1、目 录绪论（绪论（2h)第一章第一章 植物细胞工程实验室及基本操作技术（植物细胞工程实验室及基本操作技术（2h）第二章第二章 植物细胞工程原理概述植物细胞工程原理概述(4h)第三章第三章 植物离体快繁技术和脱毒培养技术植物离体快繁技术和脱毒培养技术(4h)第四章第四章 植物细胞培养与有用物质生产植物细胞培养与有用物质生产(2h)第五章第五章 植物体细胞无性系变异与突变体筛选植物体细胞无性系变异与突变体筛选(2h)第六章第六章 植物离体单倍体诱导技术及应用植物离体单倍体诱导技术及应用(2h)第七章第七章 植物原生质体培养与体细胞杂交植物原生质体培养与体细胞杂交(2h)第八章第八章 植物胚胎培养技
2、术及其应用植物胚胎培养技术及其应用(2h)第九章第九章 植物种质资源的离体保存植物种质资源的离体保存(1h)第十章第十章 植物的遗传转化植物的遗传转化(1h)1第三章植物离体快繁和脱毒培养技术第三章植物离体快繁和脱毒培养技术 植物离体快速繁殖技术Rapid MultiplicationRapid Multiplication植物的脱毒培养技术植物的脱毒培养技术2第一节、植物离体快速繁殖技术第一节、植物离体快速繁殖技术一、离体快速无性繁殖的概念及其意义一、离体快速无性繁殖的概念及其意义二、植物离体快速无性繁殖的特点二、植物离体快速无性繁殖的特点三、离体快速无性繁殖中器官的发生形式三、离体快速无性
3、繁殖中器官的发生形式四、离体无性繁殖的程序四、离体无性繁殖的程序五、植物组织培养中应注意的几个问题五、植物组织培养中应注意的几个问题3有性繁殖有性繁殖无性繁殖无性繁殖无融合生殖无融合生殖营养繁殖营养繁殖繁殖繁殖方式方式4一、植物离体快速无性繁殖的概一、植物离体快速无性繁殖的概念及其意义念及其意义1 1 概念概念 离体无性繁殖离体无性繁殖：指利用组织培养的方法进行植：指利用组织培养的方法进行植物离体培养，在短时间内获得大量遗传性一致物离体培养，在短时间内获得大量遗传性一致的个体的方法，又称的个体的方法，又称“离体繁殖，快速无性繁离体繁殖，快速无性繁殖、微型繁殖殖、微型繁殖”。试管苗：试管苗：由离
4、体无性繁殖获得的植株称试管苗。由离体无性繁殖获得的植株称试管苗。无性系：无性系：指有同一个体通过无性繁殖产生的一个指有同一个体通过无性繁殖产生的一个群体，它们的遗传背景基本一致。群体，它们的遗传背景基本一致。52 2 应用应用（1）用来加速难繁殖和繁殖速度慢的植物的繁用来加速难繁殖和繁殖速度慢的植物的繁殖。殖。（2 2）无病毒苗木的繁殖。）无病毒苗木的繁殖。（3 3）用于某些杂合园艺植物的繁殖。）用于某些杂合园艺植物的繁殖。（4 4）用于需要加速繁殖的特殊基因型。）用于需要加速繁殖的特殊基因型。6二、植物离体快速无性繁殖的特点二、植物离体快速无性繁殖的特点1 1 优点优点（1 1）首先体现在一
5、个）首先体现在一个“快快”字上。字上。（2 2）可人为控制条件，不受大自然的干扰）可人为控制条件，不受大自然的干扰（3 3）快速培养脱毒苗。）快速培养脱毒苗。72局限性（1 1）一些植物快速无性繁殖技术的某些环）一些植物快速无性繁殖技术的某些环节还没有突破。节还没有突破。（2 2）要对其成本、技术等进行估算。）要对其成本、技术等进行估算。（3 3）随继代次数增多，培养材料的分化能）随继代次数增多，培养材料的分化能力下降。力下降。8国内外植物离体快繁概况国内外植物离体快繁概况(1)欧洲微繁情况欧洲微繁情况 植物组织培养室植物组织培养室650650多多个个 主产品为花卉、果树主产品为花卉、果树 微
6、繁数量最大国家：荷兰、法国、意大利、比微繁数量最大国家：荷兰、法国、意大利、比利时、英国。利时、英国。9（2 2）美洲美洲 微繁实验室微繁实验室200200多个，多个，1.571.57亿株亿株/年年 主要产品为香蕉、草莓、马铃薯脱毒种苗种薯。主要产品为香蕉、草莓、马铃薯脱毒种苗种薯。（3 3）亚洲亚洲 共有商业性实验室共有商业性实验室270270多多个个 试管苗试管苗65006500万株万株90009000万株万株/年年 兰花、温带花卉、果树、农作物无性繁殖。兰花、温带花卉、果树、农作物无性繁殖。国内外植物离体快繁概况10（4 4）大洋洲大洋洲 8888个实验室个实验室 20002000万试管
