北京林业大学植物组织培养思考题答案

思考题11.外植体：由活体（ivivo)植物体上提取下来的，接种在人工培养基上的无菌细胞、组织、器官等。2.组织培养：将离体(invitro)的植物器官、组织、或细胞,在无菌条件下,利用人工培养基培养、生长、发育再生出完整植株的过程。3.培养基：能满足植物细胞生存、增殖、再生所需要的营养物质。主要包括大量/微量无机元素、维生素、氨基酸、糖类、植物生长调节物质（如激素）、固化物、水等4.愈伤组织：在人工培养的外植体上形成的一团无序生长状态的薄壁细胞5.细胞全能性：植物细胞具有该植物体全部的遗传信息，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，具有发育成完整植物体的潜在能力。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，从理论上讲，都有发育成为完整个体的可能性。6.分化细胞：具有特定的形态、结构、功能的细胞7.脱分化：将已分化的、已停止分裂的组织细胞从植物体的抑制性影响下解脱出来，恢复细胞的分裂、分化活性8.人工种子：植物组织培养产生与正常合子胚相似的胚状体(embryoid)，将胚状体包裹在含有养分和具有保护功能的包膜中，并在适宜条件下能够发芽出苗，称为植物人工种子(plantartificialseeds)9.灭菌：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10.无菌操作：通过严格灭菌的操作空间(接种室、超净台、等)和使用的器皿，以及操作者的衣着和手都不带任何活着的微生物，称为无菌操作11.消毒：指杀死、消除或充分抑制部分微生物，使之不再发生危害作用。显然经过消毒，许多细菌芽孢、霉菌的厚垣孢子等不会完全杀死，即由于在消毒后的环境里和物品上还有活着的微生物。12.接种：表面灭菌处理后的植物材料，经切割分离出器官、组织、细胞，再经无菌操作转接到无菌培养基上的过程，称接种13.褐变：在培养过程中，外植体表面颜色逐渐变褐，进而整个培养基褐变的现象。14.玻璃化现象：在长期的离体培养过程中，试管苗生长异常，表现为试管苗叶、嫩梢呈水晶透明或半透时，水浸状；整株矮小肿胀、失绿；叶片皱缩成纵向卷曲、脆弱易碎；叶表缺少角质层蜡质，没有功能性气孔，不具有栅栏组织，仅有海绵组织15.初代培养：接种某种外植体后，最初的几代培养。16.继代培养：继初代培养之后，营养物质枯竭，水分散失，代谢产物的积累，必须转移外植体到新鲜培养基上培养。17.定芽：在高等植物正常的个体发育中，一般从茎尖或叶腋等一定位置生出芽，如顶芽、腋芽、副芽等，称为定芽18.不定芽：从叶、根、或茎节间等通常不形成芽的部位生出的芽，称为不定芽19.胚状体:由愈伤组织类似薄壁组织细胞不经有性过程而直接产生类似胚的结构，称为胚状体.20.驯化：通过减肥、增光、降温、控水等措施，提高试管苗对外界环境条件的适应性，提高光合作用的能力，提高试管苗的移栽成活率。21.指示植物：有些植物对病毒极为敏感，感染后会在其叶片乃至全株上表现特殊的病斑22.脱毒苗：指经过茎尖嫁接或热处理茎尖嫁接后,再采用科学的方法鉴定确诊已不带上述病毒或类似病毒的苗木为母本,然后采用无病毒繁殖程序培育出来的苗木思考题21.植物组织培养特点①培养条件可以人为控制，成活率高组织培养采用的植物材料在人为提供的培养基质和小气候环境条件下进行生长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，条件均一，对植物生长极为有利，便于稳定地进行周期性培养生产。②生长周期短，繁殖率高根据不同植物不同部位的不同要求提供不同的培养条件，因此生长较快，20-30d即为一个周期。植物材料按几何级数繁殖生产植物组织培养需要一定设备及能源消耗，但总体来说成本低廉，能及时提供规格一致的优质种苗或脱病毒种苗。③管理方便，利于工厂化生产和自动化控制植物组织培养通过人为提供一定生长条件，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，是未来农业工厂化育苗的发展方向。