烟草
（三）、植物组织培养的类型
根据培养方式：固体培养、液体培养
固体培养：将培养物放在含有琼脂等固化剂的培养基表面进行 培养。 液体培养：将培养物放在未加固化剂的培养基内培养，一般需 进行震荡，又称液体震荡培养。
固体培养
液体培养
固体培养、液体培养的特点：
(1)固体培养法
是最常用的方法。该方法简单，易行，但养
组织培养实验室的 设计与主要设备
二、仪器设备和器皿用具
（
1、超净工作台或接种箱 2、空调
一
3、除湿机或加湿器
）
4、恒温培养箱
常 见 仪
5、高压灭菌锅 6、冰箱 7、天平 8、显微镜
器
9、水浴锅
设
10、摇床与转床
备
11、蒸馏水发生器 12、酸度计
13、离心机
组织培养实验室的 设计与主要设备
（二）各类玻璃器皿
脱分化（dedifferentiation)：将已分化的不分裂的静止细 胞，放在培养基上培养后，细胞重新进入分裂状态。一个成 熟的细胞转变为分生状态的过程叫脱分化。
再分化（redifferentiation):经脱分化的组织或细胞在一定 的培养条件下可转变为各种不同的细胞类型，形成完整植株 的过程。
植物组织培养学
植物组织培养实验室 构建及操作技术
本节教学目的与要求：
(1)掌握组织培养实验室的设计； (2)掌握组织培养常用的实验仪器设备及其使用
方法； (3)掌握调控组织培养的主要环境条件。 (4)掌握灭菌和消毒的区别； (5)掌握灭菌的不同方法和具体操作过程；
本节主要内容
商业性组织培养实验室和小工厂的 设计与主要设备 培养基及其配制 外植体的选择与培养 试管苗的驯化与移栽
3、植物组织培养过程
合适的外植体 离体的植物器
脱分化
愈 伤
再分化
根 移栽
再 生
官、组织、细
组
植
胞
织
芽
株
外植体（explant)：由活体（in vivo)植物体上切取下来的，用于组织培
养的各种接种材料。包括各种器官、组织、细胞或原生质体等。即能 被诱发产生无性增殖系的器官或组织切段。
愈伤组织（callus）在人工培养基上由外植ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ上形成的一团无 序生长状态的薄壁细胞。指经细胞与组织培养产生的可传代 的未分化细胞。
本节目的要求： (1)一般掌握培养基的种类、特点； (2)掌握基本培养基的配方； (3)一般掌握培养基的组成成分和适宜的剂量； (4)掌握培养基母液和常用培养基的配制方法； (5)熟练掌握培养基的灭菌方法； (6)一般掌握培养基的筛选办法。
培养基及其配制
一、培养基的成分
其它添加物
无机营养物
培养基组成
（1）碳水化合物 最常用的碳源是蔗糖，葡萄糖和果糖也是较好的碳
源。 使用浓度在1%—5%，常用3% 作用：碳源；维持培养基渗透压。
培养基及其配制
（2）维生素(vitamin)
在细胞里主要是以各种辅酶的形式参与多种代谢活动。 种类：VBl(盐酸硫胺素)、
VB6(盐酸吡哆醇)、 Vpp(烟酸)、 Vc（抗坏血酸）、 VH(生物素)、 VB11(叶酸)、 VB12（钴胺素)等。 使用浓度：一般用量为0.1—1.0mg／L。
➢ (2)类型：按照外植体的不同，分为植株培养、胚胎培养、 器官培养、细胞培养和原生质体培养5种类型。
➢ (3)组织培养特点：培养条件可以人为控制；生长周期短， 繁殖率高；管理方便，利于工厂化生产的突出特点，因而 发展迅速。
➢ (4)组织培养技术在农业生产上的应用主要体现于以下几个 方面：快速繁殖优良苗木；获得脱毒苗；育种上应用；工 厂化育苗。
三、应用领域
1、快速繁殖 2、种苗脱毒 3、远缘杂交 4、突变育种
5、单倍体育种 6、种质保存 7、基因工程 8、植物性药物和生物制品的生产
四、植物组织培养在技术上的发展
研究材料范围逐步扩大 培养方法逐步完善 培养基不断改进 实验手段逐步完备
植物再生植株的途径
小结：
➢ (1)植物组织培养是指分离单个或多个细胞或植物体的一部 分，在人工配制的培养基上进行培养，使之长成一株完整 植物体的过程。
1939年：Gautherete培养胡萝卜根小外植体成功
1939年：White培养烟草种间杂种幼茎切段原形成层成功
1939年：Nobecourt培养胡萝卜根块茎薄壁组织成功
组织培养的奠基人
3、快速发展和应用阶段（从20世纪50年代末至今）
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。这是第一次实现人工体细胞胚，是植物组织培养的第一 个突破。