7、苗万试管苗/年年 果树、农作物、林木、观赏植物果树、农作物、林木、观赏植物（5 5）非洲非洲 4242个商业性组织培养室个商业性组织培养室 80%80%微型繁殖，微型繁殖，1.41.410106 6株试管苗株试管苗/年年 农作物、马铃薯、木薯、甘蔗、香蕉农作物、马铃薯、木薯、甘蔗、香蕉国内外植物离体快繁概况11普通茎尖（Shoot tip）：由顶端分生组织及其下方的1-3个幼叶原基构成。.试管苗6500万株9000万株/年病毒交叉保护：一种病毒存在，可以使寄主植物有能力抵抗另一种病毒。器官型（Organ type）to store plants for long periods(long te
8、rm storage)without the impact of environmental conditions.半自养-自养阶段to eliminate virus pathogens in plants五、植物组织培养中应注意的几个问题病毒是专性细胞内寄生物，大小在20200 nm之间。4 脱除植物病毒有那几种方法？并说明茎尖培养脱毒的原理及程序。to store plants for long periods(long term storage)without the impact of environmental conditions.（）在分生组织中存在高水平的内源激素，可以抑制病
9、毒的增殖。敏感植物：有些植物对病毒极为敏感，一旦感染病毒就会在其叶片乃至全株上表现特有的病斑，把这种植物称为病毒“敏感植物”或“指示植物”。特点：遗传性稳定，但繁殖数量不如不定芽型和器官发生型多。提高培养基中的、比。外植体的制备（选择、清洗、消毒、灭菌）（）农业操作时的机械损伤。（2）无病毒苗木的繁殖。Also shoot tips and stem cuttings(0,5 to 1 cm in size)can be cultivated in vitro to produce complete plantlets.国内基本情况国内基本情况 组组培快繁种类：木本培快繁种类：木本150150
10、种；花卉种；花卉139139种；药用种；药用5353种；种；园艺（果蔬）园艺（果蔬）2929种；禾谷类种；禾谷类4444种；草本水果种；草本水果9 9种，共计种，共计445445种。种。国内外植物离体快繁概况发达国家：商业快繁，观赏植物，果树发达国家：商业快繁，观赏植物，果树发展中国家：育种研究，无性繁殖农作物发展中国家：育种研究，无性繁殖农作物12三、离体无性繁殖中器官的发生形式1 不定芽型（不定芽型（Adventitious bud typeAdventitious bud type）器官型（器官型（Organ typeOrgan type）器官发生型（器官发生型（Oraneogenesi
11、sOraneogenesis）类胚体发生型（类胚体发生型（EmbryogenesisEmbryogenesis）原球茎型（原球茎型（ProtocormProtocorm）131 不定芽型不定芽：不定芽：凡是叶腋或茎间以外任何其它地凡是叶腋或茎间以外任何其它地方形成的芽都称不定芽。方形成的芽都称不定芽。外植体：外植体：要有明显顶端分生组织和次生分要有明显顶端分生组织和次生分生组织的植物均适用。生组织的植物均适用。特点：特点：以芽繁芽，繁殖速度快；后代遗传以芽繁芽，繁殖速度快；后代遗传性比较稳定。（性比较稳定。（图图）1415器官型器官型外植体：充分发育，生长旺盛的器官，外植体：充分发育，生长旺盛
12、的器官，如茎段、叶、花器、鳞片等。如茎段、叶、花器、鳞片等。特点：直接从器官上诱导不定芽，遗特点：直接从器官上诱导不定芽，遗传性比较稳定，但繁殖速度慢。传性比较稳定，但繁殖速度慢。16器官发生型器官发生型外植体外植体：生长幼嫩的材料，使其来源：生长幼嫩的材料，使其来源尽量一致，旺盛、新鲜的组织或器尽量一致，旺盛、新鲜的组织或器官。官。特点特点：繁殖速度快，但遗传性不稳定。：繁殖速度快，但遗传性不稳定。17类胚体发生型类胚体发生型 即胚状体途径，即胚状体途径，由植物细胞、组由植物细胞、组织或器官直接诱导发生胚状体结构，织或器官直接诱导发生胚状体结构，最终发育成苗的方式。最终发育成苗的方式。特点：
13、特点：遗传性稳定，但繁殖数量不如遗传性稳定，但繁殖数量不如不定芽型和器官发生型多。不定芽型和器官发生型多。18从胡萝卜细胞培养产生胚状体和从胡萝卜细胞培养产生胚状体和 小植株开花结实的过程小植株开花结实的过程用打孔器从胡萝卜块根上取得盘状外植体外植体置于25下转动培养由外植体分离出的细胞增殖并发育为胚状体胚状体移于琼脂培养基上并长成植株和开花结实19原球茎型原球茎型 兰花特有的原球茎发生型，通过诱兰花特有的原球茎发生型，通过诱导原球茎直接长成植株。导原球茎直接长成植株。图：兰花原球茎发生型图：兰花原球茎发生型 图：兰花的微繁技术图：兰花的微繁技术202122调节基本培养基的组成（1/2、1/4
