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浅谈植物组织培养的发展与应用3篇
第一篇: 浅谈植物组织培养的发展与应用
植物组织培养
理论起源
19世纪30年代，德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺创立了细胞学说，根据这一学说，如果给细胞提供和生物体内一样的条件，每个细胞都应该能够独立生活。1902年，德国植物学家哈伯兰特在细胞全能性的理论是植物组织培养的理论基础。1958年，一个振奋人心的消息从美国传向世界各地，美国植物学家斯蒂瓦特等人，用胡萝卜韧皮部的细胞进行培养，终于得到了完整植株，并且这一植株能够开花结果，证实了哈伯兰特在五十多年前关于细胞全能的预言。
根据植物细胞具有全能性这个理论，近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术——植物的组织培养技术
植物组织培养的大致过程是：在无菌条件下，将植物器官或组织（如芽、茎尖、根尖或花药）的一部分切下来，放在适当的人工培养基上进行培养，这些器官或组织就会进行细胞分裂，形成新的组织。不过这种组织没有发生分化，只是一团薄壁细胞，叫做愈伤组织。再适合的光照、温度和一定的营养物质与激素等条件下，愈伤组织便开始分化，产生出植物的各种器官和组织，进而发育成一棵完整的植株。
植物组织培养即植物无菌培养技术，是根据植物细胞具有全能性的理论，利用植物体离体的器官如根、茎、叶、茎尖、花、果实等）组织（如形成层、表皮、皮层、髓部细胞、胚乳等）或细胞（如大孢子、小孢子、体细胞等）以及原生质体,在无菌和适宜的人工培养基及光照、温度等人工条件下，能诱导出愈伤组织、不定芽、不定根，最后形成完整的植株的学科
补充:
Plant tissue culture（植物组织培养）：
〈广义〉又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织.器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。
〈狭义〉组培指用植物各部分组织，如形成层.薄壁组织.叶肉组织.胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。
植物组织培养的优点：
1不受生长季节的限制
2不携带病毒
3培养周期短
4可用组培中的愈伤组织支取特殊的生化制品
5可短时间大量繁殖，用于拯救濒危植物
6可诱导之分化成需要的器官，如根和芽
7解决有些植物产种子少或无的难题，
8不存在变异，可保持原母本的一切遗传特征
9投资少，经济效益高
10繁殖方式多，试用品种多
植物组织培养一般分为以下几种：
1、胚胎培养
指以从胚珠中分离出来的成熟或未成熟胚为外植体的离体无菌培养。
2、器官培养
指以植物的根、茎、叶、花、果等器官为外植体的离体无菌培养，如根的根尖和切段，茎的茎尖、茎节和切段，叶的叶原基、叶片、叶柄、叶鞘和子叶，花器的花瓣、雄蕊（花药、花丝）、胚珠、子房、果实等的离体无菌培养。
3、组织培养
指以分离出植物各部位的组织（如分生组织、形成层、木质部、韧皮部、表皮、皮层、胚乳组织、薄壁组织、髓部等），或已诱导的愈伤组织为外植体的离体无菌培养。这是狭义的植物组织培养。
4、细胞培养
指以单个游离细胞（如用果酸酶从组织中分离的体细胞，或花粉细胞，卵细胞）为接种体的离体无菌培养。
5、原生质体培养。
指以除去细胞壁的原生质体为外植体的离体无菌培养。
培养材料的采集
要根据培养目的适当选取材料，选择原则：易于诱导、带菌少。要选取植物组织内部无菌的材料。这一方面要从健壮的植株上取材料，不要取有伤口的或有病虫的材料。另一方面要在晴天，最好是中午或下午取材料，决不要在雨天、阴天或露水未干时取材料。因为健壮的植株和晴天光合呼吸旺盛的组织，有自身消毒作用，这种组织一般是无菌的。培养材料的消毒
从外界或室内选取的植物材料，都不同程度地带有各种微生物。这些污染源一旦带人培养基，便会造成培养基污染。因此，植物材料必须经严格的表面灭菌处理，再经无菌操作手续接到培养基上。
试剂
• 乙醇。
• 吲哚乙酸（ IAA） 或 2 ，4 – D （生长素类似物）。
• 氯化汞（升汞）或次氯酸钠。
• 6- 苄基氨基腺嘌呤（ 6-BA ）
• MS 培养基
• 0.1 mol/L NaOH与 0.1 mol/L HCl
配制培养基
（ 1 ）愈伤组织诱导培养基：
MS 培养基（蔗糖含量为 10 g/L ， 2,4 – D 含量为 2 mg/L ，琼脂 10 g/L ）。
（ 2 ）试验培养基：在 MS 培养基中加入 IAA 和 6–BA 。
吲哚乙酸（IAA)先用少量 0.1 mol/L NaOH 溶解， 6- 苄基氨基腺嘌呤先用少量 0.1 mol/L HCl 溶解，然后用蒸馏水稀释，再加入培养基中。
仪器设备