器官（organ)：根、茎、叶、花、果实、种子
组织（tissue)：花药、胚珠、胚、胚乳、形成层等
植物组织培养特点 Characteristics of Plant Tissue Culture Techniques
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
培养基及其配制
4、植物生长调节物质(hormone)
生长素类(auxin) 细胞分裂素类 ( cytokinin ) 赤霉素（gibberellic acid）
培养基及其配制
（1）生长素类
*作用：主要被用于诱导愈伤组织形成；促
种类：最常用的是甘氨酸，其他的如精 氨酸、谷氨酸，谷酰胺、天冬氨酸、天 冬酰胺、丙氨酸等。
使用浓度：为10—200mg／L。
培养基及其配制
3、有机附加物 （天然复合物）
有机附加物 椰乳 香蕉 马铃薯
酵母提取液
浓度： 10%—20% 150-200ml／L 150—200g／L 0.01%-0.05%
一 商业性组织培养实验室和小工厂的 设计与主要设备
一般组织培养的操作工序： 1、培养器皿的清洗； 2、培养基的配制、分装和高压灭菌； 3、无菌操作——材料的表面灭菌和接种； 4、将培养物放到培养室培养； 5、试管苗的驯化、移栽和初期管理。
一、设计：
准备室 温室
缓冲室 实验室组成
驯化室
无菌操作室 培养室
种反复多次移植的培养，称为继代培养。
二、植物组织培养发展简史
1、萌芽阶段：(从20世纪初到30年代中）
➢ 1838-1839年，德国科学家Schleide 和Schwann发表了细胞 学说，奠定了组织培养的理论基础。 ➢1902年，德国植物学家Haberlandt 根据细胞学说，提出植物 细胞全能性（totipotency）理论。 ➢1904年，Hanning 最先成功地培养了萝卜和辣根菜的胚。 ➢1922年，Knudson 采用胚培养法获得大量兰花幼苗。克服其种 子发芽困难的问题 ➢1925年：Laibach亚麻种间杂交幼胚培养得到杂种
1960年英国学者Cocking用酶法分离原生质体成功。这是 植物组织培养的第二个突破。
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。
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。……
玉米成熟胚的培养
Haberlandt：
观点：
高等植物的组织和器官可 以分割成单个细胞
贡献： 提出细胞全能性
首次进行离体细胞培养
小野芝麻和凤眼兰的栅栏细胞和虎眼万年青属表皮细胞 Knop+蔗糖
无分裂
细胞高度分化+培养基中无生长激素
2、奠基阶段（从20世纪30年代末到50年代中）
1934年，美国植物生理学家White 用番茄根尖建立起第一个活跃 生长的无性繁殖系，从而使非胚器官的培养首先获得成功。 1934年：Gautherete培养山毛杨、黑杨形成层组织产生了Callus 1937年：White发现3种B族维生素和IAA对植物生长有用
1、培养器皿：试管、三角瓶、培养皿、 圆形培养瓶、果酱瓶
2、分注器 3、离心管 4、刻度移液管 5、细菌过滤器 6、实验器皿：量筒、烧杯、容量瓶、
试剂瓶、塑料瓶、酒精灯等。
组织培养实验室的 设计与主要设备
（三）器械用具
1、镊子：尖头镊子、枪形镊子 2、剪子 3、解剖刀 4、接种针 5、钻孔器
二 培养基及其配制
脱
外植体
分 化
再 分 化
胚状体
再生植株
2）、器官发生途径： 由愈伤组织或外植体诱导形成不定根或
不定芽，再获得再生植株的方法。
外植体器官发生途径
百合鳞叶培养
愈伤组织器官发生途径
小 麦
愈伤组织
芽分化
胚状体
再生苗
器官发生途径
脱分化 再分化
外植体
高生长素(1,2-D)
愈伤组织 芽 根
低(生长素/细胞分裂素) 高(生长素/细胞分裂素)
根据培养过程中是否需光： 光培养、暗培养
根据培养方法的不同： 平板培养、微室培养、悬浮培养等
（三）、植物组织培养的类型
按培养过程分为:初代培养和继代培养
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
再生植株
愈伤组织
（三）、植物组织培养的类型
按培养材料分为（Gamborg等)：
愈伤组织培养 器 官培养 细 胞培养 原生质体培养
最为常见的组织培养 胚、胚乳、珠心、子房、根、茎、叶、 花和幼果的部分组织的培养
悬浮细胞培养 单细胞培养
（三）、植物组织培养的类型