14、MS）试管苗：由离体无性繁殖获得的植株称试管苗。（1）用来加速难繁殖和繁殖速度慢的植物的繁殖。组织培养过程中4个阶段4 脱除植物病毒有那几种方法？并说明茎尖培养脱毒的原理及程序。多数植物根分化需适当提高生长素水平，减低细胞分裂素水平。一些禾本科植物，在无激素条件下即可生根。第二章 植物细胞工程原理概述(4h)（）农业操作时的机械损伤。嘧啶、嘌呤类似物、抗生素等特点：直接从器官上诱导不定芽，遗传性比较稳定，但繁殖速度慢。第一章 植物细胞工程实验室及基本操作技术（2h）第二节、植物的脱毒技术嫁接法一、病毒的特性及其侵染第二组：2-1 MS+BA0.培养基内诱导生根的方法。（聚乙烯吡咯烷酮）增加固体
15、琼脂浓度，使细胞吸水受到阻碍。Also shoot tips and stem cuttings(0,5 to 1 cm in size)can be cultivated in vitro to produce complete plantlets.23兰花的萌发24兰花的启动25兰花的增殖26兰花的分化27培养的兰花28四四 、离体无性繁殖的程序、离体无性繁殖的程序 无菌母株的制备无菌母株的制备 茎芽的增殖茎芽的增殖 诱导生根诱导生根 炼苗炼苗 再生植株的鉴定再生植株的鉴定29无菌母株的制备（）无菌母株的概念（）无菌母株的概念无菌母株无菌母株：在无菌条件下，用于：在无菌条件下，用于试管内继
16、代增殖的植物材料，称为试管内继代增殖的植物材料，称为“无菌母株无菌母株”或或“繁殖母株繁殖母株”。30（）无菌培养物的建立（）无菌培养物的建立外植体的制备（外植体的制备（选择、清洗、消毒、灭菌选择、清洗、消毒、灭菌）培养基的选择培养基的选择31基本培养基无机营养水有机营养大量元素微量元素碳源氨基酸维生素附加成分植物激素生长素：IAA、IBA、NAA 2，4-D细胞分裂素：ZT、KT、BA琼脂、聚蔗糖等天然有机复合物水解酪蛋白椰子乳汁马铃薯汁其它成分：AV、PVP、NaCl、完全培养基32 按培养基的用途分为：按培养基的用途分为：基本培养基基本培养基诱导培养基诱导培养基继代培养基继代培养基分化培
17、养基分化培养基生根培养基生根培养基壮苗培养基壮苗培养基33按照培养基的物理状态分为按照培养基的物理状态分为：固体培养基固体培养基半固体培养基半固体培养基液体培养基液体培养基附加培养基附加培养基34单因子实验：第一组：1-1 MS+BA0.0+NAA0.1 1-2 MS+BA0.1+NAA0.1 1-3 MS+BA0.2+NAA0.1第二组：2-1 MS+BA0.1+NAA0.1 2-2 MS+BA0.1+NAA0.2 2-3 MS+BA0.1+NAA0.3 .3536共有商业性实验室270多个2-2 MS+BA0.有些植物在仅含生长素的培养基中即可诱导根分化。敏感植物：有些植物对病毒极为敏感，
18、一旦感染病毒就会在其叶片乃至全株上表现特有的病斑，把这种植物称为病毒“敏感植物”或“指示植物”。提高培养基中的、比。培养基及各种器具清洁灭菌不彻底增加固体琼脂浓度，使细胞吸水受到阻碍。其它成分：AV、PVP、NaCl、在全自动培养间进行光照培养试管内嫁接病毒交叉保护：一种病毒存在，可以使寄主植物有能力抵抗另一种病毒。选择适宜的外植体（幼嫩材料、春季取材）控制温度，增加自然光照。第二节、植物的脱毒技术可以先诱导愈伤组织，然后在诱导分化形成苗。第一组：1-1 MS+BA0.Also shoot tips and stem cuttings(0,5 to 1 cm in size)can be cu
19、ltivated in vitro to produce complete plantlets.茎尖培养脱除病毒的程序植物组织培养室650多个（2）可人为控制条件，不受大自然的干扰茎芽的增殖（）通过不定芽的形成增殖（）通过腋芽的形成增殖（图）蝴蝶兰花梗腋芽组织取芽法动画（）通过单节茎段扦插增殖（图）373839繁殖速率的计算：Y=mXn Y：年繁殖数年繁殖数 M M：无菌母株数：无菌母株数 X X：每个培养周期增殖的倍数：每个培养周期增殖的倍数 N N：全年可增殖的周期次数：全年可增殖的周期次数40生根培养生根培养（）试管内生根（）试管内生根（）试管外生根（）试管外生根 基质生根法基质生根法
