，用于起始培养

阶段Ⅰ 启动和建立无菌培养（主要步骤：分离外植体、表面杀菌、清洗和接种到适当的培养基上）

阶段Ⅱ 利用特定的培养基，增殖茎芽或快速诱导体细胞胚形成

阶段Ⅲ 体细胞胚萌发和/或离体再生苗生根

阶段Ⅳ 生根苗移栽，在温室条件下炼苗（该阶段也包含再生苗在土壤基质中生根，跳过阶段Ⅲ）

9、玻璃化苗与正常苗的对比、玻璃化起因、产生玻璃化苗的因素

玻璃化苗与正常苗相比有以下特点：

（1）外表呈玻璃状，茎叶透明；

（2）玻璃化苗含水量增加，干鲜重比例下降，出现畸形；

（3）生长缓慢，甚至死亡；

（4）生根率、移栽成活率低。

玻璃化的起因是细胞生长过程中的环境变化，试管苗为了适应变化了的环境而呈玻璃状。

产生玻璃化苗的因素：主要有激素浓度、琼脂用量、温度、离子水平、光照时间、通风条件等。

10、病毒病的危害有哪些

病毒的危害是多方面的：

⑴ 寄主代谢异常，使激素的正常平衡受到破坏，造成抑制植物生长的现象；

⑵ 形态畸变，产生皱缩、花叶、杂斑等许多症状，产量大幅度下降；

⑶品质（如花色、花数、果实商品性等）变劣。

病毒特别对无性繁殖作物，例如薯类、花卉、林木和果树等危害尤甚。一经浸染，病毒能随繁殖代数增加而增加，不仅能绵延不绝，还会日益增加。其结果能使植物发生退化，甚至导致某些品种的绝灭。

11、愈伤组织培养获得无病毒植株的原理

在一个被感染的愈伤组织中，并非全部细胞都清一色地带有病原，有些细胞能够逃脱病毒感染，可利用这些细胞培养获得无病毒植株。这些细胞能够逃脱病毒感染的原因可能有两种：（1）病毒复制速度赶不上细胞增殖的速度。

（2）通过发生诱变，某些细胞获得了对病毒感染的抗性。能够抵抗病毒浸袭的细胞甚至与对病毒敏感的细胞共存于同一组织中。

12、无病毒植株培养程序

母株选择----剥离大小合适的茎尖----接种、培养------再生植株-------切段或其它繁殖形成无性系------病毒鉴定-------大量繁殖------无病毒原原种------扩大繁殖生产体系------供给农户四问答题(30)

1、植物组织培养的应用现状

植物组织培养研究和应用范围十分广泛，其基础理论研究：采用组织和细胞培养法可

以进行植物细胞发育生理学、生物化学、细胞遗传学及分子生物学等方面的研究。

应用研究：（1）无性系快速繁殖（2）植物脱病毒（3）种质保存（4）植物育种（5）有用次生代谢物质生产

2、组织培养室设计及基本设备

建筑设施：资料室、培养基配制室（准备室）、接种室、培养室、驯化室

培养基配制室（准备室、前处理室），主要用于器具的洗涤、干燥、培养基的制作、植物材料的粗调整等。主要仪器设备：药品柜、试验台、天平（药物天平、托盘式扭力天平、分析天平）、冰箱（普通冰箱、低温冰箱）、烘箱、电热蒸馏水器、磁力搅拌器、pH 计、高压消毒锅、电炉（电磁炉）、锅（或其它容器）、玻璃器皿（试管、三角瓶、L型管、T型管、培养皿、罐头瓶、其它（烧杯、试剂瓶、量筒、容量瓶、移液管等）。

接种室（无菌室），主要用于植物材料的后期处理，杀菌接种，继代培养时移植等。无菌室面积不宜过大，最好建成小套间，外间用作更衣和放置工作服、拖鞋、工作帽等。无菌室内壁要求光滑清洁，地板光滑无缝，密封程度高，门一般为双重拉门。为了保较好的无菌状态，无菌室内（含外间）应安装紫外灭菌灯，一般每3－4m2安装两只。主要设备：超净工作台（按吸尘方向可区分为水平式和垂直式两种，按供操作人员使用情况可分为单人、双人和多人等种类）、解剖镜、显微镜、器械类（镊子、弯头镊子、钝头镊子、尖头镊子、解剖刀、解剖针、打孔器）、紫外灯、低速离心机、抽气泵、细菌过滤器、磨砂口玻璃瓶、酒精灯。

