(1) 什么是植物组织培养?植物组织培养是在无菌条件下,将植物体的任何一部分,如植物器官、组织、细胞以及原生质体等,培养在人工配制的培养基上,并给予合适的培养条件(包括营养、激素、温度、光照、湿度),使之发育成完整植株的过程。
(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)组织培养: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。
(2) 什么是"外植体"?从植物体上分离下来的用于离体培养的材料称为外植体。
(3) 按照外植体的不同,植物组织培养可以分成几类?可以分成5类1、植株培养2、器官培养(胚,花药,子房,根、茎和叶)3、组织培养(各种组织、愈伤组织)4、原生质体培养5、细胞培养(愈伤组织分离或花粉单细胞或很小的细胞团)(4) 植物组织培养有哪些特点?①培养条件可以人为控制②生长周期短,繁殖率高③管理方便,利于工厂化生产和自动化控制(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?(一)快速繁殖种苗用组织培养的方法进行快速繁殖是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。
(二)无病毒苗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。
(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(四)人工种子人工种子,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。
(五)工厂化育苗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。
具有这些优点:繁殖快,整齐、一致,无病虫害,周期短,周年生产,性状稳定(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? 分实验室:洗涤室(准备室)、配置室、灭菌室、接种室培养室、观察室;1.准备室器具的洗涤、干燥、消毒2、配置室进行药品的保存、配置、消毒、分装3.灭菌室培养基及使用器具的消毒与灭菌4. 接种室进行材料的接种,内置超净工作台或接种箱。
5. 培养室将接种的材料进行无菌培养生长的场所6.细胞学观察实验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?不同的植物对培养基最适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。
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。
(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?1、MS培养基:为培养烟草细胞而设计的。
特点: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2、B5 培养基:为培养大豆根细胞而设计的。
特点: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3、White 培养基:为培养番茄根尖而设计特点:无机盐数量较低适于生根培养4、N6培养基:为水稻等禾谷类作物花药培养而设计特点;成分较简单, KNO3 和 (NH4)2SO4含量高适合花药培养5、KM-8P培养基:为原生质体培养而设计特点: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(9).培养基的成分主要包括有哪些?水、无机盐、有机物、植物激素、培养体的支持材料、其它辅助性物质(10).培养基中常用的植物激素有哪些?各有何作用?植物激素(植物生长调节剂)1、生长素类:IAA,IBA,2,4-D,NAA等。
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。
①诱导芽的分化促进侧芽萌发生长②促进细胞分裂与扩大③抑制根的分化3、赤霉素类;GA1-GA4,GA7,GA9, GA16,GA24,GA25等促茎伸长,促胚发育成植株;打破休眠4、脱落酸:ABA(抑制与促进生长;维持芽与种子休眠;促进果实与叶的脱落;促进气孔关闭;影响开花;影响性分化)5、乙烯( 催熟)(11).外植体的选择需注意哪些问题?什么季节取材最好?1、不同的植物、器官和组织其形态发生能力很不相同。
在组培中,选择合适的,最易表达全能性的部位,是决定组培系成功建立的前提之一。
在选择植物外植体进行组织培养时,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、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?答:常用的灭菌方法可分为物理的和化学的两类物理方法:如干热(烘烧和灼烧)、湿热(常压或高压蒸煮)、射线处理(紫外线、超声波、微波)、过滤、清洗和大量无菌水冲洗等措施;化学方法:是使用升汞、甲醛、过氧化氢、高锰酸钾、来苏儿、漂白粉、次氯酸钠、抗菌素、酒精化学药品处理。
这些方法和药剂要根据工作中的不同材料不同目的适当选用。
(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?答:1、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。
2、原因是由于植物组织中的多酚氧化酶被激活,而使细胞的代谢发生变化所致。
在褐变过程中,会产生醌类物质,它们多呈棕褐色,当扩散到培养基后,就会抑制其他酶的活性,从而影响所接种外植体的培养。
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。
3、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?1、试管苗有的特点A.形态解剖方面(1)根:①无根毛②根与苗的输导组织不相连。
(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。
B. 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。
2、移栽前要注意:(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:试管苗驯化处理,措施是对外界要增加湿度、减弱光照;对试管内要通透气体、增施二氧化碳肥料、逐步降低空气湿度等;对栽培驯化基质要进行灭菌。
移栽前可将培养物不开口移到自然光照下锻炼2-3d,让试管苗接受强光的照射,使其长得壮实起来,然后再开口练苗1-2d,经受较低湿度的处理,以适应将来自然湿度的条件。
②移栽时应注意的问题:移栽用基质和容器,基质要求:具备透气性、保湿性和一定的肥力,容易灭菌处理,并不利于杂菌滋生的特点。
栽培容器可用6×6cm-10×l0cm的软塑料钵,也可用育苗盘。
(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?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.(16)植物脱毒培养的意义是什么?1.去除病毒危害,提高作物品质与产量2. 减少环境污染,有利于保护环境(17)简述植物茎尖脱毒和热处理脱毒的原理与方法1、植物茎尖脱毒(1)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。
(2)方法:2、热处理脱毒(1)原理: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。
(2)方法:A、温汤浸渍处理B、热空气处理(18)脱毒植物鉴定方法有哪几种?1、指示植物法: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、抗血清鉴定法: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。
3、电子显微镜检查法: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。