培养室，高压灭菌锅，水浴锅，解剖刀，三角烧瓶（ 100mL ），烧杯，量筒，培养皿，棉线，接种箱或超净工作台，分析天平，长镊子，剪刀，容量瓶，移液管，牛皮纸。
培养基灭菌
将配好的培养基加入琼脂加热溶解，调至 pH 5.8 ，趁热分装于 100 mL 三角烧瓶中，每瓶约 20 mL 。待培养基冷却凝固后，用一层称量纸和一层牛皮纸包扎瓶（管）口，并用棉线扎牢，然后在高压灭菌锅中 121 ℃（ 1 kg/cm 2 ）下灭菌 20 min 。取出三角烧瓶放在台子上，冷却后备用。接种操作所需的一切用具（如长镊子、解剖刀、剪刀等）及灭菌水，需同时灭菌。
植物组织培养步骤
第一步，将采来的植物材料除去不用的部分，将需要的部分仔细洗干净，如用适当的刷子等刷洗。把材料切割成适当大小，即灭菌容器能放人为宜。置自来水龙头下流水冲洗几分钟至数小时，冲洗时间视材料清洁程度而宜。易漂浮或细小的材料，可装入纱布袋内冲洗。流水冲洗在污染严重时特别有用。洗时可加入洗衣粉清洗，然后再用自来水冲净洗衣粉水。洗衣粉可除去轻度附着在植物表面的污物，除去脂质性的物质，便于灭菌液的直接接触。当然，最理想的清洗物质是表面活性物质—吐温。
第二步是对材料的表面浸润灭菌。要在超净台或接种箱内完成，准备好消毒的烧杯、玻璃棒、70%酒精、消毒液、无菌水、手表等。用70%酒精浸10～30秒。由于酒精具有使植物材料表面被浸湿的作用，加之70%酒精穿透力强，也很易杀伤植物细胞，所以浸润时间不能过长。有一些特殊的材料，如果实、花蕾、包有苞片、苞叶等的孕穗，多层鳞片的休眠芽等等，以及主要取用内部的材料，则可只用70%酒精处理稍长的时间。处理完的材料在无菌条件下，待酒精蒸发后再剥除外层，取用内部材料。
第三步是用灭菌剂处理。表面灭菌剂的种类较多，可根据情况选取1—2种使用见表。第四步是用无菌水涮洗，涮洗要每次3min左右，视采用的消毒液种类，涮洗3-l0次左右。无菌水涮洗作用是免除消毒剂杀伤植物细胞的副作用注意：①酒精渗透性强，幼嫩材料易在酒精中失绿，所以浸泡时间要短，防止酒精杀死植物细胞。②老熟材料，特别是种子等可以在酒精中浸泡时间长一些，如种子可以浸泡5分钟。③升汞的渗透力弱，一般浸泡10分钟左右，对植物材料的杀伤力不大。④漂白粉容易导致植物材料失绿，所以对于幼嫩材料要慎用。⑤在消毒液中加入浓度为0.08—0.12%的吐温20或80（一种湿润剂），可以降低植物材料表面的张力，达到更好的消毒效果。
植物组织培养的特点
1、培养条件可以人为控制
组织培养采用的植物材料完全是在人为提供的培养基和小气候环境条件下进行生长，摆脱了大自然中四季、昼夜的变化以及灾害性气候的不利影响，且条件均一，对植物生长极为有利，便于稳定地进行周年培养生产。
2、生长周期短，繁殖率高
植物组织培养是由于人为控制培养条件，根据不同植物不同部位的不同要求而提供不同的培养条件，因此生长较快。另外，植株也比较小，往往20-30天为一个周期。所以，虽然植物组织培养需要一定设备及能源消耗，但由于植物材料能按几何级数繁殖生产，故总体来说成本低廉，且能及时提供规格一致的优质种苗或脱病毒种苗。
3、管理方便，利于工厂化生产和自动化控制
植物组织培养是在一定的场所和环境下，人为提供一定的温度、光照、湿度、营养、激素等条件，极利于高度集约化和高密度工厂化生产，也利于自动化控制生产。它是未来农业工厂化育苗的发展方向。它与盆栽、田间栽培等相比省去了中耕除草、浇水施肥、防治病虫等一系列繁杂劳动，可以大大节省人力、物力及田间种植所需要的土地。
第二篇: 浅谈植物组织培养的发展与应用
植物组织培养作业
1、什么是植物组织培养?
植物组织培养（Plant Tissue Culture）是指通过无菌操作分离植物体的一部分（外植体explant），接种到培养基上，在人工控制的条件下（包括营养、激素、温度、光照、湿度）进行培养，使其产生完整植株的过程。
2、 什么是"外植体"?
外植体（explant）是指从植物体上分离下来的用于离体培养的材料。
3、按照外植体的不同，植物组织培养可以分成几类?
（1）植株培养(plant culture)：对完整植株材料的培养。
（2）器官培养(organ culture):即离体器官的培养。根据作物和需要的不同，可以包括分离茎尖、茎段、根尖、叶片、叶原基、子叶、花瓣、雄蕊、雌蕊、胚珠、胚、子房、果实等外植体的培养。
（3）组织或愈伤组织培养(tissue，callus culture)：是对植物体的各部分组织进行培养，如茎尖分生组织、形成层、木质部、韧皮部、表皮组织、胚乳组织和薄壁组织等等；
或对由植物器官培养产生的愈伤组织进行培养，二者均通过再分化诱导形成植株。
（4）细胞培养(cell culture)：是对由愈伤组织等进行液体振荡培养所得到的能保持较好分散性的离体单细胞或花粉单细胞或很小的细胞团的培养。
（5）原生质体培养(proplast culture)：是用酶及物理方法除去细胞壁的原生质体的培养。
4、植物组织培养有哪些特点?
