植物组织与细胞培养

1植物组织与细胞培养：在无菌和人工控制条件下，利用合适的培养基，对植物的器官、组织、细胞或原生质体进行精细操作和培养，使其按照人们的意愿生长、增殖或再生的一门生物技术学科。植物细胞全能性：任何具有完整细胞核的植物细胞，都拥有形成一个完整植珠所必须的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。初代培养：芽、茎段、叶片、花器等外植体从植物体上分离下来的第一次培养的过程。继代培养：初代培养后，将组织转移到新的培养基上进行培养的都称为继代培养。体细胞胚：植物组织培养过程中能够产生与正常合子胚相似的结构，由体细胞发育而成，也称为胚状体。（离体）胚的培养：在无菌条件下将胚从胚珠或种子中分离出来，置于培养基上进行离体培养的方法。外植体：从植物体上分离下来的用于离体培养的材料。驯化现象：植物组织经长期继代培养，要加入生长调节物质，其后加入少量或不加入生长调节物质就可以生长，这种现象称为“驯化”现象。玻璃化苗：当植物材料不断地进行离体繁殖时，有些试管苗的嫩茎、叶片往往会呈半透明水迹状，这种现象通常称为玻璃化，这种出现玻璃化现象的试管苗成为玻璃化苗。愈伤组织：通常是指植物受到机械、动物或微生物等伤害后，创伤部位细胞脱分化而不断增殖形成的松散排列、无特定结构和功能的非器官化组织。脱分化：已分化好的细胞在人工诱导条件下，恢复分生能力，回复到分生组织状态的过程。再分化：脱分化后具有分生能力的细胞再经过与原来相同的分化过程，重新形成各类组织和器官的过程。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包裹在含有养分和保护功能的人工胚乳和人工种皮中所形成的能发芽出苗的颗粒体。褐化现象：褐化是指在接种后，外植体表面开始褐化，释放出褐色物质，有时甚至会使整个培养基褐化的现象。器官培养：以植物器官作为外植体进行离体培养，包括离体的根、茎、叶、花器和果实的培养。原生质体培养：用酶及物理方法除去细胞壁，对所得到的原生质体进行培养的方法。基本培养基：人工配制的仅能满足外植体最基本生长需要的培养基，如MS、MT、White培养基。完全培养基：在基本培养基的基础上添加各种各样的附加物（激素、有机物质等），具备可使其最大限度地生长和繁殖的条件，含有满足各种营养要求的培养基。植物离体微繁：指利用植物组织培养方法对植物的外植物进行离体培养，通过诱导外植体的增殖在短期内获得遗传性一致的大量再生个体的技术。干热灭菌：主要利用高温干燥箱（烘箱），其原理是高温使蛋白质变性从而达到消灭微生物的目的。用法是在150℃下保持2h即可达到灭菌效果。玻璃器皿，金属器械。湿热灭菌：即高压蒸汽灭菌，是最常用的灭菌方法。其原理是通过较强的蒸汽压力及高温使蛋白质变性，从而杀灭微生物。玻璃器皿，器械，无菌水。火焰灼烧灭菌：主要是对接种器械，如镊子、剪刀、解剖刀等进行的灭菌。即先点燃酒精灯，用70%酒精擦试接种器械，等晾干后，蘸上95%酒精在酒精灯上灼烧，反复三次，待冷却后即可使用。后生变异：离体培养形成的小植株在培养时受到的影响，可能会继续影响移植到自然环境中的植株生长，产生一定的变异，这叫做后生变异。试管微茎：是利用植物细胞全能性原理，在离体培养条件下，通过对培养条件及培养基的调整，诱导植物的离体组织或试管苗在容器内形成微型变态茎的植物离体培养技术。无糖微繁：又称光自养微繁，是指在一个相对大的培养空间，采用人工环境控制手段，用CO2替代糖作为碳源，提供植株生长适宜的光、温、水、气、营养等条件，促进植株的光合作用，从而促进植物增殖、生长和发育的技术。植物离体授粉：指在离体条件下对雌蕊的柱头、带胎座的胚珠和单个胚珠进行人工授粉和完成受精并形成种子过程；离体受精：指游离的植物精细胞和卵细胞融合形成合子，进一步培养使其形成完整植株的技术；离体授粉、受精也叫植物试管受精。植物花药培养：是指在离体条件下，对植物花药组织进行培养，通过诱导花药中小孢子的雄核发育，产生植物单倍体，进而通过染色体加倍产生加倍单倍体（DH）的技术。