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植物组织培养复习资料
2020-02-17 | 阅:  转:  |  分享 
  
1、植物组织培养:在无菌和人工控制的环境条件下,利用人工培养基,对植物的胚胎、器官、组织、细胞、原生质体等进行离体培养,使其再生发育成完整植
株的过程。由于外植体已脱离了母体,植物组织培养又叫植物离体培养。2、植物组织培养的特点:无菌条件下进行;多数情况下是利用成分完全不
确定的人工培养基进行时;材料为离体状态;可以不断增殖,并通过调整成分控制实验的目的;在封闭的容器中进行,气体通过封口材料进行交换;
环境、温度、光照强度都可人为控制。3、植物组织培养的类型:按培养对象分:植株培养:对完整植株材料的离体无菌培养;胚胎培养:从果实或
子房中分离出成熟或未成熟的胚进行离体无菌培养的技术;器官培养:以植物的根、茎、叶、花、果等器官为外植体的离体无菌培养技术;组织培养
:对植物体的各部分组织如茎尖分生组织、形成层、木质部、韧皮部、表皮组织、胚胎组织和薄壁组织等,或对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;细胞培养:对植株器官或愈伤组织上分离出的单细胞、花粉单细胞或很小的细胞团进行培养,形成单细胞无性
系或再生植株的技术;原生质体培养:对用酶、物理等方法除去植物细胞壁的、裸露的、有活性的原生质体团进行培养的技术;按培养过程分:初代
培养、继代培养;按培养基的物理状态分:固体培养、液体培养。4、植物组织培养在农林中的应用:植株离体快繁、无病毒苗木培育、次生代谢物
的产生、培育新品种或创造新品种、植物种质资源的离体保存、人工种子、基因工程的应用。5、外植体:植物组织培养中作为离体培养材料的器官
或组织的片段。在继代培养时,将培养的组织切段移入新的培养基时,这种切段也称外植体。6、愈伤组织:指在植物受伤后的伤口处或在植物组织
培养中外植体切口处产生的一团不定形的薄壁组织。7、脱分化:指离体培养条件下生长的细胞、组织或器官经过细胞分裂或不分裂,逐渐失去原来
的结构和功能而恢复分生状态,形成无组织结构的细胞团或愈伤组织或成为未分化细胞特性的细胞的过程。8、再分化:离体培养的植物细胞和组织
可以由脱分化状态重新进行分化,形成另一种或几种类型的细胞、组织、器官,甚至形成完整植株的过程。9、影响脱分化和再分化的因素:损伤、
生长调节剂、光照、细胞位置、外植体的生理状态、植物种类差异。10、细胞的全能性:指任何具有完整细胞核的植物细胞都拥有形成一个完整植
株所必需的全部遗传信息,在特定的环境下能进行表达,产生一个独立完整的个体。11、胚状体:在植物组织培养中,起源于一个非合于细胞、领
过胚胎发生和胚胎发育过程形成具有双根性的胚状结构叫胚状体。12、组培室地址的选择要考虑的因素:(1)首先要保证首先要保证水电供应;
(2)为节约能源,充分利用自然光,试验室应向南建设,使采光面积和时数达到最大;(3)对于商业区性试验室,交通条件是否便利是一个应该
考虑的因素;(4)组培室最好避免建立在繁忙的交通线的附近;(5)避免与温室、微生物实验室、昆虫实验室、种子或其它植物材料储藏室相邻
,以免由于空气流通造成难以克服的困难。13、组培实验室的基本组成14、常用的生长素和分裂素有哪些种类?使用浓度范围如何?生长素类:
IAA(吲哚乙酸)、IBA(吲哚丁酸)、NAA(萘乙酸)、2,4-D(二氯苯氧乙酸)、2,4,5-T(三氯苯氧乙酸)、ABT生殖粉
。生长素一般溶于95%的酒精或0.1mol/LNaOH(或KOH)溶液,后者的溶解效果更好。细胞分裂素类:6-BA(苄基腺嘌呤)、
