培养方法逐步完善
固体培养发展到液体振荡或旋转培养 悬浮培养、液滴培养、双层培养、包埋培养
培养基不断改进
White培养基、MS培养基、MT培养基等
实验手段逐步完备
植物组织培养在农业上的应用
倍性育种：花药培养、胚乳培养 突变体筛选：愈伤组织培养 创造新种质：细胞融合
克服胚败育：胚培养 植物性药物和生物制品的生产
组织培养的意义
胚胎培养 主要克服远缘杂交中胚不能在种子中正常发
育而早期败育的问题。
胚珠和子房培养 进行试管内受精和杂种胚的分化成长，
以克服不育性和不亲和性等障碍。
细胞及组织培养 进行优良单系的快速繁殖，自交不亲
和系、雄性不育系的无性繁殖，突变体的诱导与分离及 种质的保存和运输等方面。
花药及花粉培养 单倍体育种，加速获得纯二倍体。 原生质体培养 进行体细胞杂交、核移植和核置换等工
技术用途
快繁：人工种子、茎尖培养 脱毒：微芽嫁接、茎尖培养 克服杂交不亲和：花药培养、细胞 融合 种质资源保存和交换：愈伤组织培养、茎尖培养
利用植物体的器官、组织或细 胞，通过无菌操作接种于人工配 制的培养基上，在一定的光照和 温度条件下进行培养，使之生长 发育的技术称为组织培养
组织培养的类型
• 按培养材料分为（Gamborg等)：
愈伤组织培养
最为常见的组织培养
细 胞 培养 器 官 培养
悬浮细胞培养 单细胞培养
原生质体培养
胚、胚乳、珠心、子房、根、茎、 叶、花和幼果的部分组织的培养
（分离出的体细胞/花粉细胞/卵细胞）
原生质体培养 除去细胞壁的原生质体
发展简史
➢ 1958年，英国科学家Steward 等用胡萝卜根的愈伤组织细 胞进行悬浮培养，成功诱导出胚状体并分化为完整的小植 株，不但使细胞全能性理论得到证实，而且为组织培养的 技术程序奠定了基础。
➢ 1962年，Murashinge 和Skoog 在烟草培养中筛选出至今 仍被广泛使用的MS培养基。
同部位的不同要求而提供不同的培养条件，因此生长较快。 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。
➢ 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，既利于高度集约化和 高密度工厂化生产，也利于自动化控制生产。
➢ 1964-1966年，印度科学家Guha 和Maheswari 在曼陀罗 花药培养中首次由花粉诱导得到了单倍体植株。
➢ 1972年，Carlson 通过两个种的烟草原生质体融合培养， 获得了第一个体细胞杂交的杂种植株。
植物组织培养在技术上的发展
研究材料范围逐步扩大
胚、胚轴、子叶、幼苗、茎尖、根、叶等； 动物细胞+植物细胞/微生物原生质体
离体的植物 脱分化 器官、组织、
细胞
愈 再分化 根 伤
组
织
芽
植 物 体
植物 组织 培养 过程
植物组织培养特点
➢ 培养条件可以人为控制 组织培养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。
➢ 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
作。
愈伤组织培养是最为常见的组织培养方式？
➢愈伤组织（Callus）： 原指植物在受伤后，于伤口表面形成的一团薄壁细胞。 在组织培养中，指在人工培养基上由外植体长出来的 一团无序生长的薄壁细胞。
➢原因： 1. 大部分组织培养经历callus再生途径长出植株； 2. callus可以用于悬浮培养和原生质体培养。
潜在全能性的原因：基因表达的选择性
科学研究表明，处于离体状态的植物活细胞，在一定的 营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出 全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这一过程， 就是植物组织培养。
植物细胞全能性的表达
脱分化（dedifferentiation)：将来自已分化组织的已停 止分裂的细胞从植物体部分的抑制性影响下解脱出来， 恢复细胞的分裂活性。 再分化（redifferentiation):经脱分化的组织或细胞在一 定的培养条件下可有转变为各种不同细胞类型的能力。
第六章 植物离体培养育种 Tissue culture and breeding
§1 植物离体培养发展简史、意义和生物学原理
组织培养的概念
组织培养（Tissue culture） 是指用无菌方法使植物体的离 体器官、组织和细胞在人为提 供的条件下生长和发育的所有 培养技术的总称，也称之为离 体培养（In vitro culture）。
类别 －依外植体的不同划分
胚胎培养 （embryo culture）未成熟或成熟了的胚 器官培养（organ culture）根尖、茎尖、子叶、叶片、叶
原基、花原基、或花果的未熟部分
组织培养或愈伤组织培养（狭义，tissue culture）维管束
形成层、贮藏薄壁组织及愈伤组织等
细胞培养 单个游离细胞
生物学原理
植物的再生作用：植物的根、茎、叶等器官、组织和细胞 都具有再生成完整植株的能力。其是无性繁殖的基础， 它是受内源激素调控的。人工控制和调整培养基成分， 可使其发育成完整的植株。
细胞的分化和形态发生：指细胞在分裂过程中发生结构和 功能方面的改变，从而在植物个体发育过程中形成各类 组织和器官，完成整个生活周期。
组织培养的类型
• 按培养方法：固体培养、液体培养、看护培养、微室培 养、包埋培养等
• 按培养过程：初代培养、继代培养
外植体（Explants）
由活植物体上切取下来的可以用பைடு நூலகம்组织培养的组织或器官
初代培养（Primary culture）
指外植体的最初培养
继代培养（Subculture）
将初代培养得到的培养体移植于新鲜培养基中，这种反 复多次移植的培养，称为继代培养
生物学原理
植物细胞的全能性（totipotent）：是指植物每个细胞都
具有该植物体的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。
原理：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套 遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从 理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。 差异：（1） 受精卵的全能性最高 （2） 受精卵分化后的 细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的低。