（1）培养条件可以人为控制：组织培养采用的植物材料完全是在人为提供的培养基质和小气候环境条件下进行生长，摆脱了大自然中四季、昼夜的变化以及灾害性气候的不利影响，且条件均一，对植物生长极为有利，便于稳定地进行周年培养生产。
（2）生长周期短，繁殖率高：植物组织培养是由于人为控制培养条件，根据不同植物不同部位的不同要求而提供不同的培养条件，因此生长较快。植株比较小，往往20-30d为一个周期。所以，虽然植物组织培养需要一定设备及能源消耗，但由于植物材料能按几何级数繁殖生产，故总体来说成本低廉，且能及时提供规格一致的优质种苗或脱病毒种苗。
（3）管理方便，利于工厂化生产和自动化控制：植物组织培养是在一定的场所和环境下，人为提供一定的温度、光照、湿度、营养、激素等条件，极利于高度集约化和高密度工厂化生产，也利于自动化控制生产。
5、你认为植物组织培养技术在当前的农业生产上有什么价值?为什么?
植物组织培养技术在当前的农业生产上有许多的应用，其应用及其原因如下：
（一）快速繁殖种苗(rapid propagation)：用组织培养的方法进行快速繁殖是农业生产上最有潜力的应用，包括花卉观赏植物、蔬菜、果树、大田作物及其他经济作物。快繁技术不受季节等条件的限制，生长周期短，而且能使不能或很难繁殖的植物进行增殖。
由于组织培养周期短，增殖率高及能全年生产等特点，加上培养材料和试管苗的小型化，这就可使有限的空间培养出大量的植物，在短期内培养出大量的幼苗。
（二）无病毒苗(virus free)的培养：植物在生长过程中几乎都要遭受到病毒病不同程度的危害，有的种类甚至同时受到数种病毒病的危害，尤其是很多园艺植物靠无性方法来增殖，若蒙受病毒病，代代相传，越染越重，甚至会造成极严重的后果。
因此无病毒苗的培养在很多作物的常规生产上得到应用。
组织培养无病毒苗的方法已在很多作物的常规生产上得到应用。如马铃薯，甘薯，草莓，苹果，香石竹，菊花等。而且已有不少地区建立了无病毒苗的生产中心，这对于无病毒苗的培养、鉴定、繁殖、保存、利用和研究，形成了一个规范的系统程序，从而达到了保持园艺植物的优良种性和经济性状的目的。
（三）在育种上的应用：植物组织培养技术为育种提供了许多手段和方法，使育种工作在新的条件下更有效的进行，主要以下几点应用：
①倍性育种，缩短育种年限，杂种优势明显。②克服远缘杂交的不亲合性和不孕性（胚培养）③保存种质。
在组织培养中产生多倍体、混倍体现象的比较多，产生的变异为育种提供的材料，可以根据需要进行筛选。利用组织培养，采用与微生物筛选相似的技术，在细胞水平上进行突变体的筛选更加富有成效。
（四）人工种子：是1978年美国生物学家Murashige首先提出，是指植物离体培养中产生的胚状体或不定芽，被包裹在含有养分和保护功能的人工胚乳和人工种皮中，从而形成能发芽出苗颗粒体。利用人工种子有以下的意义：
1人工种子结构完整，体积小，便于贮藏与运输，可直接播种和机械化操作。
2不受季节和环境限制，胚状体数量多、繁殖快、利于工厂化生产。
3利于繁殖周期长、自交不亲和、珍贵稀有的一些植物，也可大量繁殖无病毒材料。
4可在人工种子中加入抗生素、菌肥、农药等成分，提高种子活力和品质。
5体细胞胚由无性繁殖体系产生，可以估定杂种优势。
（五）工厂化育苗(industrializing propagation)：是指以植物组织培养为基础，将外植体接种在人工配制的培养基上，通过控制环境条件，使细胞脱分化、再分化成新的组织、器官，进而培育出与母株一样的批量幼苗的方法。其有繁殖快，整齐、一致，无病虫害，周期短，周年生产，性状稳定等优点。且有利于繁殖系数低、杂合材料的快速繁殖，有利于有性繁殖优良性状易分离材料的繁殖，有利于保持从杂合的遗传群体中筛选出的表现型优异植株的优良遗传性。组织培养育苗的无毒化生产，还可减少病害传播。可以减少气候条件对幼苗繁殖的影响，缓和淡、旺季的供需矛盾。
6、因地制宜建一个组织培养实验室，需要哪些分实验室?各分室的作用是什么?
因地制宜建一个组织实验室，需要的分实验室及其各个分实验室的作用如下：
（1）洗涤室（准备室）：器具的洗涤、干燥、消毒。
（2）配置室：进行药品的保存、配制、消毒、分装。
（3）灭菌室：培养基及使用器具的消毒与灭菌。
（4）缓冲间：缓冲、隔离车间与外界，放置拖鞋、工作服、工作帽。
（5）接种室：进行材料的接种，内置超净工作台或接种箱。
（6）培养室：将接种的材料进行无菌培养生长的场所。
（7）观察室：进行培养材料的组织学、细胞学观察照相等。
7、组织培养中，pH值起什么作用?如果pH值过高或过低会有什么后果?
