高中生物《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》課件24（50張PPT）（蘇教版選修1）

歡迎進(jìn)入生物課堂 植物組織培養(yǎng)技術(shù) 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?相關(guān)知識(shí)三 實(shí)驗(yàn)原理四 試劑和器材五 操作步驟六 思考題 目錄 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握植物組織培養(yǎng)相關(guān)理論知識(shí)掌握植物組織培養(yǎng)的操作方法了解不同激素及其比例對愈傷組織再分化的作用 二 相關(guān)知識(shí) 離體 invitro 條件下利用人工培養(yǎng)條件在無菌情況下培養(yǎng) 生長 發(fā)育再生出完整植株的過程 1958年 英國科學(xué)家Steward等用胡蘿卜根的愈傷組織細(xì)胞進(jìn)行懸浮培養(yǎng) 成功誘導(dǎo)出胚狀體并分化為完整的小植株 不但使細(xì)胞全能性理論得到證實(shí) 而且為組織培養(yǎng)的技術(shù)程序奠定了基礎(chǔ) 應(yīng)用領(lǐng)域1 快速繁殖運(yùn)用組織培養(yǎng)的途徑 一個(gè)單株一年可以繁殖幾萬到幾百萬個(gè)植株 例如一株蘭花一年繁殖到400萬株 2 種苗脫毒針對病毒對農(nóng)作物造成的嚴(yán)重危害 通過組織培養(yǎng)可以有效地培育出大量的無病毒種苗 3 遠(yuǎn)緣雜交利用組織培養(yǎng)可以使難度很大的遠(yuǎn)緣雜交取得成功 從而育成一些罕見的新物種 二 相關(guān)知識(shí) 應(yīng)用領(lǐng)域4 突變育種采用組織培養(yǎng)可以直接誘變和篩選出具抗病 抗鹽 高賴氨酸 高蛋白等優(yōu)良性狀的品種 5 基因工程基因工程主要研究DNA的轉(zhuǎn)導(dǎo) 而基因轉(zhuǎn)導(dǎo)后必須通過組織培養(yǎng)途徑才能實(shí)現(xiàn)植株再生 6 生物制品有些極其昂貴的生物制品 如抗癌首選藥物 紫杉醇等 可通過組織培養(yǎng)方式生產(chǎn) 二 相關(guān)知識(shí) 植物組織培養(yǎng)的分類廣義的組織培養(yǎng)依外植體不同 可分為 1 器官培養(yǎng) organculture 2 莖尖分生組織培養(yǎng) shoottipculture apicalmeristemculture 3 愈傷組織培養(yǎng) callusecultrue 4 細(xì)胞培養(yǎng) cellculture 5 原生質(zhì)體培養(yǎng) protoplastculture 二 相關(guān)知識(shí) 外植體 explant 由活體 invivo 植物體上提取下來的 接種在培養(yǎng)基上的無菌細(xì)胞 組織 器官等 愈傷組織 callus 在人工培養(yǎng)基上由外植體上形成的一團(tuán)無序生長狀態(tài)的薄壁細(xì)胞 二 相關(guān)知識(shí) 二 相關(guān)知識(shí) 二 相關(guān)知識(shí) 二 相關(guān)知識(shí) 二 相關(guān)知識(shí) 二 相關(guān)知識(shí) 二 相關(guān)知識(shí) 植物組織培養(yǎng)特點(diǎn) 培養(yǎng)條件可以人為控制 生長周期短 繁殖率高 管理方便 利于工廠化生產(chǎn)和自動(dòng)化控制 二 相關(guān)知識(shí) 植物組織培養(yǎng)營養(yǎng)條件 培養(yǎng)基 CultureMedium 培養(yǎng)基是植物組織培養(yǎng)的重要基質(zhì) 培養(yǎng)基的成分主要可以分水 無機(jī)鹽 有機(jī)物 天然復(fù)合物 培養(yǎng)體的支持材料等五大類 二 相關(guān)知識(shí) 國際上流行的培養(yǎng)基有幾十種 常用的培養(yǎng)基有 MS培養(yǎng)基 