植物组织培养在农业中的应用-毕业论文

第一篇：植物组织培养在农业中的应用-毕业论文

植物组织培养在农业中的应用

班级：生科一班 学号：20105071103 姓名：王炯 指导老师：远凌威

摘 要：通过有关植物组织培养方面的文献综述植物组织培养在农业上离体无性系的快速繁殖、培养无病毒种苗、新品种的选育和人工种子和种质的保存方面的应用，并对应用的前景作简单的展望。关键词：植物组织培养 农业

植物组织培养（tissue culture）是二十世纪初兴起的一项高新生物技术，至今已经有一百多年的历史，如今已成为了生物领域里面十分活跃的技术。植物组织培养开始走上工厂化和商业化始于20世纪六十年代，得利于花粉小孢子培养和原生质体培养的成功［1］。和植物组织培养的历史相比，中国的在这方面的研究起步算是比较早的，在二十世纪四十年代在这方面就有所研究，但是大范围的发展起来还是始于二十世纪七十年代的花药培养。植物组织培养概述

植物组织培养，是指在人工控制的条件下，将植物体的任何一部分，或器官、或组织，或细胞，进行离体培养，使之发育形成完整的植物体。所谓人工控制的条件，即营养条件和环境条件；植物体的任伺一部分是指根、茎、叶、花、果以及它们的组织切片和细胞［2］。它的优越性在于：可以在不受其他部分干扰的情况下研究被培养部分的生长和分化规律。特点是：取材少，培养材料经济；人为控制培养条件，不受自然条件影响；生长周期短，繁殖率高；管理方便，利于自动化控制［3］。

植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性（totipotency）。一个生活的植物细胞，只要有完整的膜系统和细胞核，它就会有一整套发育成一个完整植株的遗传基础，在一个适当的条件下可以通过分裂、分化再生成完整植株，这就是所谓的细胞全能性［4］。

植物组织培养的基本方法［5］是材料选择、培养基配置、接种与培养和最后的小苗移栽。植物组织培养在农业上的应用

植物组织培养应用十分广泛，特别是和植物密切相关一些领域。农业主要是以植物的栽培种植为主，因此植物组织培养在农业上的应用是其应用中十分重要的一个方面。目前植物组织培养在农业上的应用主要有以下四个方面：离体无性系的快速繁殖、培养无病毒种苗、新品种的选育和人工种子和种质的保存。

2.1 离体无性系的快速繁殖

离体无性系的快速繁殖是组织培养在生产上应用最广泛、最成功的一个方面。无性系繁殖植物的主要特点是繁殖速度快，通常一年内可以繁殖数以万计的种苗，特别对于名贵品种、稀优种质、优良单株或新育成的品种的繁殖推广具有重要的意义。

离体繁殖良种种苗最早在兰花工业上获得成功。兰花成熟的种子中大多数的胚不能成活，种子不能发芽，通过球茎组织培养，使兰花的繁殖系数大为提高，从而形成了20世纪60年代风靡全球的“兰花工业”。甘蔗繁殖用种量大，1hm2地需要7.5-15t的种蔗。采用茎尖、嫩叶组织培养繁殖种苗，节省了大量的种蔗，加速了优良品种的推广。其他如牡丹、香石竹、唐菖蒲和菊花等难以扦插的名贵品种以及无籽西瓜、草莓、猕猴桃、葡萄、菠萝、樱桃、桉树、杉木等的无性快速繁殖都取得了进展，有力地推动了农业生产。

2.2 培养无病毒种苗

许多植物都遭受到病毒病不同程度的危害。有的种类甚至同时受到数种病毒病的危害，严重地影响了产品的商品价值。对于无性繁殖的作物如绝大部分的果树、部分蔬菜（洋葱、大蒜、石刁柏、菊芋、马铃薯）和花卉（菊花、唐菖蒲、风信子、秋海棠、月季）等，如遭受病毒侵染后，代代相传，则体内可以积累相当高浓度的病毒，影响生长和成活，严重危害生产的发展。而病毒病又不同于真菌和细菌病害，采用杀菌剂和抗生素等化学药剂防止很难凑效。自从Morel(1952)发现采用茎尖培养的方法可以从严重感染病毒的植株得到无病毒苗后，这方面的工作引起了人们的重视。在许多园艺植物上进行培育试验也相继得到成功，从此茎尖培养就成为解决病毒病害的一个重要途径。也可以采用茎尖培养与热处理相结合的方法来提高茎尖培养的脱毒效果。对于一些木本果树植物，如果茎尖培养得到的植株难以发根生长，［6］且结果晚，则可采用茎尖微体嫁接的方法来培养无病毒苗。

2.3 人工种子和种质的保存

生命物质的保存，已引起许多科研工作者的兴趣，其中包括原核生物、植物及动物材料的保存，种质保存的目的是为了确保有用的种质能在任何时候都具有生命力。组织培养能安全地保存植物的细胞、愈伤组织或分生组织，且在储藏几年后，仍能稳定地产生再生过程。通过无性系繁殖保存作物已成为迫切要求，尤其对于热带作物。