2-ip(异戊烯腺嘌呤)、ZT(玉米素)、KT(激动素,呋喃氨基嘌呤)、人工合成具有细胞分裂素活性的物质TDZ(通常在0.002-
0.2mg/L)。细胞分裂素一般溶于0.5mol/L或1mol/L的HCL或稀的NaOH溶液中。15、试述培养基配制的基本过程?①
按培养基配方及所需要的数量计算所需各成分的量,按计算好的量称凝固剂、蔗糖。取出母液并按顺序摆好,准备好称量用的器具如量筒、烧杯、移
液管、移液器、玻璃棒等及溶解用的电磁炉、电炉等。②在容器内装相当于所配置量1/3左右的纯水,根据计算的量加入琼脂溶煮或直接加入琼脂
粉,再根据计算出的母液添加量一次加入大量元素、微量元素、铁盐、有机物、生长调节剂物质的母液及其他特殊添加物,最后加入称量好的蔗糖并
搅拌均匀。③加水定容至规定体积,搅拌均匀。加热引起的水分蒸发和温度变化均会引起培养基体积变化,为了精确定容,可以先做好标记,在培养
基熬煮好后按标记刻度进行定容。④调整培养基PH值。当培养基配制好以后,应立即进行PH值的调整。直接用PH试纸进行测定,根据不同植物
要求调节培养基的PH值。PH通常用1mol/L的HCL或1mol/L的NaOH来调节,加入酸碱后应搅拌均匀再进行测定。⑤分装已经
配好的培养基应立即分装,否则,凝固后难以分装,因为含琼脂的培养基会在40℃左右凝固。如果分装前培养基开始凝固,可在水浴中加热,使其
重新熔为均匀液态再进行分装。一般来说,分装到培养瓶中的培养基应占培养的1/4-1/3唯有,太多造成浪费,太少不易接种并影响培养材料
生长。⑥封口培养基分装后,应立即封口,以防污染。16、谈谈MS培养基的特点?无机盐含量较高,特别是硝酸盐和铵盐含量高,可满足植物
组织生长发育对营养元素的要求,但其不适合生长速度较慢、对无机盐浓度要求低的植物培养物。在使用中,可以将MS培养基的大量元素减到原来
的1/2、1/3甚至1/4,以降低无机盐的含量。17、在组培中如何做好外植体的选择工作?(1)该外植体具有细胞全能性,这样才能达到
组织培养的目的(2)选择带芽外植体茎尖的顶芽、腋芽、根和根茎的萌芽等带芽外植体非常适合植物体的立体快速繁殖。(3)选择胚胚带有
极其幼嫩的分生组织细胞,非常适宜进行组织培养。(4)选择分化的器官组织包括嫩茎、嫩叶、鳞片、形成层、根、花瓣、花萼以及珠心等二倍
体组织,在这类组织中,叶片和叶柄是常用的外植体,特别是新出的叶片不仅分化和脱分化容易,而且污染少,操作方便。(5)还可以选择花粉及
雌配子中的单倍体细胞,这些细胞里只有体细胞一半的染色体,可以作为外植体进行组织培养。18、用于外植体灭菌的常用药剂有哪些?各其的特
点如何?(1)酒精是最常用的表而灭菌药剂,由于70%-75%的酒精穿透力和杀菌能力最强,在使用时,一般将外植体浸入其中10-30
s。酒精具有浸润和杀菌双重作用,但不能达到完全灭菌,必须与其他灭菌剂结合使用,通常作为灭菌的第一步,酒精还可用于接种者的皮肤消毒及
环境灭菌。(2)升汞即氯化汞,是有剧毒的重金属盐杀菌剂,其杀菌原理是Hg+可与带负电荷的蛋白质结合,使菌体蛋白质变性,酶失活。升
汞使用浓度为0.%-0.2%,一般浸泡6-12min,就可有效的杀死附着在外植体表面的细菌及真菌芽孢,通常用无菌水至少冲洗5次。此
外,氯化汞对人畜有机枪的毒性,操作不当会对人体造成危害,废弃物处理不当也会引起环境污染。(3)次氯酸钠是一种较好的表面灭菌剂,她
可以释放出活性氯离子用以杀死细菌。常用浓度为有效氯离子为1%,灭菌时间5-30min,处理后用无菌水冲洗4-5次即可。由于他分解出
的氯气在灭菌后易除去,不残留,既有强杀菌力,又对植物和人无害,对环境也没有污染。但次氯酸钠碱性较强,处理时间过长对植物组织有一定破