B5培養(yǎng)基 White培養(yǎng)基 N6培養(yǎng)基 KM 8P培養(yǎng)基 二 相關(guān)知識(shí) 常用培養(yǎng)基簡介 MS培養(yǎng)基1962年由Murashige和Skoog為培養(yǎng)煙草細(xì)胞而設(shè)計(jì)的 特點(diǎn)是無機(jī)鹽和離子濃度較高 為較穩(wěn)定的平衡溶液 其養(yǎng)分的數(shù)量和比例較合適 可滿足植物的營養(yǎng)和生理需要 它的硝酸鹽含量較其他培養(yǎng)基為高 廣泛地用于植物的器官 花藥 細(xì)胞和原生質(zhì)體培養(yǎng) 效果良好 有些培養(yǎng)基是由它演變而來的 二 相關(guān)知識(shí) 常用培養(yǎng)基簡介 B5培養(yǎng)基是1968年由Galmborg等為培養(yǎng)大豆根細(xì)胞而設(shè)計(jì)的 其主要特點(diǎn)是含有較低的銨 這可能對不少培養(yǎng)物的生長有抑制作用 從實(shí)踐得知有些植物在B5培養(yǎng)基上生長更適宜 如雙子葉植物特別是木本植物 二 相關(guān)知識(shí) 常用培養(yǎng)基簡介 White培養(yǎng)基是1943年由White為培養(yǎng)番茄根尖而設(shè)計(jì)的 1963年又作了改良 稱作White改良培養(yǎng)基 提高了MgSO4的濃度和增加了硼素 其特點(diǎn)是無機(jī)機(jī)鹽數(shù)量較低 適于生根培養(yǎng) 二 相關(guān)知識(shí) 常用培養(yǎng)基簡介 N6培養(yǎng)基是1974年朱至清等為水稻等禾谷類作物花藥培養(yǎng)而設(shè)計(jì)的 其特點(diǎn)是成分較簡單 KNO3和 NH4 2SO4含量高 在國內(nèi)已廣泛應(yīng)用于小麥 水稻及其他植物的花藥培養(yǎng)和其他組織培養(yǎng) 二 相關(guān)知識(shí) 常用培養(yǎng)基簡介 KM 8P培養(yǎng)基1962年由Murashige和Skoog為培養(yǎng)煙草細(xì)胞而設(shè)計(jì)的 特點(diǎn)是無機(jī)鹽和離子濃度較高 為較穩(wěn)定的平衡溶液 其養(yǎng)分的數(shù)量和比例較合適 可滿足植物的營養(yǎng)和生理需要 它的硝酸鹽含量較其他培養(yǎng)基為高 廣泛地用于植物的器官 花藥 細(xì)胞和原生質(zhì)體培養(yǎng) 效果良好 有些培養(yǎng)基是由它演變而來的 二 相關(guān)知識(shí) 不同營養(yǎng)條件對植物組織培養(yǎng)的影響 Growthmediumisoptimisedforregenerationofplantlets Nosucrose 0 Sucrosereducedto1 Sucroseincreasedto5 Theexplantiscompletelycoveredwithgreenshoots androotsaredevelopingonthelowersurface Veryfewshootshavedevelopedontheexplant Norootsandnocallus Shootsdevelopedonedgesofuppersurface andsomerootdevelopmenthasoccured Shootshavedevelopedoverthesurfaceoftheexplant alongwithrootsfromthelowersurface Theresultiscomparablewiththecontrolmedium 二 相關(guān)知識(shí) NoBAP BAPreducedto0 1mg l 1 NoNAA Poorshootdevelopmentandnoroots Extensivecallusgeneration Poorshootdevelopmentandnoroots NAAreducedto0 1mg l 1 Morebalanceddevelopmentofrootsandshoots However