与盆栽、田间栽培等相比省去了中耕、除草、浇水施肥、防治病虫害等一系列繁杂劳动，大大节省人力、物力及田间种植所需要的土地。2.不同细胞潜在全能性（或再生成新个体的能力）的差异（1）受精卵的全能性最高（2）体细胞的全能性比分化细胞的高（3）分生组织细胞的全能性比分化细胞的高（4）植物细胞的全能性高于动物细胞3.植物组织培养在生产上的应用（1）快速繁殖短期内获得大量遗传性一致的植株。已成为优良品种种苗生产的主要技术之一从优良母株上去下一小块组织，一年可以繁殖几万到几百万个植株。在花卉育种过程中，不断的杂交、选种扩展了花卉的花形与颜色，但也造成了花卉基因类型的高度异质化，子代不易有均一表现。组培苗是在母株器官、组织或细胞的基础上发展起来的，可以保持母株的全部特性目前，用组织培养进行工厂化育苗已广泛用于生产专家们预测，到二十一世纪中期，果树、经济林木、名贵花卉、药材等苗木将主要通过组织培养来繁殖。（2）种苗脱毒应用营养繁殖(块茎、扦插等）的植物，其病毒病危害相当严重。---病毒通过营养体及其刀具、土壤传递，大大加速了病毒病的传播和积累。据统计，观赏植物的病毒已多达100多种。---花少且小、花朵畸形，变色，大大影响观赏价值，严重者甚至导致品种的灭绝。植物组织培养脱毒的原理：茎尖分生组织不带毒或带毒少。---感病植株体内的病毒分布不均匀，其数量随植株部位和年龄而异，越靠近茎尖顶端的区域，病毒的浓度也越低。---分生区域无维管束，病毒只能通过胞间连丝传递，其传递速度低于细胞分裂和生长的速度。通过组织培养可以有效地培育出大量的无病毒种苗。已取得成功的有草莓、马铃薯、香蕉、生姜等。（3）新品种培育①植物细胞或原生质体经愈伤组织诱导再生植株的过程中，可能伴随着广泛的变异，又称为体细胞无性系变异。植物体细胞无性系变异是遗传变异的重要来源之一，具有变异广泛、后代较稳定、基本保持原品种特性等优点。②细胞在离体培养过程中会产生广泛的无性系变异，通过协迫培养，可以获得具有相应耐性的愈伤组织，诱导再生获得耐性植株。---采用组织培养诱变和筛选具抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白等优良性状的品种。---中国林科院用逐步加大培养基中盐的浓度，直接获得耐盐的杨树株系。③远缘杂交种后代的获得：百合、鸢尾等许多花卉虽然可以进行远缘杂交，但是由于生理代谢等方面的原因，常使杂种胚早期败育，因而得不到杂种植物。而通过胚培养，可使其顺利生长，得到远缘杂种。---辽宁果树研究所利用这种方法获得苹果与梨的杂交种。④物理、化学诱变处理获得人工突变体秋水仙素诱导多倍体---以四季桔种子为外植体,秋水仙素诱导多倍体变异植株，叶片变大,茎变粗,气孔明显增大，气孔密度降低.---花卉茎秋水仙素处理，新品种植株粗壮、叶大、花器官增大、花色更娇艳，如百合、萱草、金鱼草、马蹄莲、报春花⑤转基因植物基因工程体系中，基因转导后必须通过组织培养途径才能实现植株再生。基因工程包括互相衔接的三个部分：---目的基因的分离、体外重组；---将外源基因引入受体细胞并使其转化和植株再生；---鉴定转基因植物表型（4）种植资源保存---有性繁殖会造成不同程度的基因重组和变异，如红色可能变异成粉红色等；组织培养可保持原母本的一切遗传特性，防止种质资源的退化。---频危品种：增加频危品种的数目（熊猫）---无性繁殖的植物无法通过种子繁殖和长期保存，其种质资源只能靠田间种植保存，耗费人力物力，且资源易受人为因素和环境因素影响。用组培方法，可大大节省人力、物力，延长保存期。---人工种子：植物组织培养产生与正常合子胚相似的胚状体(embryoid)，将胚状体包裹在含有养分和具有保护功能的包膜中，并在适宜条件下能够发芽出苗，称为植物人工种子(plantartificialseeds)1977年，Murashige第一次提出人工种子构想。把胚状体包埋在胶囊内形成球状结构，使其具有种子的机能并可直接播种于田间（5）次生代谢产物具有某种合成特殊物质能力的植物细胞，通过组织培养获得生物制品。