植物花粉培养：也叫小孢子培养，是指在离体培养条件下，对植物游离花粉细胞进行培养，通过诱导花粉细胞（小孢子）的雄核发育产生单倍体，进一步获得加倍单倍体的技术。小孢子培养是对花粉细胞进行的培养，因此，从培养类型上讲，属于细胞培养的范畴。花粉培养：是指把植物花粉从花药中分离出来，以单个花粉粒作为外植体进行离体培养的技术。一次成苗（一步成苗或直接成苗）：是指离体培养的花药组织的花粉细胞在一种培养基上同时完成脱分化和再分化过程，直接分化出完整植株的培养方法。雄核发育或花粉的胚胎发生：在离体条件下，培养花药中的小孢子常常不按正常的配子体途径发育，而是经过去分化转向孢子体途径发育，最后形成完整的植株即孢子体。植物细胞悬浮培养：是指将植物的细胞和细胞小聚体悬浮在液体培养基中进行培养，使之在体外繁殖、生长、发育，并在培养过程中能保持很好的分散性的技术。最低有效密度：在悬浮细胞培养中，使悬浮培养细胞能够增殖的最少接种量。植物单细胞培养：是指从植物器官、愈伤组织或悬浮细胞培养液中游离出单个细胞，于无菌条件下，进行体外培养，使其繁殖、生长、发育的一门技术。单倍体：是指具有配子染色体数的生物个体或组织。原生质体融合也称体细胞杂交是指把两种不同基因型个体或不同种、属、科生物细胞的原生质体分别分离出来，再用一定的技术融合成一个新的杂种细胞，乃至发育成杂种植株的过程。对称融合：是原生质体融合的主要形式，所谓对称融合是指融合的两亲本原生质体都有完整的细胞核和细胞质，能够产生细胞核和细胞质重组杂种的技术。非对称融合：指利用物理或化学方法使某亲本细胞的核或质失活后再进行融合。诱发融合：不同来源植物原生质体的融合，一般需要添加一些“促融剂”或者创造一些促融条件诱导融合，利用“促融剂”或者促融条件诱导植物原生质体的融合。种质：是指生物亲代通过生殖细胞或体细胞传递给子代的遗传物质。种质资源或遗传资源：是指具有种质并能繁殖的生物体。植物种质资源保存：是利用天然或人工创造的适宜环境，使个体中所含的遗传物质保持其遗传完整性，有高的生活力，能通过繁殖将其遗传特性传递下去。植物遗传转化：是指利用重组DNA技术，将外源基因导入植物细胞，外源基因与受体植物染色体整合并稳定遗传和表达的过程或技术。植物胚乳组织培养：是指分离被子植物的胚乳组织进行离体培养，使其经过脱分化和再分化形成植株的过程。合子培养：是指对离体受精合子或分离的自然受精合子的离体培养，并使其进一步发育成植株的过程。雌核发育：通过雌配子体的离体培养，可以诱导胚囊细胞发育成单倍体胚。把这种通过未授粉胚珠或子房的离体培养进行单倍体胚胎发育的过程。无病毒苗：是指不含该植物主要的危害病毒，即经检测主要病毒在植物体内的存在表现为阴性反应的苗木。离体根培养：指从植物体上分离出根系，在离体条件下进行培养使其进一步生长、发育的技术。茎尖培养：是指从十到几十微米的茎尖分生组织至几十毫米的茎尖或更大的芽的离体培养。器官发生：指植物根、茎、叶、花、果等器官的分化与形成。组培三大障碍：褐变玻璃化菌类污染。胚珠和子房离体培养就是分离植物的胚珠或子房进行离体培养的技术。依据培养的目的和方式不同可分为未授粉胚珠和子房培养及授粉后胚珠和子房培养。花粉看护培养：花粉粒悬浮液滴在正在培养的裂开的花药上面的无菌滤纸上。胚的看护培养：发育不全的杂种胚埋在从正常发育的胚珠中取出的胚乳内。吸取量（mL）=(培养基中物质浓度mg/l/母液浓度mg/l)×培养基体积。紫外线消毒原理：紫外线能使dna发生变化，引起微生物遗传结构的变异，达到杀死微生物的目的。White培养基：无机盐浓度低，适宜于生根培养。MS培养基：无机盐浓度较高，为较稳定的离子平衡溶液，其养分的数量和比例较合适，可满足植物细胞的营养和生理需要，它的硝酸盐（钾、铵）的含量较其它培养基的为高，广泛用于植物的器官、花药、细胞和原生质体培养，效果良好。LS和RM培养基是由它演变而来的。B5培养基：含较低的铵，这个成分可能对不少培养物的生长有抑制作用。