培养室，需要有一定的照明设备。培养室的大小可根据生产规模和现有条件来设计，为了保证培养材料的正常生长，必需要满足一定的温度、湿度、光照及空气的无菌程度等条件。主要仪器设备：培养架、控温设备、控光设备、培养箱、摇床、转床等

3、培养基中的各种组分在培养中的作用

⑴水：配制培养基时，使用的水原则上以重蒸馏水或蒸馏水为好，可减少水中杂质对植物材料分化生长的影响。

⑵无机营养元素：无机营养成分是指植物在生长发育时所需要的各种化学元素。根据植物对无机营养的吸收量，可将它们分为大量元素和微量元素，前者是植物的生长发育的基本营养物质，所需的量较大，后者虽然需要量较少，但却具有重要的生理作用。

⑶有机营养元素：植物组织培养中，分化后的植物体处于异养或半异养状态。因此，在基本培养基中必须加入植物生长发育所需的各种有机物质，如碳水化合物（糖类）、维生素类、氨基酸类等。

①碳水化合物：是重要的能源物质。可为外植体生长发育提供所需的碳骨架,并具有维持培养基渗透压的作用。最常见的碳源有蔗糖、麦芽糖、半乳糖、甘露糖、乳糖、葡萄糖和果糖等。最常用的碳源是蔗糖。在培养基中除了糖类之外，肌醇也作为重要的碳源物质广加以利用，有帮助活性物质发挥作用的效果，如可增强VB1的效应，促进胚状体和芽的形成，使培养物快速生长。

②维生素：能直接参与生物催化剂—---酶的形成，以及蛋白质和脂肪代谢等。VB12、VH、VA等对培养物也能起至促进生长的作用，VC还有防止愈伤组织褐化的作用。

③氨基酸：培养基中还需要某些氨基酸，如甘氨酸、精氨酸、谷氨酰胺等。氨基酸是蛋白质的组成成分，对培养物的生长有促进作用。

⑷植物生长调节物质植物组织培养中常用的是生长素类、细胞分裂素类和赤霉素

①生长素类：主要作用是促进被培养物的生长，诱导愈伤组织的形成，促进生根。离体培养中生长素最重要的用途是配合一定量的细胞分裂素共同诱导不定芽的分化、侧芽的萌发与生长。

②细胞分裂素类：培养基中添加细胞分裂素在组织培养中主要起如下作用：促进细胞

分裂与扩大；与生长素配合，诱导不定芽的分化；打破顶端优势，促进侧芽萌发；抑制离体器官的衰老。

③赤霉素类：组培上主要使用GA3。赤霉素在离体培养中的主要生理作用是：①诱导茎的细胞伸长，对根无效，组织培养中常用来促进幼苗茎的伸长生长；②对形成层的细胞分化有影响，往往同生长素有协同作用；③打破种子、块茎、鳞茎休眠，使之提前萌发。大部分情况下，赤霉素对组织培养中器官和胚状体的形成具有抑制作用，但对已形成的器官和胚状体的生长则有促进作用。组织培养中，赤霉素常用于矮生芽丛茎节的伸长，刺激胚状体发育成小植株。

④脱落酸：主要生理作用有：①抑制蛋白质的合成、细胞分裂和伸长，抵消和抑制生长素、细胞分裂素和赤霉素发挥作用。②诱导休眠，促进衰老和脱落，提高抗逆性。通常情况下植物组织培养中不使用脱落酸。但ABA对体细胞胚的发生和发育有重要作用，适量添加外源ABA可明显提高体细胞胚的发生频率和发育质量，抑制异常体细胞胚的发生。ABA 具有促进休眠、抑制生长的作用，可以用于培养物及种质资源的超低温保存。

⑤多胺：对植物的生长发育、形态建成和抗逆性等具有重要调节作用，可用于调控部分培养物不定根、不定芽、花芽、体细胞胚的发生和发育。另外，多胺在延缓原生质体衰老、促进原生质体分裂及细胞形成等方面具有积极作用。

⑥多效唑：是一种生长延缓剂，具有如下生理作用：控制生长，促进矮化，促进分枝、分蘖，促进生根，促进成花和坐果；延缓衰老；提高叶绿素含量，增强植物抗逆性。在组织培养中，多效唑主要用于试管苗的壮苗、生根，增强抗逆性及提高移栽成活率等方面。

⑸活性炭类：具有较强的吸附功能，可吸收培养物分泌的抑制物质和琼脂中含有的杂质。从而抑制褐变、促进生根（相对黑暗的条件）、减轻玻璃化。

⑹抗氧化物质：主要作用是抑制外植体的褐变。

⑺硝酸银：可起到抑制乙烯活性的作用。培养基中加入适量的AgNO3，能促使某些原来再生困难的植物分化出再生植株，在某些情况下能促进愈伤组织器官发生和体细胞胚胎发生。