20、嫁接生根法嫁接生根法41（）试管内生根（）试管内生根 培养基内诱导生根的方法。培养基内诱导生根的方法。调节激素种类和浓度调节激素种类和浓度调节基本培养基的组成调节基本培养基的组成（1/21/2、1/4MS1/4MS）调节渗透压调节渗透压（降低糖浓度）（降低糖浓度）42调节激素种类和浓度 多数植物根分化需适当提高生长素水平，减低多数植物根分化需适当提高生长素水平，减低细胞分裂素水平。细胞分裂素水平。有些植物在仅含生长素的培养基中即可诱导根有些植物在仅含生长素的培养基中即可诱导根分化。分化。（如菊花在附加（如菊花在附加0.1-.3mg/LNAA0.1-.3mg/LNAA培养基中，一周培养基中，一周
21、即可生根，生根率达即可生根，生根率达100%100%。）。）一些禾本科植物，在无激素条件下即可生根。一些禾本科植物，在无激素条件下即可生根。43（）试管外生根基质生根法：基质生根法：把离体条件形成的无根小植株适当处把离体条件形成的无根小植株适当处理后，使其在基质中（理后，使其在基质中（蛭石、珍珠岩、土、沙蛭石、珍珠岩、土、沙子、泥炭等子、泥炭等）生长（）生长（灭菌灭菌）。）。嫁接生根法：将无根小植株嫁接到砧木上，利用砧将无根小植株嫁接到砧木上，利用砧木的根系吸收养分和水分。木的根系吸收养分和水分。试管内嫁接试管内嫁接 试管外嫁接试管外嫁接44移栽（炼苗）移栽（炼苗）（）试管苗的特点（）试管苗的
22、特点根的特点根的特点叶的特点叶的特点组织的特点组织的特点45根的特点 根系生长不好，没有根毛或根毛很根系生长不好，没有根毛或根毛很少，吸水力差，难以满足小苗蒸腾作用少，吸水力差，难以满足小苗蒸腾作用的消耗，小苗体内的水分难以达到平衡。的消耗，小苗体内的水分难以达到平衡。46病毒在植物体内分布不均匀的原因组培快繁种类：木本150种；出现花叶（如班驳、明脉、及绿岛）和叶片皱缩。即胚状体途径，由植物细胞、组织或器官直接诱导发生胚状体结构，最终发育成苗的方式。（3）快速培养脱毒苗。（）农业操作时的机械损伤。从胡萝卜细胞培养产生胚状体和 小植株开花结实的过程特点：繁殖速度快，但遗传性不稳定。（）农业操作
23、时的机械损伤。茎尖越小，对培养基要求越高，成功率低。国内外植物离体快繁概况（）在旺盛分裂的分生细胞中，代谢活性很强，有竞争状态，抑制了病毒的复制。（）农业操作时的机械损伤。to identically propagate plants(cloning)试管外嫁接外部症状控制温度，增加自然光照。调节基本培养基的组成（1/2、1/4MS）热空气：对正在生长或生长旺盛的器官有效（）射线（射线、紫外线等）离体无性繁殖：指利用组织培养的方法进行植物离体培养，在短时间内获得大量遗传性一致的个体的方法，又称“离体繁殖，快速无性繁殖、微型繁殖”。叶的特点 在高湿、弱光和异养条件下分化生在高湿、弱光和异养条件下
24、分化生长的叶，叶表皮保护组织不发达，甚至长的叶，叶表皮保护组织不发达，甚至没有。无角质层、蜡质层，使叶片表面没有。无角质层、蜡质层，使叶片表面缺乏保护，易失水萎焉。缺乏保护，易失水萎焉。47组织的特点 试管苗组织幼嫩，结构松散，细胞试管苗组织幼嫩，结构松散，细胞含水量大，机械组织不发达，容易发生含水量大，机械组织不发达，容易发生机械损伤，对病虫害特别敏感机械损伤，对病虫害特别敏感。484950茎尖、腋芽花药单细胞原生质体愈伤组织胚状体芽分化完整再生植株再生植株驯化定植苗组织培养过程中组织培养过程中4个阶段个阶段异养阶段异养阶段半自养阶段半自养阶段 半自养半自养-自养阶段自养阶段自养阶段自养阶段
25、51（）炼苗（）炼苗 瓶炼瓶炼 盘炼（试管苗的出瓶移栽）盘炼（试管苗的出瓶移栽）容器移栽容器移栽 大田移栽大田移栽52在全自动培养间进行光照培养 试管苗移栽于温室53n生根方法生根方法试管内生根（培养基）试管内生根（培养基）试管外生根试管外生根54影响试管内生根的因素影响试管内生根的因素 植物材料植物材料 培养基培养基 植物激素植物激素 营养元素营养元素 其它物质（核黄素、活性碳）其它物质（核黄素、活性碳）培养条件培养条件 光照光照 pH pH 温度温度55562mm作为接穗嫁接到砧木上，然后连同砧木一起在培养基上培养，由砧木吸收培养基中的营养，接穗在砧木的哺育下很容易成活。第一章 植物细胞工