undifferentiatedcallusisdevelopingattheedgesoftheexplant Profusedevelopmentofrootsandareducednumberofshoots Undifferentiatedcallusisdevelopingattheedgesoftheexplant 二 相關(guān)知識(shí) NAAincreasedto5 0mg l 1Profusedevelopmentofrootsovertheexplantupperandlowersurface andfewshoots Somecallus NoMSsaltsNosignofregenerationfromexplantatall MSsaltsreducedto0 47g l 1Somerootgrowthbutreduceddevelopmentofshoots MSsaltsincreasedto9 52g l 1Shootsdevelopedonuppersurfaceofexplant Norootsorcallus 二 相關(guān)知識(shí) 植物細(xì)胞的全能性 植物細(xì)胞具有該植物體全部遺傳的可能性 在一定條件下具有發(fā)育成完整植物體的潛在能力 差異 1 受精卵的全能性最高 2 受精卵分化后的細(xì)胞中 體細(xì)胞的全能性比生殖細(xì)胞的低 潛在全能性的原因 基因表達(dá)的選擇性科學(xué)研究表明 處于離體狀態(tài)的植物活細(xì)胞 在一定的營養(yǎng)物質(zhì) 激素和其他外界條件的作用下 就可能表現(xiàn)出全能性 發(fā)育成完整的植株 人工條件下實(shí)現(xiàn)的這一過程 就是植物組織培養(yǎng) 三 實(shí)驗(yàn)原理 植物細(xì)胞全能性的表達(dá) 脫分化 dedifferentiation 將來自已分化組織的已停止分裂的細(xì)胞從植物體部分的抑制性影響下解脫出來 恢復(fù)細(xì)胞的分裂活性 再分化 redifferentiation 經(jīng)脫分化的組織或細(xì)胞在一定的培養(yǎng)條件下可有轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N不同細(xì)胞類型的能力 三 實(shí)驗(yàn)原理 四 試劑和器材 1 材料新鮮胡蘿卜莖2 試劑MS培養(yǎng)基10 亞硫酸溶液 MS培養(yǎng)基配制方法 四 試劑和器材 四 試劑和器材 3 儀器高壓滅菌鍋 超凈工作臺(tái) 烘箱 培養(yǎng)箱4 玻璃器皿試劑瓶 50 100 1000ml 三角瓶 100ml 刻度吸管 0 5 1 5 10ml 培養(yǎng)皿5 用具鑷子 解剖刀 接種針 記號(hào)筆 封口膜 離體的植物器官 組織 細(xì)胞 脫分化 愈傷組織 再分化 根芽 植物體 五 操作步驟 切開胡蘿卜 在圓圈處取一塊組織P 木質(zhì)部 C 形成層 X 韌皮部 五 操作步驟 形成層開始形成愈傷組織C1 愈傷組織 C2 形成層 五 操作步驟 3 4周后完全形成愈傷組織狀態(tài) 脫分化 組織塊失去色素 五 操作步驟 把脫分化后的愈傷組織轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)基上 五 操作步驟 兩周左右開始再分化 長出幼苗 五 操作步驟 將幼苗移植到外部條件下培養(yǎng) 順化 五 操作步驟 順化一個(gè)月后的胡蘿卜植株 五 操作步驟 培養(yǎng)基配制 I 母液配制 按照MS培養(yǎng)基成分表 配制分別配制培養(yǎng)基的母液 1 大量元素母液 10倍液 分別稱取10倍用量的各種大量無機(jī)鹽 依次溶解于大約800ml熱的 60 80 蒸餾水中 一種成分完全溶解后再加入下一種 最后加水 定容至1000ml后裝入試劑瓶中 冰箱內(nèi)貯存?zhèn)溆?