不同植物对培养基最适pH值的要求也是不同的，大多在5—6.5左右，一般培养基皆要求5.8，这基本能适应大多数植物培养的需要。PH值适度因材料而异，也因培养基组成而不同。一般来说pH值高于6.5时，培养基会变硬；
低于5时，琼脂不能很好地凝固。因为高温灭菌会降低pH值（约0.2-0.3个pH值）因此在配制时常提高pH值0.2-0.3单位。
8、常见的培养基种类有哪些？各有何特点？专为什么材料的培养而设计的？
常见培养基及其特点和专为所培养的材料如下：
（1）MS培养基：无机盐离子 浓度高，硝酸盐含量较高，广泛用于植物的器官、花药、细胞和原生质体培养。1962年由Murashige和Skoog为培养烟草细胞而设计的。
（2）B5培养基：含有较低的铵，这可能对不少培养物的生长有抑 制作用。双子叶植物 尤其木本植物组培可选择。1968年由Gamborg等为培养大豆根细胞而设计的。
（3）White 培养基：无机盐数量较低适于生根培养。1937年由White为培养番茄根尖而设计的，1943年 随其专著的出版而问世。1963年又作了改良，称作White改良培养基，提高了MgSO4的浓度和增加了硼素。
（4）N6培养基：成分较简单， KNO3 和 (NH4)2SO4含量高适合花药培养。1974年朱至清等为水稻等禾谷类作物花药培养而设计的。
（5）KM-8P培养基：有机成分较复杂，它包括了所有的单糖和维生素广泛用于原生质体培养，包括融合的培养。1974年为原生质体培养而设计的。
9、培养基的成分主要包括有哪些？
培养基的成分主要包括：
①水：配制培养基母液时要用蒸馏水，以保持母液及培养基成分的精确性，防止储藏过程发霉变质。大规模生产时可用自来水。但在少量研究上尽量用蒸馏水，以防成分的变化引起不良效果。
②无机元素：根据植物对这些元素需要量的不同或者根据目前植物培养基中添加的这些元素量的大小，可将它们分成大量元素和微量元素。
③有机物（碳水化合物、维生素、氨基酸、肌醇、天然复合物）
④植物激素（生长素类、细胞分裂素类、赤霉素类；
、 脱落酸、乙烯）
⑤培养体的支持材料（琼脂)
⑥其它辅助性物质（抗生物质、抗氧化物、活性炭）
10、培养基中常用的植物激素有哪些？各有何作用？
（1）生长素类：IAA，IBA，2，4-D，NAA等。
作用：诱导愈伤组织形成和根分化，促进细胞分裂 和伸长生长。根对生长素最敏感，在极低浓度下(10.5-10.8mg／L)就可促进生长，其次是茎和芽。
（2）细胞分裂素类：KT，6-BA，ZT等。
在培养基中添加细胞分裂素有三个作用：
①诱导芽的分化促进侧芽萌发生长。细胞分裂素与生长素相互作用，当组织内细胞分裂素／生长素的比值高时，诱导愈伤组织或器官分化出不定芽。
②促进细胞分裂与扩大。细胞分裂素多用于诱导不定芽的分化、茎、苗的增殖，
③抑制根的分化。避免在生根培养时使用。
（3）赤霉素类；
GA1-GA4，GA7，GA9， GA16，GA24，GA25等
作用：促茎伸长，促胚发育成植株；
打破休眠；
（4）脱落酸：ABA
作用：抑制细胞分裂和伸长，促进脱落和衰老，促进休眠和提高抗逆能力等
（5）乙烯
作用：促进果实成熟和器官的脱落
11、外植体的选择需注意哪些问题？什么季节取材最好？
（一）外植体的选择需注意的问题：
（1）、取材部位：选择合适的，最易表达全能性的部位，还要考虑待培养材料的来源是否保证，是否容易成苗；
同时要考虑到该外植体，特别是经过脱分化产生的愈伤组织，是否会引起不良变异，丧失原品种的优良性状。
（2）、取材季节：对大多数植物而言，应在生长开始的季节采样较好，
（3）、生理年龄：外植体的采集尽量选用植物体最幼态的组织。按照生理学基本观点，沿植物体主轴，越向上的部位所形成的器官其生长时间越短的，其生理年龄也相应越老，越接近发育上的成熟，越易形成花器官。反之，越向基部，其生理年龄越小，幼年的组织都比老年的组织具有较高的形态发生能力。植株下部组织产生营养芽的比例高，而上部组织产生花器官的比例高。因此，外植体的采集尽量选用植物体最幼态的组织。
（4）、外植体的大小：外植体越大，污染率越高，但也不能过小，越小成活率越低。在通常情况下，叶片、花瓣等的面积约为长、宽分别为0.5cm，茎段为0.5cm，除非是用于去除病毒，否则不宜将外植体切得过小。
（二）取材最好的季节：生长旺盛季节。对大多数植物而言，应在生长开始的季节采样较好，若在生长末期或已进入休眠期时取样，则外植体可能对诱导反应迟钝或无反应。在母株生长旺盛的季节取材料，不仅成活率高而且增殖率也大。如，马铃薯在12月和4月所取的外植体具有强烈的再生能力。而2~3月间或5~11月间所取的材料，则很少能够再生。
12、在组织培养过程中，常用的灭菌方法有哪些？
（一）物理方法：湿热灭菌(常压或高压蒸煮)，干热灭菌(烘烧和灼烧)，射线处理(紫外线、超声波、微波)，过滤除菌，大量无菌水冲洗。