⑻培养基支持体：保证培养材料在培养基上固定和生长。琼脂是目前最为常用的培养基支持体。

4、快速繁殖的特点

（1）繁殖系数高、繁殖速度快：利用植物的繁殖器官在人工培养基上反复继代增殖，1年内1个繁殖体可以繁殖出数以万计的、整齐一致的种苗。繁殖系数可以达到几万倍甚至几百万倍。

（2）用材少：繁殖中使用的植物材料极少，往往只要少量的外植体即可在培养容器中建立反复增殖的系统。对于珍贵稀有的植物还能做到不毁坏原有植物。同时，可以节省常规营养繁殖时所需要的大量母本植物和因栽培和保持这些母株所需的土地和人力。

（3）占用空间小：离体繁殖是在玻璃或塑料容器中进行，占用的空间极小，在实际应用中，每m2培养面积一年约可生产一万到几万株苗，一个熟练工人一年约可生产数万株试管苗。

（4）周年生产：离体繁殖过程是在人为提供的条件下进行的，可以不受地区、气候、季节和病虫等影响，可以在任何地方、任何时间进行。

（5）便于种质保存和交换：田间种植保存是植物种质资源保存中最常采用的方法之一。利用离体繁殖的方法，可以将种质资源保存在试管中，取代大田种植保存方式。既节约了大量人力、物力和土地，还避免了病虫的危害，尤其是经鉴定和脱毒的种质资源，在繁殖、转运和交换过程中能完全避免病虫害为害和再感染病毒，有利于种质资源的安全传递和交换。

（6）有利于无病毒苗的培育：部分作物由于病毒病的蔓延而造成产量下降和品质变劣

的现象已成为生产中的一个主要问题之一，而病毒病又极难防治。利用离体培养技术是获得无病毒苗木的有效途径之一。

（7）有利于其他的相关科学研究:离体繁殖的试管苗，可随时提供正在生长的小植株，又可在人工完全控制的条件下进行研究和试验，排除了其它干扰，提高实验的准确性和缩短试验周期。

5、离体繁殖再生植株途径

包括腋芽（顶芽）萌发胚状体发生型不定器官发生型原球茎形成型4个途径

①腋芽（顶芽）萌发 :腋芽萌发又称器官型再生，是指由培养的顶芽或腋芽直接萌发形成小茎后，再诱导小茎生根而形成完整植株的过程。

②胚状体发生型:是指外植体在适宜的培养环境中，形成类似于合子胚结构的胚状体或体细胞胚。

③不定器官发生型:离体培养条件下不定器官的发生可以通过直接或间接途径由外植体表面分化出不定芽或不定根等器官，并进一步发育成完整植株。

④原球茎形成型 : 原球茎形成型是兰属植物特有的再生植株途径。兰属植物外植体接种于培养基上，经过一段时间的培养便能形成原球茎，然后每一个原球茎可以进一步发育成完整植株，且原球茎可以进一步增殖。

6、组培苗移栽后的管理

（1）基质选择：选择透气保水性好的基质或混合基质，如常用泥炭移栽花烛无菌苗，蛭石和珍珠岩等混合移栽木本植物无菌苗，采用水苔等基质移栽兰科花卉等。

（2）温度控制：无菌苗移栽后能否成活受温度影响较大，通常25℃较适合多数植物无菌苗的移栽与生长，由于适宜的温度能够促进新根形成而成活，一般春季和秋季移栽成活率高，低温季节移栽需注意提高根部温度，促进新根形成；高温季节则需注意遮荫降温。（3）水分管理：移栽时基质中需浇足水，以后适当控制浇水，不干不浇，浇水过多，基质氧气不足会抑制新根的形成。空气湿度对移栽成活影响较大，由于无菌苗根系吸水能力弱，成活前新根未长出，空气湿度过低，叶片蒸腾失水严重会影响成活，因此成活前均要注意保湿，温室通过喷雾或薄膜覆盖等措施保湿，防治水分蒸腾。

（4）光照管理：由于无菌苗表皮结构发育差，光照过强会导致组织失水过度而死亡，因此移栽后需适当遮荫，保持弱光条件，成活后逐渐加强，遮荫可以降低温度而减少叶片蒸腾。

（5）营养：由于移栽后的无菌苗根系吸收能力弱，新根未长出，通常在新根形成前不施肥，成活后补充营养，采用营养液或复合肥等。

7、写出某种植物的组织培养程序（月季或大叶黄杨）