五 操作步驟 2 微量元素母液 100倍液 分別稱取100倍用量的微量無機(jī)鹽 依次溶解于800ml重蒸水中 加水定溶到1000ml 3 鐵鹽母液 100倍液 稱取100倍用量的Na2 EDTA 乙二胺四乙酸鈉 和FeSO4 7H2O 溶于800ml重蒸水中 最后定容到1000ml 五 操作步驟 培養(yǎng)基配制 I 母液配制 4 有機(jī)物質(zhì)母液 100倍數(shù) 分別稱取50倍用量的各種有機(jī)物質(zhì) 依次溶解于400ml重蒸水中 定容至1000ml 裝入棕色試劑瓶中 貯存冰箱備用 除上述四種母液外 培養(yǎng)基中經(jīng)常附加的各種生物素和細(xì)胞分裂素也要配成母液貯存 臨用時(shí)按濃度定量吸取加入 五 操作步驟 培養(yǎng)基配制 I 母液配制 5 生長素如2 4 D IAA NAA等 準(zhǔn)確稱取20mg 先用2ml95 乙醇溶解 然后加水 定容至20ml 濃度為1mg ml 再放置冰箱內(nèi)貯存?zhèn)溆?6 細(xì)胞分裂素如激動(dòng)素 Kt 6 芐基嘌呤 6 BA 準(zhǔn)確稱取20mg 先用2ml的1mol mlHCL或NaOH溶解 然后加水 定容至20ml 濃度為1mg ml 再放置冰箱內(nèi)貯存?zhèn)溆?五 操作步驟 培養(yǎng)基配制 I 母液配制 取1000ml燒杯一只 加大量元素10倍母液100ml 微量元素100倍母液10ml 鐵鹽100倍母液10ml 有機(jī)物質(zhì)100倍母液10ml 此外 根據(jù)培養(yǎng)材料和實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪€要附加一定量的生長素 細(xì)胞分裂素及蔗糖等 然后加水至1000ml 待蔗糖充分溶解后用1mol L的NaOH或HCl調(diào)酸堿度為pH5 8 最后加入瓊脂粉6 5g 如用瓊脂條 則要加8g 五 操作步驟 培養(yǎng)基配制 II 配制與分裝 將盛有培養(yǎng)基的燒杯在電磁爐上 煮至瓊脂完全融化 補(bǔ)加蒸餾水至1000ml 將配制好的培養(yǎng)基分裝到培養(yǎng)用三角瓶中 每只100ml三角瓶約裝40ml培養(yǎng)基 分裝時(shí)要避免把培養(yǎng)基倒在瓶口上 否則培養(yǎng)時(shí)容易引起雜菌污染 五 操作步驟 培養(yǎng)基配制 II 配制與分裝 1 把裝好的培養(yǎng)基的三角瓶放入高壓滅菌鍋中 蓋好鍋蓋 2 設(shè)置滅菌參數(shù)為121 20min 開始滅菌 五 操作步驟 培養(yǎng)基配制 III 滅菌 1 取新鮮胡蘿卜莖 用去離子水洗凈 2 在胡蘿卜莖上切一塊含有形成層的組織 放入磨口三角瓶中 倒入適量10 亞硫酸溶液 輕輕搖動(dòng)15 30s 3 倒去亞硫酸溶液 無菌水洗滌3 4次 徹底清除殘留葉面和瓶內(nèi)的亞硫酸溶液 五 操作步驟 胡蘿卜的取材與處理 1 先用肥皂洗手 穿上工作服 戴上口罩和工作帽 2 放入培養(yǎng)瓶和滅菌后的接種用具 鑷子 解剖刀 接種針 把鑷子 解剖刀 接種針插入內(nèi)盛70 酒精的廣口瓶中 3 用鑷子把胡蘿卜夾入培養(yǎng)皿內(nèi)的吸水紙上 吸干水珠 把胡蘿卜切成含有 木質(zhì)部 形成層 和 韌皮部 三部分的小塊 五 操作步驟 接種 4 小心打開三角瓶 把組織塊投入瓶內(nèi) 用接種針撥勻 蓋上封口膜 5 用記號(hào)筆在瓶壁上寫明培養(yǎng)材料 培養(yǎng)基代號(hào) 接種日期 五 操作步驟 接種 注意事項(xiàng) 全部接種操作都是在無菌條件下進(jìn)行的 所以要特別認(rèn)真仔細(xì) 以防雜菌污染 接種完畢后 取出培養(yǎng)瓶中 置于26 28 光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng) 觀察記錄生長情況 并照相存檔 五 操作步驟 培養(yǎng) 1 植物組織培養(yǎng)技術(shù)有哪些實(shí)際用途 2 植物激素與器官分化有何關(guān)系 3 怎樣理解在中藥提取活性成分時(shí)要把握好藥材的采收時(shí)間 4 為保證無菌 操作時(shí)有哪些注意事項(xiàng) 六 思考題 結(jié)束 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全