（二）化学方法：甲醛(福尔马林)，过氧化氢，高锰酸钾，来苏儿，来苏儿
次氯酸钠，升汞(氯化汞)，酒精。
13、何谓外植体褐变？产生褐变的主要原因？如何防止减轻褐变现象的发生？
外植体褐变是指在接种后，其表面开始褐变，有时甚至会使整个培养基褐变的现象。外植体褐变是切割外植体使其受到创伤刺激，受伤细胞内的酚类化合物和多酚氧化物便于流出。酚类化合物被多酚氧化物氧化成褐色的醌类物质和水，醌类物质又与酪氨酸酶发生作用使外植体蛋白质聚合，导致外植体生长停止，甚至会死亡的现象。
褐变产生的主要原因：
①植物品种
研究表明，由于多酚氧化酶活性上的差异，不同品种间的褐变现象是不同的。因此，在培养过程中应该有所选择，对不同的品种分别进行处理。
②生理状态
由于外植体的生理状态不同，在接种后褐变程度也有所不同。一般来说，幼嫩的组织在接种后褐变程度不明显，而老熟的组织在接种后褐变程度较为严重。
③培养基成分
浓度过高的无机盐会使某些观赏植物的褐变程度增加，此外，细胞分裂素的水平过高也会刺激某些外植体的多酚氧化酶的活性，从而使褐变现象加深。
④培养条件不当
如果光照过强、温度过高、培养时间过长等，均可使多酚氧化酶的活性提高，从而加速被培养的外植体的褐变程度。
防止、减轻褐变现象发生的措施：
①选择合适的外植体
一般来说，最好选择生长处于旺盛的外植体，这样可以使褐变现象明显减轻。
②合适的培养条件
无机盐成分、植物生长物质水平、适宜温度、及时继代培养均可以减轻材料的褐变现象。
③使用抗氧化剂
在培养基中，使用半胱氨酸、抗坏血酸等抗氧化剂能够较为有效地避免或减轻很多外植体的褐变现象。另外使用0.1％-0.5％的活性炭对防止褐变也有较为明显的效果。
④连续转移
对容易褐变的材料可间隔12-24 h的培养后，再转移到新的培养基上，这样经过连续处理7-l0 d后，褐变现象便会得到控制或大为减轻。
14、试管苗有哪些特点？移栽应注意哪些方面？
特点：（一）形态解剖方面
（1）根：①无根毛 ②根与茎的输导不相连。
（2）叶：①叶的角质和蜡质层不发达，容易蒸腾失水。
②无表皮毛，保水和反光能力差。
③叶细胞结构疏松。
④叶气孔突出，张大。
⑤叶存在排水孔。
（二）生理功能方面
①根的生理功能：低 ，吸水能力弱
②叶片表面极易散失水分
③气孔不能关闭
④叶光和能力较低，CO2固定能力差。
移栽注意事项：克服试管苗弱点，提高其移栽成活率的措施
（1）移栽要抓三个关键
①水分的平衡（不要失水过多）
②温度和光照（不能太高）
③光和能力逐步形成或加强
（2）提高移栽成活率的技术措施
①移栽前的工作
②移栽时应注意的问题
15、为什么说植物器官培养是组织培养的一个最重要的方面?
植物器官培养包括离体的根、茎、叶、花器和果实的培养。以器官作为外植体进行离体培养，是植物组织培养中最主要的一个方面，进行的植物种类最多，应用的范围也最广，主要原因如下：
（1）器官培养是研究器官生长、营养代谢、生理生化、组织分化和形态建成的最好材料和方法；
（2）器官培养在生产实践上具有重要的应用价值.
如利用茎、叶和花器培养建立的试管苗，可在短期内提高繁殖速率，进行名贵品种的快速繁殖；
利用茎尖培养可得到脱毒试管苗，解决品种的退化问题，提高产量和质量；
将植物器官作诱变处理，用器官培养可得到突变株，进行细胞突变育种。
16、植物脱毒培养的意义是什么？
植物脱毒的意义：
（1）去除病毒危害，提高作物品质与产量
采用生物、物理、化学等途径防治病毒病收效甚微，甚至毫无成效。而通过组织培养的方法可以脱除严重患病毒植物的病毒种类，提高产量、质量。因此，到60至70年代在花卉、蔬菜和果树等得到广泛的应用。
（2）减少环境污染，有利于保护环境
栽培去病毒植物可减少药剂的使用
17、简述植物茎尖脱毒和热处理脱毒的原理与方法
（一）茎尖脱毒：
原理：感染病毒植株的体内病毒的分布不均匀，病毒的数量随植株部位及年龄而异，越靠近茎顶端区域的病毒的感染程度越低，生长点(分生组织约0.1~1.0mm区域)则几乎不含或含病毒很少。茎尖培养脱毒，由于其脱毒效果好，后代稳定，所以是目前培育无病毒苗最广泛和最重要的一个途径。
方法：
（1）外植体的预处理
将带幼叶的茎芽叶片在75％酒精中浸蘸数秒钟（叶片包被严紧的芽，如菊花、兰花）或用0．1％次氯酸钠表面消毒l0min（叶片包被松散的芽，如香石竹，蒜和马铃薯等）。
（2）茎尖的剥离与接种
在解剖镜下，将灭菌的外植体放在一个衬有无菌湿滤纸的培养皿内（防止茎尖变干 ），用解剖针将叶片和叶原基剥掉，当一个闪亮半圆球的顶端分生组织充分暴露出来之后，用解剖刀片将分生组织切下来，可带1~2枚幼叶，然后将其接种到培养基上。
注意：剥离与接种尽量要快，以防茎尖变褐死亡。
（二）热处理脱毒：
原理：是当植物组织处于高于正常温度的环境中时，组织内部的病毒受热后部分或全部钝化，不能生成或生成病毒很少，以致病毒含量不断降低从而达到脱毒的目的 。
方法：
（1）温汤浸渍处理