坏作用,在使用过程中应注意。(4)漂白粉是一种常用的低毒高效杀菌剂,一般含10%-20%次氯酸钙,使用浓度一般为5%-10%或其
饱和溶液。处理时间为20-30min,处理后要用无菌水冲洗3-4次,漂白粉易吸潮散失有效氯二失效,故要密封贮藏,但不能贮藏太久,应
现配现用。(5)双氧水即过氧化氢,常用6%-12%的双氧水溶液处理外植体材料,灭菌效果相当好。双氧水在外植体表面容易除去,不会损
伤外植体你,通常用于叶片的灭菌。(6)新洁尔灭是一种广谱型表面活性灭菌剂。它对绝大多数外植体伤害很小,灭菌效果很好。通常用1:2
00的稀释液,刷洗,浸泡外植体30min,甚至可以更长的时间。19、外植体选择的基本原则是什么?(1)再生能力强一般而言,分化程
度越高的细胞,脱分化越难,再生能力越弱。因此,在外植体的选择上,应该尽量选择未分化或者分化程度较低的植物材料,一般情况下,年幼的组
织比老的组织好,在取材季节上,尽量选择处于旺盛阶段的材料。(2)遗传稳定性好无论是大量繁殖还是遗传转化,保持原物种的优良性状是植
物组织培养的基本要求。因此,在选择外植体时,应选取变异少的材料。(3)来源丰富为建立一个高效而稳定的植物组织培养体系,往往需要反
复试验,并要求结果有可重复性。因此,就需要外植体材料丰富并容易取得。(4)灭菌容易在选择外植体时,应尽量选择带菌少的材料,减少培
养中的杂菌污染。通常植物地上组织比地下组织灭菌容易,幼嫩的组织比老化和受伤的组织灭菌容易,温室材料比田间材料带菌少,灭菌容易。在人
工光照培养箱中萌发的材料灭菌效果更好。(5)外植体大小培养效果是一个外植体细胞总体对各个培养因子的综合反应,因此外植体的表面积、
体积、细胞数量等都会影响培养效果。一般可以选择的外植体的大小可以在0.5-1cm。外植体太大容易污染,过小不容易启动或启动后仅仅
产生愈伤组织或容易褐化死亡。在以植物脱毒为目的时,应选用较小的外植体,一般在0.2-0.5cm。如果外植体过大,则达不到脱毒的目的
。20、简述外植体灭菌的一般过程?预处理:为了使植物材料消毒彻底,一般先用自来水冲洗10min,表面不光滑或长有绒毛难以洗净的材料
,要冲洗1-2h,并且用洗衣粉或洗洁精溶液洗涤,必要时用毛刷充分刷洗。灭菌:洗涤后的材料用滤纸吸干水分,然后浸泡于灭菌药剂溶液中,
时间长短、浓度高低则根据材料而定。一般宜选用两种灭菌剂交叉进行灭菌。例如先用70%酒精浸10-20s,再浸入10%次氯酸钠溶液5-
15min,随后用无菌水冲洗3-5次。21、污染产生的原因有哪些?如何预防?原因:一是由于外植体材料表面消毒不彻底,植物材料带入培
养过程,或是植物的内生菌随培养材料带入培养过程;二是无蒸操作过程中初代培养的外植体带菌、培养基和接种工具的消毒不彻底、接种室和超净
工作台不符合要求、操作人员不遵守操作规程、培养过程中环境的空气不洁净等。预防:选择植物材料:不同的植物材料种类和品种、不同的取材部
位、材料不同大小和年龄以及不同取材时期,其带菌量均不同。应尽可能选择温室或人工气候室培养的材料,田间采集的材料,可在温室条件下培养
一段时间,使用新生长的部分;木本植物的枝条取回后可插入水中使它萌动;对于容易污染的材料,可在取材前用杀菌剂、抗生素等预处理。严格消
毒灭菌:对较难进行表面灭菌的材料可采用多次灭菌法,即将切好的外植体放入某一种灭菌液中灭菌一段时间、用无菌水冲洗3次;再放入另一灭菌
液中灭菌一段时间,这是二次灭菌法。这种方法既可达到彻底灭菌的目的,又可减轻灭菌液对外植体表面的伤害。也可用2种以上灭菌液分别浸泡处
理,以增加灭菌效果。对于组织内部所带的,难以杀灭的细菌,可以在培养中添加抗生素来解决。规范操作,合理控制环境条件:接种室应保持清洁
