植物离体繁殖.ppt
22 第七章 植物离体繁殖,植物离体繁殖:,利用组织培养技术对外植体进行离体培养,短期内获得遗传性一致的大量再生植株。也叫快繁或微繁(propagation in vitro. Micropropagation)。 和传统方法突出特点: 1、繁殖效率高:增值率高,生长速度快,可周年生产,在一个短暂的时间,由单一个体开始,能产生出大量的遗传组成相同的植株。 2、培养条件可控性强:人为提供培养基及小气候,便于对环境进行控制,省去田间栽培繁杂劳动。 3、便于管理、占地面积小:30m2可存放1万多培养瓶,约10万多苗木。 4、利于种质资源的保存及交换。,快速繁殖的应用,(1)短期内获得大量形状优良、整齐一致的种苗群体。加快 引进新种、新育良种的繁殖,促进优良品种推广和应用。 (2)大量繁育原来常规方法不能进行无性繁殖、难繁殖和繁 殖速度慢的一些植物,尤其对一些珍、稀、濒危的植物 的繁殖有更重要的意义。 (3)作为培育新品种的有效手段,繁殖和保存育种材料。如 远缘杂种、多倍体、突变体。 (4)通过茎尖培养等技术脱毒,扩增脱毒苗,达到提纯复壮 良种的目的。,第一节 植物快繁的器官形成方式,由于植物种类不同,器官再生及快速繁殖的方式也不同。 1、短枝发生型:外植体为带叶单芽茎段, 培养为完整植株。特点:一次成苗, 培养过程简单,容易移栽成活,遗传 形状稳定,如葡萄、红薯等试管苗繁殖。 2、器官型(Organ type):外植体带有 顶芽或腋芽。培养后形成丛生芽,转 入生根培养基,诱导生根成苗,扩大 繁殖。特点:由单芽到丛芽,繁殖速 度快,遗传形状稳定,多数花卉、苗木 的快繁属于次类。,3、器官发生型(Organogenesis): 直接由外植体上或从愈伤组织产生 不定芽,经过脱分化与再分化成苗。 特点:繁殖速度快,有由愈伤组织 再生植株,遗传不稳定。烟草、水 稻、小麦、番茄等。 4、胚胎发生型(Embryogenesis): 外植体脱分化产生愈伤组织或细胞团, 再分化为胚状体产生小植株。一般胚 状体发生经过:球形期、心形期、鱼 雷期、子叶期。特点:发生数量大, 速度快,结构完整,人工种子繁殖,遗传变异。,5、原球茎发生型(Protocorm):兰科。 茎尖或腋芽外植体通过形成原球茎, 而发育为完整植株。,唐菖蒲,第二节 植物快繁的程序和关键技术,离体无性繁殖的程序包括: 1、无菌母株的制备 初代培养: 在无菌条件下,制备无菌繁殖的材料称为无菌母株,或繁殖母株(stock plant)。培养基激素配比,取材的年龄、大小和生理状态。初代培养的启动生长方式:腋芽被刺激后生长;茎段、叶片、其它器官伤口处产生不定芽;外植体切口产生愈伤组织。此阶段一般需要4-6周。,茎尖培养,茎段培养,茎尖培养分化,补血草的快速繁殖,2、继代芽的增殖 无菌母株再次切割继代培养,芽分化增殖成丛芽,加快繁殖速度。在快速繁殖过程中,随培养时间和继代次数增加,芽分化和生长速率降低,称为驯化现象,与内源激素和恒定培养条件有关,故可以调节激素配比或变温处理,提高繁殖速度。,3、芽苗生根培养,诱导无根苗生根的方法有两种: 1)试管内生根: 将无菌小枝条转入生根培养基中进行培养。 生根培养基中的营养元素含量往往降低、需要适当提高生长素类物质(NAA,IBA)的浓度,降低细胞分裂素的浓度。降低无机盐和有机物含量,如一般1/2MS或1/4MS培养基。 2)试管外生根: 有些植物可以将离体条件下形成的枝条, 在基部切口处用生根粉或与滑石粉混合的 IBA涂抹,然后种植到温室或田间中。 这样的方法可大大降低成本。,4、再生植株的锻炼和移栽,A、移栽前后培养条件发生改变: 试管苗:恒温、高湿、弱光、无菌、充足的营养。 自然条件下,变温、低湿、强光、有菌、缺乏营养。 B、移栽后植株死亡的原因: 1)根系结构不完善:不生根(木本植物)、根与芽的输导组织不相通(愈伤组织)、再生根的吸收功能差。 