适用：休眠器官、剪下的接穗或种植的材料
方法：50℃左右的温水中浸渍10min至数小时
特点：方法简便易行，但易使材料受伤。
（2）热空气处理
适用：对活跃生长的茎尖效果较好
方法：将生长的盆栽植株移人温热治疗室(箱)内，一般在35~40℃下处理几十分钟至数月。处理时间因植物而异，如香石竹于38℃下处理两个月，其茎尖所含病毒即可被清除。马铃薯在35℃下处理几个月才能获得无病毒苗。
18、脱毒植物鉴定方法有哪几种？
(一)指示植物(indicating Plant)法
1. 概念：利用病毒在其他植物（指示植物或鉴别寄主）上产生特定症状（枯斑和空斑）作为鉴别病毒存在与否和种类的方法。
2. 局限性：它只能鉴定靠汁液传染的病毒。
3. 适用：草本与木本植物
4. 优点：灵敏、准确、可靠，操作方便。
5. 鉴定方法：
汁液涂抹法：从被鉴定植物上取1~3g幼叶 →研碎→过滤→取滤液涂抹于指示植物的叶面上→保温15~25℃ →接种后2~6d 可见症状出现 。
嫁接接种法：以指示植物作砧木，被鉴定植物作接穗，常用劈接法。
(二)抗血清(antiserum)鉴定法
1. 原理：植物病毒是由蛋白质和核酸组成的核蛋白，是一种较好的抗原，给动物注射后会产生抗体，抗体存在于血清之中称抗血清。不同病毒产生的抗血清有各自的特异性。用已知抗血清可以鉴定未知病毒的种类。
2. 鉴定方法：抗原的制备 →→抗血清的采收，分离→→把稀释的抗血清与未知的病毒植物的汁液在小试管内混合→→根据沉淀反应来鉴定病毒种类。
3. 特点：特异性高（这种抗血清是高度专一性的试剂），测定速度快，一般几小时甚至几分钟就可以完成。所以抗血清法成为植物病毒鉴定中最有用的方法之一。
(三)电子显微镜(electric microscope)检查法
病毒有一定的形态（ 球状、杆状、线状等）和大小（ 0.01～0.3um ）。采用电子显微镜（分辨率0.0001um）可以直接观察病毒，检查出有无病毒存在，并鉴定病毒的种类。
优点：灵敏度高，能在植物粗提取液中定量测定病毒。
第三篇: 浅谈植物组织培养的发展与应用
植物组织培养技术应用及进展摘要：本文综述了植物组织培养理论的发展，重点论述其再脱毒、快繁、育种与有机化合物工业生产以及种质资源的保存等方面的应用，并对应用的前景作简单的展望。关键词:植物组织培养；
应用；
进展中图分类号：Q943.11.理论起源19世纪30年代，德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺创立了细胞学说，根据这一学说，如果给细胞提供和生物体内一样的条件，每个细胞都应该能够独立生活。1902年，德国植物学家哈伯兰特在细胞全能性的理论是植物组织培养的理论基础。1958年，一个振奋人心的消息从美国传向世界各地，美国植物学家斯蒂瓦特等人，用胡萝卜韧皮部的细胞进行培养，终于得到了完整植株，并且这一植株能够开花结果，证实了哈伯兰特在五十多年前关于细胞全能的预言。植物组织培养的简单过程如下：剪接植物器官或组织——经过脱分化（也叫去分化）形成愈伤组织——再经过再分化形成组织或器官——经过培养发育成一颗完整的植株。植物组织培养的大致过程是：在无菌条件下，将植物器官或组织（如芽、茎尖、根尖或花药）的一部分切下来，用纤维素酶与果胶酶处理用以去掉细胞壁，使之露出原生质体，然后放在适当的人工培养基上进行培养，这些器官或组织就会进行细胞分裂，形成新的组织。不过这种组织没有发生分化，
只是一团薄壁细胞，叫做愈伤组织。在适合的光照、温度和一定的营养物质与激素等条件下，愈伤组织便开始分化，产生出植物的各种器官和组织，进而发育成一棵完整的植株。植物组织培养即植物无菌培养技术，又称离体培养，是根据植物细胞具有全能性的理论，利用植物体离体的器官如根、茎、叶、茎尖、花、果实等）组织（如形成层、表皮、皮层、髓部细胞、胚乳等）或细胞（如大孢子、小孢子、体细胞等）以及原生质体,在无菌和适宜的人工培养基及光照、温度等人工条件下，能诱导出愈伤组织、不定芽、不定根，最后形成完整的植株的学科
2.植物组织培养发展简史植物组织培养是20世纪30年代初期发展起来的一项生物技术。它是在人工配制的培养基上，于无菌状态下培养植物器官、组织、细胞、原生质体等材料的方法。植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础。20世纪初，曾有人提出能否将植物的薄壁细胞培养成完整植株？研究者从胡萝卜根的韧皮部取下一块组织，并在液体培养基中培养，使其分化出了愈伤组织，从愈伤组织又得到胚状体，胚状体转移到固体培养基上继续培养后，获得了完整的胡萝卜试管植株。经过栽培，此植株能够正常生长并开花结果，其种子繁衍出来的后代与正常植株的种子所繁衍出的后代别无二致。根据此实验可以得出以下结论：即不经过有性生殖过程也能将植物的薄壁细胞培养出与母