、干燥、密闭,定期用紫外线灯照射、甲醛熏蒸、70%酒精喷雾等,操作人员注意手的消毒和操作规范。进行大规模组织培养,最好安装空气过滤
装置。22、愈伤组织培养含义?是指在人工培养基上诱导植物外植体产生一团无序生长的薄壁细胞组织及对其培养的技术。23、愈伤组织形成分
三个时期:诱导期、分裂期、分化期。24、胚状体发生途径与器官发生途径形成植株的区别?胚状体途径:外植体按胚胎发生方式形成再生植株的
过程。在植物的有性生殖过程中,精子与卵子结合形成合子,尔后发育成胚,胚再进一步发育成完整的植株。器官途径:是指在组织培养的过程中,
再生植株不是通过胚胎,而是通过分生中心直接分化器官,最终形成完整植株的过程。通常可以分为器官间接发生途径与器官直接发生途径两种间接
发生途径:在本途径中,所培养的外植体在培养基中的植物生长物质等因素的诱导下脱分化,随着脱分化的细胞数量不断增加,形成愈伤组织,愈伤
组织所产生的分化细胞进一步形成分生组织、再分化出芽、根等器官。直接发生途径:在此途径中,器官可直接从外植体上进行诱导25、植物快繁
的器官发生类型有哪些?短枝发生型、丛生芽发生型、不定芽发生型、胚状体发生型、原球茎发生型。26.常见的植物脱毒方法及原理A.热处理
脱毒原理:热处理利用病毒病原与植物的耐热性不同,讲植物材料在高于正常温度的环境条件下处理一定的时间,使植物体内的病原钝化或失去活性
,而植物的生长受到较小的影响,或在高温条件下植物的生长加快,病毒的增值速度跟不上植物的生长速度,使植物的新生部分不带病毒。B.茎尖
培养脱毒原理:植物体内出现无病毒区是植物的顶端分生组织的胞间连丝不发达,病毒不能通过胞间连丝达到顶端分生组织C.微体嫁接脱毒微体嫁
接脱毒是在无菌条件下,将切取的茎尖嫁接到试管中培养的苗上,待其愈合发育为完整植株而达到脱毒的效果D.花器官培养脱毒原理:通过植物各
种器官成组织诱导产生愈伤组织,然后再从愈伤组织诱导芽和根形成完整植株,可以获得脱毒苗E.珠心胚培养脱毒原理:由于珠心细胞与维管束系
统无直接联系,而病毒通常是通过维管束的韧皮组织传递的,因此,珠心组织往往是不带病毒的27.脱毒苗的检测方法有哪些脱毒效果的检测A
.生物学检毒B.血清学检测C.分子生物学检测脱毒苗农艺性状的坚定无病毒原种的保存和应用28.无病毒苗的生产及保存期方法A.从现
有的栽培种植中筛选无病毒的单株B.通过物理或化学的方法将植物体内有害病毒及类似病毒去除而获得无病毒植株29.商品化组织苗生产的成本
核算包括哪些A.直接生产成本:包括培养基配置药品费、人工工资、水电消耗费以及各种易耗品(如消毒剂、刀具、纸张、玻璃器皿等)消耗费等
B.固定资产折旧:组培工厂的固定资产(包括厂房、基本设备等)按年均5%的折旧率计算,那么,每株出瓶组培幼苗将增加成本费0.065元
。C.市场营销和经营管理开支:加上市场调查,经营与管理等各种经费开支,每株组培幼苗的成本将增加0.16-0.18元。30.核算一种
植物生产50万株的成本和利润成本:A.按每年生产50万株组培出瓶幼苗计算,全部生产过程(包括无菌材料培养、继代扩繁培养、诱导生根培
养、试管苗的清洗等)的直接生产成本约151842元,每株费用约0.304元B.按生产50万株试管苗的生产规模,组织工厂的固定资产6
5万元。按每年5%的折旧率计算,折旧金额约为3.25万元,每株出瓶组培幼苗将增加成本费0.065元C.市场调查、经营与管理开支每株
组培幼苗的成本将增加0.16-0.18元。D.生产项目的科研开发经费或技术转让经费,若每年以5万元计算,每株组培幼苗的成本将增加0