26、程实验室及基本操作技术（2h）一些禾本科植物，在无激素条件下即可生根。二、植物离体快速无性繁殖的特点多数植物根分化需适当提高生长素水平，减低细胞分裂素水平。病毒是专性细胞内寄生物，大小在20200 nm之间。Meristem,shoot tip and stem cutting culture日本曾经用通过茎尖培养得到的脱毒原种取代了受马铃薯X病毒（PVX）侵染的马铃薯品种后，造成了花叶病的严重泛滥。多数植物根分化需适当提高生长素水平，减低细胞分裂素水平。器官发生型（Oraneogenesis）to store plants for long periods(long term storage
27、)without the impact of environmental conditions.细胞学变化微繁数量最大国家：荷兰、法国、意大利、比利时、英国。五、植物组织培养中应注意的问题提高培养基中的、比。原理：把极小的茎尖0.嫁接法植物组织培养室650多个特点：繁殖速度快，但遗传性不稳定。普通茎尖（Shoot tip）：由顶端分生组织及其下方的1-3个幼叶原基构成。MP首先在细胞质中暂时表达，然后与微管和微丝结合，沿微管运动，在细胞壁上积累，并最终定位于胞间连丝。（）农业操作时的机械损伤。57585960616263试管苗的鉴定试管苗的鉴定（）形态学鉴定（）形态学鉴定（）细胞学鉴定（）细胞
28、学鉴定64五、植物组织培养中应注意的问题 褐变（褐化）褐变（褐化）污染污染 玻璃化玻璃化65褐变褐变（）褐变（）褐变褐变褐变：指在组织培养过程中，由培养：指在组织培养过程中，由培养材料向培养基中释放褐色物质，致使培材料向培养基中释放褐色物质，致使培养基逐渐变成褐色，培养材料也随之慢养基逐渐变成褐色，培养材料也随之慢慢变褐而死亡的现象。慢变褐而死亡的现象。666768（）克服褐变的方法（）克服褐变的方法选择适宜的外植体选择适宜的外植体（幼嫩材料、春季（幼嫩材料、春季取材）取材）改善营养条件改善营养条件（连续培养）（连续培养）在培养基中加入一些附加物在培养基中加入一些附加物活性炭活性炭抗氧化剂抗氧
29、化剂（聚乙烯吡咯烷酮（聚乙烯吡咯烷酮）（牛血清蛋白）（牛血清蛋白）69离体保存病毒在植物体内分布不均匀的原因茎尖培养脱除病毒的程序to store plants for long periods(long term storage)without the impact of environmental conditions.草本水果9种，共计445种。（）病毒不能进行独立的代谢活动，也缺乏自身的核糖体，必须依靠寄主来合成蛋白质。其它物质（核黄素、活性碳）褐变 玻璃化 指示植物植物组织培养室650多个第五章 植物体细胞无性系变异与突变体筛选(2h)嫁接法发达国家：商业快繁，观赏植物，果树胚状体移
30、于琼脂培养基上并长成植株和开花结实（）电子显微镜检查法to eliminate virus pathogens in plants3mg/LNAA培养基中，一周即可生根，生根率达100%。试管苗6500万株9000万株/年一些病毒会引起叶片黄化、环斑或蚀纹症状。调节基本培养基的组成（1/2、1/4MS）2mm作为接穗嫁接到砧木上，然后连同砧木一起在培养基上培养，由砧木吸收培养基中的营养，接穗在砧木的哺育下很容易成活。70污染污染细菌污染细菌污染真菌污染真菌污染 污染71细菌污染的特点细菌污染的特点 在培养材料附近出现黏液状菌斑，一般接种1-2天一5可发现。特别应注意一种呈乳白色的细菌污染，这种
31、细菌为芽孢杆菌，外被荚膜，耐高温，一般灭菌剂难以杀死，可随培养材料、用具传播，可出现在培养基表面，也可呈滴形云雾状存在于培养基内，发现及时淘汰，并对用过的器具严格高温灭菌。72真菌污染的特点真菌污染的特点 培养基上长霉，一般接种3-5天就可先，霉的颜色有黑、白、黄等，真菌污染的特点是污染部分有不同颜色的霉菌，接种3天，有时多达10天才能表现。73（）克服方法 外植体灭菌不彻底外植体灭菌不彻底 培养基及各种器具清洁灭菌不彻底培养基及各种器具清洁灭菌不彻底 人为因素人为因素 超净工作区被污染超净工作区被污染 环境不清洁环境不清洁74757677787980818283848586878889试管苗
