植物组织培养
1.简述植物组织培养的基本技术。
(10分)
答:植物的组织培养)技术是指利用细胞全能性和植物生长调节物质对于植物细胞组织的分化和决定具有关键性作用,分离一个或数个体细胞或植物体的一部分在无菌条件下培养的技术。
通常我们所说的广义的组织培养,是指通过无菌操作分离植物体的一部分(即外植体),接种到培养基上,在人工控制的条件进行培养,使其生成完整的植株。
2.简述植物组织培养的主要障碍、发生原因及防治措施。
(10分)
植物组织培养的主
要障碍
发生的原因防治措施
褐变1)材料的基因型差异
2)材料的生理状态
3)培养基成分
4)其他因子的影响(培养时间
的长短等)1.选择适当的外植体
和培养条件
2.抗氧化剂和抑制剂
的作用
3.其他防止褐变的措
施(连续转移或预
处理等)
玻璃化 1.玻璃化苗的形态学,解剖学
特征1.选择适当的外植体
2.改善培养基组成
2.玻璃花苗的生理生化特点
3.外植体
4.培养环境条件
5.培养成分
3.改善培养条件
遗传的稳定性自身的遗传特性选择合适的外植体
控制好培养条件
污染污染的来源(材料的本身,由
外界环境侵入)1)供体材料的选择
(选择健康,无病
毒的植株)
2)培养物的检验
3)合理的扩繁程序
4)严格的无菌操作
规程
3.组培苗生长环境有何特点?如何提高其移栽成活率?(10分)
组培苗生长环境特点:组培苗水分散失较快,易于萎蔫。
吸水能力较弱。
所以导致环境有了极大的改变:湿度降低、光照增强、温度升高、温差变大。
具以上特点的组培苗,在此环境下,叶片失水较严重,根系吸水能力不足,即吸水量小于蒸腾水量,从而造成植物萎蔫,炼苗失败。
另一种情况是,空气温度上升要比基质温度上升快,而根系的吸水能力在一定范围内与温度是成正比的,当气温升高时,加之湿
度较低,叶片蒸腾急速增加,此时基质温度上不去,根系吸水能力不够,造成蒸腾大于吸水的失衡状态,从而萎蔫死亡。
提高移栽成活率措施:一方面提高出瓶苗的质量,提高其抗逆性,生根前的壮苗、理想的生根配方和生根培养环境的调控是关键;另一方面就得有针对组培苗特点创造一个适宜的炼苗环境,比如保证空气湿度,平衡空气和基质的温度平衡关系等。
4.生长素类和细胞分裂素类调节剂在组培中有哪些生理作用?在快速繁殖的起始、芽增殖及生根培养阶段应如何使用它们?(10分)
培养中生长素一方面用于诱导愈伤组织的形成和生根,另一方面是与一定量的细胞分裂素配合使用共同诱导不定芽的分化,侧芽的萌发与生长以及某些植物胚状体的诱导。
在植物组织培养中的细胞分裂素的主要功能是促进细胞的分裂和分化,打破顶端优势,诱导芽的分化和增殖,促进组织和器官的不定芽发育。
当培养基中的细胞分裂素与生长素的比例高时,诱导芽的分化,反之,诱导根的分化。
快速繁殖的起始阶段:培养基中加入适量的生长素和细胞分裂素类
芽增殖阶段:向培养基中加入较多的细胞分裂素类的物质促进芽的分化
生根培养阶段:向培养基中加入较多的生长素类物质促进根的分化
5.通过组织培养的哪些途径可以生产大量苗木?技术路线是怎样的?最常用的是哪条途径?(10分)
培养苗木及次生代谢物的手段培养对象
植物器官培养 . 离体根,离体的茎尖,离体叶或离
体的茎。
分生组织培养凡是有分化能力的细胞都可以
植物胚胎培养离体胚
植物细胞培养(悬浮培养,细
具有活性的细胞和细胞小聚体
胞悬浮培养,细胞培养等)
植物微繁技术外植体
培养新品种的手段培养对象
植物细胞培养(悬浮培养,细
具有活性的细胞和细胞小聚体
胞悬浮培养,细胞培养等)
植物原生质体培养去了细胞壁的有活性的细胞
原生质体融合原生体
植物花药和花粉培养植物有活性的花粉和花药
6.影响植物组织培养成功的因素有哪些?请分别说出下列配方的主要目的。
(10分)
答:影响植物组织培养成功的因素:
1.实验室要合适,要很好的控制好光照,湿度和温度。
2.培养材料及所需要的实验用具要洗净,严格的消毒灭菌。
3.培养基配置技术要合理,要注意调溶液的PH等(如:如果要培养长根的话,可以适当的加大生长素的浓度)
4.注意无菌操作技术
实验操作是要注意无菌操作(操作幅度不要过大,手要消毒彻底等)5.外植体的选择(同一植物不同部位的细胞活性不同,一般植物鲜嫩的部位比较好,比如说茎尖。
像木质部就不合适。
)
6.各种激素类物质的配合比例要合适。
各种配方作用;