.1元以上各项成本费累计计算,每株组培出瓶幼苗的成本约0.304+0.065+0.17+0.1=0.639利润:合格商品苗的成本包
括瓶苗成本和移栽成本,若瓶苗的有效苗率为90%,移栽成活率和移栽后成苗商品合格率均为95%,那么,50万株瓶苗通过移栽所得的合格商
品苗为406125株,每株成本0.87元。若每株定价2.5元出售,年可利润4061252.5元—0.639500000=951
412.5元31.在组培苗工厂化生产中,降低成本,提高经济利润的措施A.提高生产效率加强工人的技术及操作能力培训;按工作性质进
行分工,实行岗位职责制或计件工资制,定额管理。B.加强技术研究,优化生产工艺筛选更优的培养基配方,缩短增值周期;减少污染,降低污
染率;提高栽培成活率与商品苗合格率。C.提高设备设施的利用率及时维护与维修,尽量延长生产设施设备的使用寿命等;对非必须设备,采取
不投资、少投资、或选用替代品;对可以合并的车间进行合并。D.节省能源,降低消耗试管苗培养阶段,充分利用空间,尽量使用自然资源;节
约用水、用电、降低水电消耗;简化生产工艺,降低药品费用等。E.培养珍惜名贵植物和无病毒种苗通过市场调查与分析引进或自行研发名贵珍
惜植物、无病毒优良品种的种苗生产工艺。F.培养专利品种组培苗积极研制和开发具有自主知识产权的专利品种的组培苗生产技术。32、植物
快繁与传统营养繁殖相比的优点?A、繁殖效率高,生长速度快B、培养条件可控性强C、占用空间小D、管理方便,利与自动化控制E、便于种质
交换和保存33、试述植物快繁的全过程及影响因素。包括5个阶段:(1)无菌培养的建立(2)初代培养(3)继代培养和快速繁殖(4
)诱导生根(5)驯化移栽影响因素:植物种类,外植体的生理状态,外植体消毒时受毒害的程度,培养基配方以及激素配比。34、植物离体繁
殖商业化生产中应注意哪些问题?培养物污染褐化玻璃化性状变异35、试管苗在移栽之前为什么要练苗?由体细胞发育的试管苗十分娇嫩,如果
从培养容器内直接移栽到田间,就会因环境不适而死亡,因此移栽前炼苗是必要的环节。36、简述提高试管苗成活率的途径?做法是先将培养容器
从培养室内转移到自然温度下的房间内,解开捆扎培养容器的绳子而不要去掉盖子,在较弱的自然光下培养5d左右,经过驯化以后的试管苗变得比
较健壮,适应自然环境能力增强。此时再从培养瓶内仔细地取出体细胞胚苗,用水和毛刷除去附在根上的培养基,栽植到温室内的生长基质中,保持
室温和高温的环境。大约经过一个月的时间,小苗就长出新根、新叶、新芽,完全适应了自然环境,即可移栽到大田。37、了解植物脱毒的意义在自然条件下,病毒一旦侵入植物体就很难根除。国内外的系统研究和生产实践证明,培育和栽培无病毒种苗是防治作物病毒病的根本措施。同时,栽培无病毒种苗不仅会增强作物的适应能力和抗逆能力、提高作物的产量和品质,而且脱毒种苗的应用还能消减生化农药的使用,对生态环境的保护、健康农产品的生产和农业的可持续发展也具有十分重要的意义。38、说明植物茎尖培养脱毒技术原理及其影响因素茎尖培养脱毒的原理是1934年White提出的“植物体内病毒梯度分布学说”。虽然病毒侵入植物体后是全身扩展的,但不同的组织和部位,病毒的分布和浓度有很大差异。一般而言,病毒粒子随着植物组织的成熟而增加,顶端分生组织是不带病毒的。影响因素:(1)培养基.不同培养阶段所需要的植物生长调节剂种类、用量及配比各不相同,需要根据所培养的植物种类或品种类型而做适当调整(2)茎尖大小。脱毒成功概率与茎尖大小直接相关,一方面它关系到茎尖培养能否成活,另一方面而又决定成活的茎尖是否带毒,一般而言,切取的茎尖越小,脱毒率就越高。
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