体一样的完整植株。由于植物的每个有核细胞都携带着母体的全部基因，故在一定条件下，它们均能发育成完整植株，这就是所谓的植物细胞全能性。
科学家在植物激素对器官建成，及改进培养基配方等方面所取得的成果，极大地推动了组织培养技术的发展，使这项技术可以实际应用于快速繁殖、品种改良等方面。20世纪50年代初期，法国科学家利用组织培养技术成功地脱除了染病大丽花植株所携带的病毒，从而为脱毒苗的生产提供了一种可行的途径。现在凭借组织培养技术来脱除植物的病毒已经在生产中广泛应用。20世纪50年代中期，由于细胞分裂素的发现，使组织培养状态下外植体芽的形态建成成为可人为调控的因素，从而使在组织培养状况下进行植株再生成为现实。进入60年代以后，组织培养技术在基础理论、实际操作方面不断取得进展，相继在植物体细胞杂交、单倍体育种、种质资源保存、快速育苗、人工种子制造、次生代谢物生产等方面有了可喜的成果。时至今日，组织培养技术已经成为基础坚实、易于掌握、应用面广的一种技术手段。3.在植物脱毒和快速繁殖上的应用3.1脱毒植物脱毒和离体快速繁殖是目前植物组织培养应用最多、最有效的一个方面。很多农作物如马铃薯、甘薯、大蒜等都带有病毒，但感病植株并非每个部位都带有病毒，White早在1943年就发现植物生长点附近的病毒浓度很低甚至无病毒。如果利用组
织培养方法，取一定大小的茎尖进行培养再生可获得脱病毒苗，再用脱毒苗进行繁殖，则种植的作物就不会或极少发生病毒。此法已在马铃薯、草莓等多种植物上获得成功，并产生了明显的经济效益。
3.2快繁由于运用组织培养法繁殖植物的明显特点是快速，每年可以数百万倍的速度繁殖，因此，对一些繁殖系数低、不能用种子繁殖的名、优、特植物品种的繁殖，意义尤为重大。目前，观赏植物、园艺作物、经济林木、无性繁殖等作物等部分或大部分都用离体快繁提供苗木，试管苗已出现在国际市场上并形成产业化。4、在植物育种上的应用植物组织培养技术对培育优良作物品种开辟了新途径。目前，国内外以把植物组织培养普遍应用于作物育种，并在以下几个方面取得了较大的进展：4.1单倍体育种单倍体植株往往不能结实在培养中用秋水仙素处理，可使染色体加倍，成为纯和的二倍体植株，这种培养技术在育种上的应用称为单倍育种。单倍体育种具有高速、高效率、基因型一次纯和等优点，因此，通过花药或花粉培养的单倍体育种，已经作为一种崭新的育种手段，自1964年Guha等获得曼陀罗的花药单倍体植株以来，单倍体育种在国际上引起很大重视，各国纷纷开展这方面的研究工作，已先后在水稻、小麦、玉米、辣椒以及许多药用植物如枸杞、人参，平贝母中获得单倍体植株，共计300多种。4.2胚、子房、胚珠离体培养
植物胚
培养是采用人工的方法在无菌条件下从种子中将成熟和未成熟胚分离出来，在人工合成的培养基上培养，使它发育成正常的植株，从而有效地克服远缘杂交不实的障碍，获得杂种植株。胚培养已在50多个科属中获得成功，如亚麻、棉花、黄麻等。从玉米的的离体子房培养，经体外授粉也可以获得种子。远缘杂交中，可把未受精的胚珠分离出来，在试管内用异种花粉在胚珠上萌发受精，产生的杂种胚在试管中发育成完整的植株，称为“试管受精”。目前，在这一方面获得成功的自交或远缘杂交不亲和性植物有：矮牵牛、普通小麦、黑燕麦等。4.3体细胞杂交育种植物体细胞杂交（plantsomatichybridization）又称原生质体融合（Protoplastfusion）是指将植物不同种、属，甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合，然后进行离体培养，使其再生杂种植株的技术。植物细胞具有细胞壁，未脱壁的两个细胞是很难融合的，植物细胞只有在脱去细胞壁成为原生质体后才能融合，所以植物的细胞融合也称为原生质体融合。4.4单细胞培养突变体的选择与应用这是从细胞水平改造植物的一条途径。用单细胞培养的方法诱导单细胞突变，筛选需要的突变体培养成植株，经有性繁殖使遗传性状稳定下来。目前成功的例子有：已选育出抗花叶病毒的甘蔗无性系;抗1%-2%NaCl的野生烟草细胞株。
4.5三倍体育种植物三倍体的营养器官巨大、生长快、适应性和抗逆性强且大多高度不育、果实无核或少核,因而,人工培育植物三倍体已成为对以营养器官为收获产品的植物进行遗传改良的一种有效途径。植物三倍体培育方面的研究,最早是从选育天然三倍体开始的,但由于天然产生三倍体植株的概率很低,远远不能满足人们的育种需要;所以,一些育种工作者开始尝试探索人工培育三倍体的方法,其中用得比较多的是用二倍体和四倍体进行正反交;但是,大多数被子植物中,通过这种杂交方式得到的三倍体胚很容易在生长发育中夭折。4.6诱变和筛选细胞培养中，胞内遗传物质会发生一些变异（自发产生或诱发产生），对于这种变异进行选择、利用也是育种的一条好途径。（一）筛选细胞突变体的优点1.可在小规模实验室对大量细胞实施选择，节省土地、人力等，而且不受环境条件的影响。2.获得的突变体不会出现整体植物中的嵌合现象，遗传稳定，便于鉴定。（二）突变细胞选择方法1.直接选择法在培养基中直接添加对细胞具有毒害的物质（如植物毒素、除草剂、高浓度重金属离子及盐类等），从大量的细胞中直接筛选出抗性细胞。2.间接选择法