32、6500万株9000万株/年（）分生组织中无微管系统，病毒不易移动。日本曾经用通过茎尖培养得到的脱毒原种取代了受马铃薯X病毒（PVX）侵染的马铃薯品种后，造成了花叶病的严重泛滥。对植物病毒的研究是从19世纪后期才正式开始的。植物组织培养室650多个五、植物组织培养中应注意的几个问题草本水果9种，共计445种。（）射线（射线、紫外线等）第二组：2-1 MS+BA0.从胡萝卜细胞培养产生胚状体和 小植株开花结实的过程（）病毒不能进行独立的代谢活动，也缺乏自身的核糖体，必须依靠寄主来合成蛋白质。to identically propagate plants(cloning)组培快繁种类：木本150种
33、；病毒运动蛋白（Movement protein)与植物间的胞间连丝结合，与细胞壁与胞间连丝调节蛋白相互作用，增加了胞间连丝的有效通道直径，以便允许病毒粒子或基因组核酸通过胞间连丝进入临近细胞，实现病毒在细胞间的运动。不定芽：凡是叶腋或茎间以外任何其它地方形成的芽都称不定芽。（）农业操作时的机械损伤。试管苗组织幼嫩，结构松散，细胞含水量大，机械组织不发达，容易发生机械损伤，对病虫害特别敏感。农作物、马铃薯、木薯、甘蔗、香蕉其它成分：AV、PVP、NaCl、909192玻璃化（）玻璃化（）玻璃化玻璃化玻璃化：是试管苗的一种生理失调症状，：是试管苗的一种生理失调症状，当植物材料进行离体繁殖时，有些
34、培养当植物材料进行离体繁殖时，有些培养物的茎、叶往往会出现半透明状和水渍物的茎、叶往往会出现半透明状和水渍状，这种现象称为玻璃化。状，这种现象称为玻璃化。93（）克服方法（）克服方法 增加固体琼脂浓度，使细胞吸水受到阻增加固体琼脂浓度，使细胞吸水受到阻碍。碍。提高培养基中的、比。提高培养基中的、比。控制温度，增加自然光照。控制温度，增加自然光照。附加一些物质附加一些物质活性炭活性炭乙烯乙烯青霉素青霉素949596第二节、植物的脱毒技术第二节、植物的脱毒技术 病毒的特性及其侵染病毒的特性及其侵染 脱毒的方法脱毒的方法 茎尖培养脱除病毒的程序茎尖培养脱除病毒的程序97一、病毒的特性及其侵染特性特性
35、侵染途径侵染途径分布特点分布特点98 病毒是专性病毒是专性细胞内寄生物，大小细胞内寄生物，大小在在2020200 nm200 nm之间。之间。含有含有RNARNA或或DNADNA，外包，外包一个蛋白衣壳，衣壳一个蛋白衣壳，衣壳外有包膜。完整组装外有包膜。完整组装的病毒称为病毒粒子。的病毒称为病毒粒子。病毒对抗生素不敏感。病毒对抗生素不敏感。99 对植物病毒的研究是从对植物病毒的研究是从19世纪世纪后期才后期才正式开始的。正式开始的。1886年年，德国麦尔（，德国麦尔（Adolf Mayer)首先描述了烟草花叶病毒（首先描述了烟草花叶病毒（TMV)，1935年年，TMV被结晶，也是第一个在电子显
36、被结晶，也是第一个在电子显微镜下被观察的病毒。现在，经过微镜下被观察的病毒。现在，经过ICTV（国（国际病毒分类委员会）分类的植物病毒大约有际病毒分类委员会）分类的植物病毒大约有1000多种。多种。100 世界上的病毒对于所有的植物的影响是十分巨世界上的病毒对于所有的植物的影响是十分巨大的，据估计每年由于病毒的感染而损失的金额达大的，据估计每年由于病毒的感染而损失的金额达700亿美元亿美元,农作物的损失达到农作物的损失达到200亿美元亿美元。几乎所有。几乎所有农作物都会受到一种或一种以上的病毒侵染，会减农作物都会受到一种或一种以上的病毒侵染，会减少作物的产量和（或）品质。当用特定的无毒植株少作
37、物的产量和（或）品质。当用特定的无毒植株取代了被病毒侵染的母株后，产量平均增加取代了被病毒侵染的母株后，产量平均增加30%。现在，还没有什么药物处理可以治愈受病毒侵染的现在，还没有什么药物处理可以治愈受病毒侵染的植物。植物。植物病毒对无性繁殖的植物危害更大，植物病毒对无性繁殖的植物危害更大，病毒可以通过营养繁殖传递到下一代。病毒可以通过营养繁殖传递到下一代。101病毒侵染后植物的症状病毒侵染后植物的症状 外部症状外部症状 植株矮小，叶片植株矮小，叶片 变小、叶间距及叶片数目减少，变小、叶间距及叶片数目减少，果实和种子变小。出现花叶（如班驳、明脉、及绿果实和种子变小。出现花叶（如班驳、明脉、及绿
38、岛）和叶片皱缩。一些病毒会引起叶片黄化、环斑岛）和叶片皱缩。一些病毒会引起叶片黄化、环斑或蚀纹症状。组织、器官或整个植物坏死，或发育或蚀纹症状。组织、器官或整个植物坏死，或发育不良，出现畸型。不良，出现畸型。细胞学变化细胞学变化 小液泡出现，细胞器退化，叶绿体、线粒体聚小液泡出现，细胞器退化，叶绿体、线粒体聚集，细胞壁加厚、从胞间连丝进入细胞、含有集，细胞壁加厚、从胞间连丝进入细胞、含有12个个微管，细胞壁之间出现沉淀物，细胞内出现风轮状微管，细胞壁之间出现沉淀物，细胞内出现风轮状内含体。内含体。102病毒的特性（）病毒的结构非简单，仅由蛋白质和核酸组成，无（）病毒的结构非简单，仅由蛋白质和核