①MS+NAA0.2mg/L+6-BA0.5mg/L
②MS大量+MS微量
③MS+NAA2.0mg/L+KT0.5mg/L
④MS+2,4-D0.2mg/L+KT0.5mg/L
⑤MS+NAA0.2mg/L+6-BA1.0mg/L
⑥MS+NAA2.0mg/L+KT1.0mg/L
7.利用组织培养的哪些技术可以培育新品种、新种质?培养对象分别是什么?(10分)
培育新品种技术:
(1)植物组织培养的快速繁殖
(2)脱毒(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。
)
(3)体细胞无性系变异和新品种培育
(4)单倍体育种(花药、花粉的培养在苹果、柑橘、葡萄、草莓、石刁柏、甜椒、甘蓝、天竺葵等约20种园艺植物得到了单倍体植株。
(5)种质保存(6)遗传转化
组织培养对象:组织或愈伤培养、器官培养、植株培养、细胞和原生质体培养等。
8.某地区的一种马铃薯经多年种植后,植株变得矮小,产品和品质下降,请用所学植物组织培养知识分析原因,并设计一个解决方案。
(10分)
原因:几乎所有的栽培植物都发现感染甚至几种病毒,大部分的病毒属于RNA病毒,病毒对植物的生长发育产生不良的影响,常常会导致植物矮小,产量和品质的下降。
解决方案:(分生组织培养脱毒法)
1.分生组织的分离
从大田中取健壮的植株的顶芽或萌发芽,带回实验室除去可见叶,材料清洗干净。
用75%酒精漂洗,在用20倍的次氯酸钠消毒8-10分钟,无菌水冲洗3次,然后在无菌操作室进行无菌操作。
切下生长点转入合适的培养基进行培养。
2.培养
茎尖分生组织分离后转入到琼脂培养基上于25℃-27℃条件下进行光培养。
3.建立无性繁殖体系
利用生长点培养无毒苗的成活率和脱毒率都非常低,培养出来的
新苗要进行鉴定,鉴定无毒后再用新苗的茎尖再进行培养新苗。
4.脱毒苗试管株的移栽和品种特性鉴定
将试管苗移栽到土壤中,这个转变要有一个逐渐锻炼适应。
9.现有MS培养基母液6瓶,母液1为50倍,母液2为50倍,母液3为50倍,母液4为100倍,母液,5为20倍,母液,6为200倍,激素母液有1mg/ml IAA,0.5mg/ml NAA,2mg/ml6-BA, 4mg/ml KT,以及蔗糖和琼脂若干,请利用这些材料配制2L MS+2mg/L IAA+1mg/LNAA+3mg/L 6-BA+3%蔗糖+0.7%琼脂培养基,写出配制方法步骤(包括计算过程)及灭菌过程。
(10分)
答:配制方法:
配制2L的各种物质的用量如下:吸取母液的用量为:
母液1:2000ml/50=40ml 母液2:2000ml/50=40ml
母液3:2000ml/50=40ml 母液4:2000ml/100=20ml
母液5:2000ml/20=100ml 母液6:2000ml/200=10ml
激素用量:
IAA:吸取1mg/ml IAA母液4ml NAA:吸取0.5mg/ml NAA母液4ml 6-BA:吸取2mg/ml 6-BA母液3ml 蔗糖:60g 琼脂:14g
灭菌过程:
将混合的培养液加琼脂加热,到适宜的温度后调PH值为5.8后倒入培养瓶中,冷却看是否凝固,如果凝固的话放入高压蒸汽灭菌锅中灭菌。
(0.1Mpa 121℃ 20分钟)灭菌之前要看灭菌锅中是否有水,如
果水不够是话要加水,灭菌好了之后,关掉电源放气,当指针指到0 Mpa时就可以打开灭菌锅的盖子,最后拿出培养瓶放好,千万不要打开瓶盖
10.简述植物无糖组培的意义及技术要点。
(10分)
答:无糖组培的意义:传统的主旨植物组织培养都使用含糖的培养基,杂菌很容易侵入培养容器并在培养基中繁殖造成污染,是造成组织培养的一大障碍。
为了防止杂菌的侵入,在组织培养中通常将培养容器完全密闭,这种方式使植物生长相对缓慢,且易出现形态及生理的异常,同时也大大提高人工费用和生产成本。
而无糖组培解决了这些问题。
无糖组培在培养基中不加入糖,只是通过提高培养空间的光照度,二氧化碳的浓度,温度和湿度,以及气流交换速度等来增强组织培养植物的光合速率,从而促进植物的增殖,生长和发育。
但是要求的环境控制设备高。
无糖组培的技术要点:
外植体的选择:带有芽或侧芽、叶或根的外植体。
要进行光合作用制造能量供自己生长。
环境的控制:提高培养空间的光照度、二氧化碳的浓度、温度和湿度以及气流交换速度。