N6培养基：成分比较简单，且KNO3和（NH4）2SO4含量高，根据无机盐含量分类培养基的种类（四大类）：含盐量高的培养基，如MS、LS、BL、ER2、硝酸钾含量高的基本培养基，如B5、2N6、SH3、无机盐含量中等的培养基，如H培养基和Nitsch基本培养基4、基本培养基含盐量比较低，如White、WS和HE基本培养基。器官发生途径？①先形成芽：在芽形成的茎基部长根，形成小植株②先形成根：对大多数植物来说，很难再形成芽，但对一些植物组培，也可先形成根，再在根上长芽③在愈伤组织的不同部位分别形成芽和根，二者结合起来形成一株植株。体细胞胚发生方式：①直接途径：不经过愈伤组织阶段，从外植体直接产生体细胞胚②间接方式：外植体首先诱导产生愈伤组织，再在愈伤组织上产生体细胞胚。培养基的制备步骤：1.母液的制备与保存2.移液与定容3.调pH培养基定容后应立即进行pH调整，培养基偏酸时用1molNaOH来调节，偏碱用1molHCl（盐酸）来调节。4.分装、包扎pH调好后将培养基及时分装于培养容器中5.灭菌湿热灭菌，灭菌后及时取出放平，待冷却后再接种。为什么愈伤组织要继代？愈伤组织在诱导培养基上生长一段时间（大约4周）后，由于诱导培养基中营养物质的逐渐减少，水分的散失，培养物分泌产物在培养基中积累等因素，导致愈伤组织生长减缓或停止生长，愈伤组织内部开始细胞分化，这样就很难保持一个旺盛分裂的、均一的愈伤组织群体，甚至老化、变黑死亡。因此要及时将愈伤组织转移到新鲜培养基上进行继代培养，使其长期处于旺盛的生长状态，以供以后的研究使用。植物组织培养的定义、特点（1）定义：把无菌操作分离植物体的一部分，接种到培养基上，在人工控制的条件下（包括营养、激素、温度、光照、湿度）进行培养，使其产生完整植株的过程。（2）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。再分化分为四个水平，分别是什么？（1）细胞水平的分化（2）组织水平的再分化（3）器官水平的再分化（4）植株水平的分化。植物组织培养实验室的组成、无菌操作室、超净工作台种类及使用注意事项、化学实验室包括那些实验室？培养室定义及要求实验室的组成（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：材料接种，内置超净工作台或接种箱。外设缓冲间,放置拖鞋、工作服、工作帽（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。常用灭菌方法及其适用范围、培养基的灭菌方法及注意事项灭菌：是指用物理或化学的方法，杀死物体表面和孔隙内的一切微生物或生物体，即把所有生命的物质全部杀死。常用的灭菌方法可分为物理的和化学的两类（1）物理方法：湿热灭菌(高压蒸汽灭菌)、灼烧灭菌、干热灭菌、过滤灭菌、射线处理。（2）化学方法：熏蒸灭菌、喷雾灭菌。培养基的大量元素、微量元素分别是什么，铁盐有什么特点，怎么配制，碳源主要是哪些，使用浓度；维生素有哪些；什么是肌醇，作用是什么；主要添加什么氨基酸；天然复合物有哪些？大量元素（培养基中需求量＞0.5mmol/L）包括：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S微量元素（培养基中需求量＜0.5mmol/L）包括：Fe、Zn、B、Mn、Cu、Co、Mo、Cl铁盐：铁是一些酶（氧化酶、细胞色素氧化酶、过氧化氢酶等）的重要组分、叶绿素形成的必要条件，培养基中的铁对胚的形成、芽的分化和幼苗转绿有促进作用，但由于Fe的特殊性质，即很不稳定、易沉淀，需要在酸性条件下才能比较稳定，故在培养基配制时常常把Fe盐单独配制，且以螯合物的形式存在。碳源：选用种类蔗糖（或葡萄糖、果糖）等，蔗糖浓度：2－3%，胚培养为4－15%。肌醇：促进糖类物质的相互转化和活性物质作用的发挥、促进愈伤组织生长以及胚状体和芽的形成、对组织细胞繁殖、分化的促进作用、使用浓度100mg/L、用量过多则促褐变。体细胞胚可以从六种培养物中产生：（1）由外