39、酸组成，无细胞结构，且核酸仅为或细胞结构，且核酸仅为或RNARNA。（）病毒不能进行独立的代谢活动，也缺乏自身的核（）病毒不能进行独立的代谢活动，也缺乏自身的核糖体，必须依靠寄主来合成蛋白质。糖体，必须依靠寄主来合成蛋白质。（）病毒有核酸，因此能利用寄主的细胞进行复制。（）病毒有核酸，因此能利用寄主的细胞进行复制。（）具有侵染力，能够将核酸从一种寄主细胞转移到（）具有侵染力，能够将核酸从一种寄主细胞转移到其它寄主细胞。其它寄主细胞。103植物病毒的侵染途径（）农业操作时的机械损伤。（）农业操作时的机械损伤。（）介体（昆虫等）造成的微伤。（）介体（昆虫等）造成的微伤。（）通过嫁接、菟丝子的（）通
40、过嫁接、菟丝子的“桥接桥接”传播。传播。104病毒的运动病毒的运动 病毒侵染植物病毒侵染植物 病毒进入细胞病毒进入细胞 病毒脱壳病毒脱壳 病毒基因组的复制、蛋白质的合成病毒基因组的复制、蛋白质的合成 子代病毒颗粒子代病毒颗粒的组装的组装 细胞间移动细胞间移动 进入维管组织长距离运进入维管组织长距离运输，向其它部位转移输，向其它部位转移 从维管组织进入细胞，感染从维管组织进入细胞，感染整个植株。整个植株。在细胞间的移动在细胞间的移动 只能通过胞间连丝来传播扩散，只能通过胞间连丝来传播扩散，是借助病毒编码的是借助病毒编码的“运动蛋白运动蛋白”来实现的，部分病毒来实现的，部分病毒的运动还需要的运动还
41、需要“外壳蛋白外壳蛋白”的参予。的参予。105运动蛋白运动蛋白 病毒运动蛋白（病毒运动蛋白（Movement protein)与植物间的与植物间的胞间连丝结合，与细胞壁与胞间连丝调节蛋白相互胞间连丝结合，与细胞壁与胞间连丝调节蛋白相互作用，增加了胞间连丝的有效通道直径，以便允许作用，增加了胞间连丝的有效通道直径，以便允许病毒粒子或基因组核酸通过胞间连丝进入临近细胞，病毒粒子或基因组核酸通过胞间连丝进入临近细胞，实现病毒在细胞间的运动。实现病毒在细胞间的运动。MP首先在细胞质中暂时表达，然后与微管和微首先在细胞质中暂时表达，然后与微管和微丝结合，沿微管运动，在细胞壁上积累，并最终定丝结合，沿微管
42、运动，在细胞壁上积累，并最终定位于胞间连丝。位于胞间连丝。106病毒在植物体内分布不均匀的原因病毒在植物体内分布不均匀的原因（）分生组织中无微管系统，病毒不易移动。（）分生组织中无微管系统，病毒不易移动。（）在旺盛分裂的分生细胞中，代谢活性很强，（）在旺盛分裂的分生细胞中，代谢活性很强，有竞争状态，抑制了病毒的复制。有竞争状态，抑制了病毒的复制。（）在分生组织中存在高水平的内源激素，可以（）在分生组织中存在高水平的内源激素，可以抑制病毒的增殖。抑制病毒的增殖。107二、脱毒的方法二、脱毒的方法 物理法脱毒物理法脱毒 化学方法脱毒化学方法脱毒 生物学方法生物学方法108物理方法（）射线（射线、紫
43、外线等）（）射线（射线、紫外线等）（）热处理）热处理热水：对休眠组织有效，温水热水：对休眠组织有效，温水热空气：对正在生长或生长旺盛的器官有效热空气：对正在生长或生长旺盛的器官有效（3 3）冷处理）冷处理109110化学方法 嘧啶、嘌呤类似物、抗生素等嘧啶、嘌呤类似物、抗生素等111生物学方法 茎尖脱毒茎尖脱毒 愈伤组织脱毒愈伤组织脱毒 嫁接脱毒嫁接脱毒 珠心组织脱毒珠心组织脱毒112（）茎尖脱毒茎尖脱毒的原理茎尖脱毒的技术关键113茎尖脱毒的原理 病毒的传播：微管系统 和细胞的胞间连丝传播，以微管组织为主。114茎尖脱毒的技术关键 同一种病毒在植物体内分布部位不同。不同种类病毒在同一植物中分
44、布位置不同。茎尖越小，对培养基要求越高，成功率低。茎尖越小，剥离技术要求高。115（）愈伤组织脱毒116（）微体嫁接脱毒原理：把极小的茎尖0.2mm作为接穗嫁接到砧木上，然后连同砧木一起在培养基上培养，由砧木吸收培养基中的营养，接穗在砧木的哺育下很容易成活。117试管嫁接118技术关键 微体嫁接要求剥离技术高。筛选培养基时要考虑到砧木与接穗对培养基营养组成的不同要求。取材季节，春季容易成功，嫁接率高。119（4）珠心组织脱毒珠心组织脱毒 珠心胚与微管组织无关120三、茎尖培养脱除病毒的程序三、茎尖培养脱除病毒的程序 取材和灭菌取材和灭菌 茎尖剥离茎尖剥离 初代培养初代培养 分化培养分化培养 无