---已在400多种药用植物中建立了组织和细胞培养物，从中分离出600多种代谢产物，包括利用细胞培养物中获得的有用物质制成的药品、营养品、饮料、香烟、化妆品等商品已投放市场红豆杉：紫杉醇，抗癌首选药物，每升细胞培养物中紫杉醇的产量可达0.25mg。鸭脚树种子：利血平，降血压，愈伤组织。人参根：人参皂苷，保健品利用组培技术获得次生代谢产物的特点：1）次生代谢产物是在完全人工控制的条件下生产的，不受地区和季节限制，节约土地，便于工业化生产。2）通过选择优良品系和改变培养条件，可得到超越原植物产量的代谢物---高效率。---对新疆紫草进行细胞培养，获得了比原植株含量高6倍的紫草素。3）对有效成分的合成路线进行遗传操作，大规模生产我们所需的有效次生代谢产物。---对毛花洋地黄品系进行组织培养，在培养液中加入生物合成途径的中间化合物毛地黄毒素和一甲基毛地黄毒素，能使毛地黄毒苷或其6－甲基衍生物在C－12位置羟基化而转化成更有医药价值的强心剂地高辛或6－甲基地高辛，转化速率几乎100％。4.植物组织培养脱毒的原理和意义植物组织培养脱毒的原理：茎尖分生组织不带毒或带毒少。---感病植株体内的病毒分布不均匀，其数量随植株部位和年龄而异，越靠近茎尖顶端的区域，病毒的浓度也越低。---分生区域无维管束，病毒只能通过胞间连丝传递，其传递速度低于细胞分裂和生长的速度。无病毒苗培育的意义用组织培养方法生产无毒苗，是一个积极有效的途径，排除了使用药剂，减少污染、防止公害、保护环境。无病毒苗可以表现出明显的优良效果。---草莓可增产20%—50%，植株结果多，单果重增加，上等果比例提高。---菊花切花品种的脱毒株，表现出株高增加，切花数增多，花朵大，切花较重等特点。---日本用柑桔茎尖微嫁接繁殖无病毒柑桔营养系；美国用组织培养法，使苹果无病毒苗已工厂化育苗。5.植物组织培养中需要的环境条件如温度、光照、湿度等（我猜这个考填空）在植物组织培养中温度、光照、湿度等各种环境条件，培养基组成、pH值、渗透压等各种化学条件都会影响组织培养育苗的生长和发育。温度(temperature)温度不仅影响植物组织培养育苗的生长速度，也影响其分化增殖以及器官建成等发育进程。如烟草芽的形成以28℃最好，在20℃以下，33℃以上形成率皆最低。大多数植物组织培养在23～27℃之间进行，一般采用25±2℃。低于15℃植物组织生长停止，高于35℃对植物生长不利。---不同植物培养的适温不同，百合的最适温度是20℃、月季足25-27℃、番茄是28℃。---桃胚在2-5℃条件进行一定时间的低温处理，有利于提高胚培养成活率。用35℃处理草莓的茎尖分生组织3-5d，可得到无病毒苗。光照(light)主要涉及光强、光质、以及光照时间方面1．光照强度(lightintensity)光照强度对培养细胞的增殖和器官的分化有重要影响，特别对外植体细胞的最初分裂有明显的影响。光照强度强，幼苗生长粗壮；而光照强度较弱，幼苗容易徒长。2．光质(lightwave)光质对愈伤组织诱导、培养组织的增殖以及器官的分化都有明显的影响。---百合珠芽在红光下培养2周后，分化出愈伤组织。但在蓝光下培养几周后，才出现愈伤组织，---唐菖蒲子球块接种15d后，在蓝光下培养首先出现芽，形成的幼苗生长旺盛，而白光下幼苗纤细3．光周期(lightperiod)试管苗培养时要选用一定的光暗周期，最常用的周期是16h的光照，8h的黑暗。---对短日照敏感品种的器官组织，在短日照下易分化，而在长日照下产生愈伤组织，如红花、乌饭树。湿度(humidity)---容器内湿度主要受培养基水分含量和封口材料的影响。在冬季应适当减少琼脂用量，培养基干硬不利于外植体接触或插进培养基，导致生长发育受阻。封口材料直接影响容器内湿度情况，封闭性较高的封口材料易引起透气性受阻，会导致植物生长发育受影响。---环境的相对湿度湿度过低会使培养基丧失大量水分，导致培养基各种成分浓度的改变和渗透压的升高，影响组织培养的正常进行。湿度过高时，易引起棉塞长霉，造成污染一般要求