有一些突变型，不能用直接选择法。如抗旱性选择。可选抗羟基脯氨酸突变体，以获得抗旱突变体。脯氨酸是植物适应干旱的反应，抗羟基脯氨酸突变体可大量合成脯氨酸。4.7
转基因育种利用植物组织培养技术建立植物的遗传再生体系是转基因育种的关键所在。我国从20世纪80年代已开始转基因植物的研究，到1990年，我国自行研制的抗烟草花叶病毒烟草在辽宁进行商品化种植，成为世界上第一例商品化生产的转基因植株。目前我国转基因植株研发大的整体水平在发展中国家处于领先地位，在一些领域已经进入国际先进行列。我国是世界上继美国之后，第二个拥有自主研制抗虫棉知识产权的国家；
我国抗虫转基因水稻的研制处于世界的先进水平。我国接受转基因生物安全性评价的植物品种有1000多项，通过国家安全性评价的转基因作物有5种，包括转基因抗虫棉、耐贮藏番茄等。另外，美国孟山都公司的抗虫棉也获准在我国进行商品化种植。全世界已分离的目的基因有100多个，获得转基因植株近200种。粮食作物如水稻、玉米、马铃薯，经济作物如棉花、大豆、亚麻、油菜等，蔬菜作物如番茄、黄瓜、芥菜等；
并且成功地将抗病毒、抗虫害、抗除草剂等有实用价值的基因转入部分农作物。5.种质资源的保存植物种质资源的保存、挽救濒于灭绝的植物长期以来人们想了很多方法来保存植物，如储存果实，储存种子，储存块根、块茎、种球、鳞茎；
用常温、低温、变温、低氧、充惰性气体等，这些方法在一定程度上收到了好的或比较好的效果，但仍存在许多问题。主要问题是付出的代价高，占的空间大，保存时间短，而且易受环境条件的
限制。植物组织培养结合超低温保存技术，可以给植物种质保存带来一次大的飞跃。因为保存一个细胞就相当与保存一粒种子，但所占的空间仅为原来的几万分之一，而且在-193度的液氮中可以长时间保存，不像种子那样需要年年更新或经常更新。环境的不断变化使许多种类的植物面临着灭绝的危险，而且许多种植物已经灭绝，留给人类的只是一种遗憾。如何挽救这些植物，还有许许多多的动物，已成为世人关注的问题。实践证明，通过组织培养的方法可以使一部分濒危的植物种类得到延续和保存；
如果在结合超低温保存技术，就可以使这些植物得到较为永久性的保存。其实，对大多数普通植物来说，用组织培养的方法保存其种质材料，也具有十分重要的意义。因为，人们现在无法预知哪些植物会面临灭顶之灾，或许今天看似繁茂的植物，明天就可能被沙漠、洪水、大火或战争吞没。6.有机化合物的工业化生产利用植物组织或细胞的大规模培养7.我国植物组织培养的发展现状与前景展望植物组织培养作为一种有效的技术手段已被广泛应用于生产实践的各个领域。本文从植物组织培养技术的应用现状,指出植物组织培养在植物学研究、育种学研究的基础地位和在林木花卉育苗产业中的科技支撑与保障作用。同时通过对植物组织培养中存在的问题进行分析,结合当前国内外在这一领域的一些范例,提出了我国植物组织培养的发展对策与展望。园艺植物组培苗工
厂化生产能快速将优良品种转化为现实生产力，在遗传育种、种质资源保护、次生代谢物利用上也将有很大的发展潜力。只要选好优良品种，合理布局、节约成本，组培产业将会有蓬勃的发展和广阔的前景。7.1花卉种苗产业化生产花卉业是21世纪的希望产业，是社会经济发达与文明程度的重要标志，我国目前花卉需求量以每年35％～40％的速度递增。在花卉生产方面，种苗质量在栽培生产中的重要性日益明显，因此花卉种苗工厂化生产是花卉种苗生产的主要途径。7.2蔬菜种苗生产及脱毒马铃薯、食用百合、大蒜等是人们餐桌上的主要蔬菜，消费量和种植面积均很大，也是我国出口创汇的主要品种。这些品种随种植年限的增加，易受病毒感染，产量、品质逐年下降，运用组培脱毒技术可迅速恢复品种种性，提高生产力。
7.3瓜果组培苗产业化草莓果实中所含的鞣花酸具有抗癌效果，且草莓易栽培、产量高、经济效益好，因此在江浙一带发展迅速。但草莓易感染各种病毒病，感病的果实畸形、品质差，一般减产30%～80%。对草莓进行热处理结合分生组织培养脱毒，去病毒苗可增产1000kg／667m2，品质有较大提高。甜瓜以肉质细脆、香气浓郁、味道甘甜而深受人们喜爱，效益较高，但长期种植会使品质退化和混杂。可从大田健壮植株上取嫩梢，作为外植体组培生产出优良种苗，其生产性状优于种子苗，虽具有缓苗时间较长，苗早期生长势弱
的特点，但缓苗以后的种子苗生长更日壬，后期能超过种子苗，且苗期较短，开花结果期提前，整齐度大大提高，性状一致，瓜的成品率明显提高，完全保持所采植株的优良性状，无退化和变异现象发生。欧美葡萄是当前最热门的葡萄品种，果粒大、甜度高、价格昂贵、经济效益高，如运用组织培养快速繁殖技术大量生产将具有良好的发展前景。