45、病毒植株的鉴定无病毒植株的鉴定 无病毒种苗的保存与利用无病毒种苗的保存与利用121取材和灭菌取材和灭菌（）材料的大小（）材料的大小（）取材时间（）取材时间（）优良种质（）优良种质（）生长健壮（）生长健壮（）年龄（）年龄122茎尖剥离（）防止茎尖被损伤。（）防止茎尖被损伤。（）注意保湿（）注意保湿（）避免污染（）避免污染123 茎尖分生组织茎尖分生组织（Apical meristem;Apical dome）：主要指茎的最幼龄叶原基上方的一主要指茎的最幼龄叶原基上方的一部分，其直径部分，其直径0.1mm0.1mm，长度，长度0.250.25的茎尖。的茎尖。普通茎尖普通茎尖（Shoot tip）：
46、由顶端分生组织由顶端分生组织及其下方的及其下方的1-31-3个幼叶原基构成。个幼叶原基构成。124125126茎尖分生组织剥离茎尖分生组织剥离1273.初代培养 注意GA的应用1284.分化培养 可以先诱导愈伤组织，然后在诱导分化形成苗。茎尖培养可以与热处理和化学脱毒相结合。1295 5无病毒植株的鉴定无病毒植株的鉴定（）血清鉴定法（）血清鉴定法（）生物学鉴定法（）生物学鉴定法（）电子显微镜检查法（）电子显微镜检查法130（）血清鉴定法 原理：原理：抗原抗原与与抗体抗体结合，具有很强的特结合，具有很强的特异性，一种病毒产生的抗体只能结合该异性，一种病毒产生的抗体只能结合该病毒。病毒。抗体：当动
47、物被感染或人工注射异体蛋抗体：当动物被感染或人工注射异体蛋白时，会在动物体内产生一种特异性球白时，会在动物体内产生一种特异性球蛋白蛋白免疫球蛋白，称抗体。免疫球蛋白，称抗体。抗原；引起形成抗体的物质病毒或异体抗原；引起形成抗体的物质病毒或异体蛋白称为抗原。蛋白称为抗原。131病毒感染人工注射异体蛋白动物动物植物带该种病毒血清反应（抗体）（抗原）（抗原）+血液鉴定法示意图132植物汁液植物汁液凝集反应抗血清抗血清对照血清玻璃片凝集法示意图133（）生物学鉴定法 敏感植物敏感植物：有些植物对病毒极为敏感，：有些植物对病毒极为敏感，一旦感染病毒就会在其叶片乃至全株上一旦感染病毒就会在其叶片乃至全株上
48、表现特有的病斑，把这种植物称为病毒表现特有的病斑，把这种植物称为病毒“敏感植物敏感植物”或或“指示植物指示植物”。摩擦接种法 嫁接法134（）电子显微镜检查法1356无病毒种苗的保存与利用保存：隔离种植保存 离体保存利用：建立良种繁育场136 病毒交叉保护：病毒交叉保护：一种病毒存在，可以使一种病毒存在，可以使寄主植物有能力抵抗另一种病毒。寄主植物有能力抵抗另一种病毒。植物对病毒的衍生抗性植物对病毒的衍生抗性：当一株植物被：当一株植物被非致病性病毒感染后，会表现出对其它非致病性病毒感染后，会表现出对其它致病性病毒的抗性。致病性病毒的抗性。137病毒交叉保护现象病毒交叉保护现象 是指一种病毒的存
49、在可使寄主植物有能力抵是指一种病毒的存在可使寄主植物有能力抵抗另一种病毒。抗另一种病毒。脱毒后的植物的感病性反而增强脱毒后的植物的感病性反而增强，会感染上，会感染上致病性更强的病毒或真菌。其原因可能是寄主植致病性更强的病毒或真菌。其原因可能是寄主植株的营养和生理状态发生了改变。株的营养和生理状态发生了改变。日本曾经用通过茎尖培养得到的脱毒原种取日本曾经用通过茎尖培养得到的脱毒原种取代了受马铃薯代了受马铃薯X病毒（病毒（PVX）侵染的马铃薯品种）侵染的马铃薯品种后，造成了花叶病的严重泛滥。后，造成了花叶病的严重泛滥。138植物对病毒的衍生抗性植物对病毒的衍生抗性 当一株植物先被非致病性的病毒感染
50、后，会呈当一株植物先被非致病性的病毒感染后，会呈现出对其它致病性病毒的抗性（不是由于免疫）。现出对其它致病性病毒的抗性（不是由于免疫）。如人们将如人们将TMV包膜蛋白基因转化植物，然后包膜蛋白基因转化植物，然后让让TMV进行侵染，结果显示，转基因植物对多种进行侵染，结果显示，转基因植物对多种类型的类型的TMV都有抗性。都有抗性。139140作 业一一 名词解释名词解释离体快速无性繁殖离体快速无性繁殖 单株（芽）无性系单株（芽）无性系顶端分生组织顶端分生组织 试管嫁接试管嫁接褐变褐变 玻璃化玻璃化 指示植物指示植物141二二 简答题简答题1 1 植物离体快速无性繁殖有那些特点？植物离体快速无性繁