2)叶部结构不完善:缺少角质层或蜡质层,保水性差;缺乏叶表皮毛,保湿、反光性差;气孔开度过大,关闭能力差;叶片中栅栏组织发育不完善,光合能力低。,C、克服这些因素的方法: 要在培养瓶中培育壮苗、开瓶后要练苗。 壮苗的措施: 培养基中加入适宜的生长延缓剂(多效唑、矮壮素、B9等)。 练苗的措施: 1)日光锻炼:恢复、提高叶片的光合作用的能力,使小苗由 异养向自养过渡。 2)湿度锻炼:移栽前,开瓶练苗,使小苗逐步适应周围的湿 度条件。,D、移栽过程要注意的一些问题 将小苗根系周围的培养基冲洗干净,以避免有害微生物的污染。 筛选适宜的移栽基质:砂、蛭石、腐叶土和土壤配置使用也可以单独使用。以保持良好的排水性与通气性。 选择使用营养钵、苗床或塑料薄膜以及遮阳网,以调控光、温、湿度等。 当移栽后的小苗能开始生长,说明已经能够在正常的环境下生长。,营养钵移栽,第三节 植物快繁过程中的关键问题,一、污染: 原因:培养基器具灭菌不彻底, 操作的人为带入,环境不清洁。 控制: 二、遗传稳定性: 基因型:变异频率不同; 继代次数:随着继代次数增加,变异系数增加。 器官发生方式:以茎段、不定芽的方式繁殖不宜变异,而通过愈伤组织、生殖器官的培养易发生变异。 控制:减少培养基中容易诱导变异的物质、定期清除不正常 的组培苗。,三、玻璃化:,玻璃化苗: 是由于试管苗发生生理失调,而形成的发育不正常的组培苗。常常表现为叶片皱缩、易碎、嫩叶呈水浸透明状。移栽后常死亡。 原因: 培养基中琼脂与蔗糖的浓度低; 细胞分裂素与生长素比例失调; 培养基中含氮量高; 培养温度高; 光照不足。,防止措施: 加入琼脂提高培养基硬度; 提高蔗糖含量,降低培养基的渗透压; 减少含氮成分; 降低温度或变温处理、提高光照。 添加抗玻璃化的化学物质:活性炭、聚乙烯醇、多效唑、青霉素等。,表9-1 组织培养中不同植物玻璃化的原因与对策,四、褐化,是指培养材料向培养基中释放褐色物质,使培养基和培养材料逐渐变褐而死亡的现象。 本质: 酚类物质在多酚氧化酶的作用下,氧化形成褐色的醌类物 质,导致植株中蛋白质变性、酶失活。 原因: 植物的品种与种类; 外植体的生长发育时期; 外植体的切口; 培养温度;培养时间: 培养基中成分:无机盐高、细胞分裂素高。,防止措施: 外植体的选择: 培养基中激素的调整; 培养基中添加抗氧化剂等。抗坏血酸、柠檬酸、活性炭等。 培养温度降低、光照减少; 缩短继代培养时间。,五、黄化,是指试管苗整株失绿、叶片全部或部分发生黄化现象。 原因: 培养基成分:含铁量少、或矿质营养不平衡、激素配比失衡、糖分不足。 培养条件:通气差、光温及酸碱度不适、抗生素的使用。 控制:调节培养基成分,调节温度,实例:毛白杨的快速繁殖 (Populus tomentosa var.),用休眠芽茎尖培养。 取当年形成的直径约0.5的枝条,切成1.52.0带休眠芽茎段,用70%酒精消毒30S,5%次氯酸钠消毒78min,无菌水冲洗,于超净台上剥取茎尖,将有23片幼叶的茎尖接种到培养基上。 最适培养基为MS基本培养基。 BA 0.5/L+NAA 0.02/L,赖氨酸100/L,2%蔗糖,PH5.8,温度2527培养。连续光照,光强1000Lx以上,23月后,部分茎尖分化出嫩枝。,诱导生根。 将茎尖长出的嫩枝,从基部切下,转移到配制的生根培养基上, MS+IBA 0.25/L,VB1提高到100/L,蔗糖1.5%,约有10%的嫩枝可生根。 通过反复切段繁殖,可获得大量的植株。 试管苗的移栽。 当根长1.5时,从培养容器取出,洗净残留在植物上的琼脂,移到温室内,装有蛭石的苗床上,或细沙的化盆中,如盖塑料膜。以保持温度,每天定时掀膜通气,1015天后可去掉塑料膜,待植株长出12片新叶,再移到草木灰和沙土(3:1)土壤中,其成活率90%以上,春季移栽时,当年幼苗可长2m以上。,