由于许多植物的组织和细胞培养物在液氮超低温条件下贮藏后，仍然能够保持很高的存活率并能重新再生出植株，保持原来的遗传特性，因此可以利用植物组织

培养技术保存植物种质资源，从而节省了大量的人力和土地资源。如建立茎尖分生组织培养物的超低温保存种质库时, 不仅可以防止种质的遗传变异和退化, 而且可以长期保存无病毒的原种。我国对水稻、小麦、玉米、甘蔗、马铃薯、红豆、草莓、唐菖蒲、三分

三、长春花等植物的茎尖分生组织、愈伤组织、胚状体和幼胚、花粉等材料, 展开了材料特性、预处理、光照、冰冻保护剂、降温冰冻方法对恢复生长的影响以及种质保存后遗传性状分析等研究。植物组织培养在农业上的应用前景

组织培养是分离和诱导产生突变体的有效途径，在作物改良上的作用已随着通过花药培育的新品种的产生而得到证明。其应用于作物改良的优点是：(1)加速杂交后代遗传特性的稳定，使杂种从杂合子迅速达到纯合，从而缩短了育种周期，提高选择效率；(2)诱变处理群体大，诱变率高，筛选方便时间短，可以在人力控制条件下筛选出特定的细胞群体，便于进行遗传分析。

但应用过程中也存在一定的问题：其一，不同基因型材料的花粉植株生产率差异很大，许多组合H2代优良基因型不能完全表达，尤其是籼型材料的花粉植株生产率距离育种的要求还很远。其二，诱变这一领域处于尝试阶段，我们还未建立能有选择地增强所期望的植株变异频率，对于诱变剂量、筛选方法和时机以及白化苗的控制等问题的解决都有待于探明［7］。

植物组织培养快速繁殖能快速繁衍濒危植物，使物种得以保存。快速繁殖的植株能保持母本的生物学特性和遗传性状，并可在短期内种植于田间，是当前植物细胞工程中最有效、应用最广泛的方法之一。

组织保存的方法和技术近年来逐渐增多，但实际应用过程还存在许多空白。因为天然种子保存具有优越性，组织保存必须人工处理才能储存，所以有时种子保存显得简便有利。但在特殊情况下，组织和细胞不能被种子取代时，组织保存法就为其提供了一种新的可能途径。将来建立一个植物组织培养种质储藏所是有可能的。

参考文献：

［1］崔德才，徐培文.植物组织培养与工厂化育苗.第一版.北京：化学工业出版社，2003.5 ［2］吴殿星，胡繁荣.植物组织培养.第一版.上海：上海交通大学出版社，2004.1 ［3］谢丽霞.植物组织培养在农业上的应用.垦殖与稻作[J], 2006,(03)

［4］崔德才，徐培文.植物组织培养与工厂化育苗.第一版.北京：化学工业出版社，2003.8 ［5］王忠.植物生物学.第一版.北京：中国农业出版社，2002.325~328 ［6］夏镇澳.植物组织培养与农业.植物生理学通讯[ J ].1995, 31(1): 62-641 ［7］李松.果蔗脱毒苗快繁栽培技术.南方科技报[M].2006，05，10：B02

第二篇：Lhyona植物组织培养在农业中的应用-毕业论文

生命中，不断地有人离开或进入。于是，看见的，看不见的；记住的，遗忘了。生命中，不断地有得到和失落。于是，看不见的，看见了；遗忘的，记住了。然而，看不见的，是不是就等于不存在？记住的，是不是永远不会消失？

植物组织培养在农业中的应用

乐山师范学院化学与生命科学系2003级生物技术 石红明

［摘 要］：通过有关植物组织培养方面的文献综述植物组织培养在农业上离体无性系的快速繁殖、培养无病毒种苗、新品种的选育和人工种子和种质的保存方面的应用，并对应用的前景作简单的展望。［关键词］：植物组织培养 农业

植物组织培养（tissue culture）是二十世纪初兴起的一项高新生物技术，至今已经有一百多年的历史，如今已成为了生物领域里面十分活跃的技术。植物组织培养开始走上工厂化和商业化始于20世纪六十年代，得利于花粉小孢子培养和原生质体培养的成功［1］。和植物组织培养的历史相比，中国的在这方面的研究起步算是比较早的，在二十世纪四十年代在这方面就有所研究，但是大范围的发展起来还是始于二十世纪七十年代的花药培养。

农业对农作物和经济植物的最终要求是提高产量和改进质量。常规方法是以有性杂交为作为指导进行育种，这种方法局限性很大，而且周期长，效果还不理想。植物组织培养为农业的优化提供了新的途径，如今，植物组织培养已广泛应用于植物育种，在单倍体育种、胚培养、体细胞杂交、细胞突变体筛选、遗传转化等方面均取得了显著成就。植物组织培养概述

植物组织培养，是指在人工控制的条件下，将植物体的任何一部分，或器官、或组织，或细胞，进行离体培养，使之发育形成完整的植物体。所谓人工控制的条件，即营养条件和环境条件；植物体的任伺一部分是指根、茎、叶、花、果以及它们的组织切片和细胞［2］。它的优越性在于：可以在不受其他部分干扰的情况下研究被培养部分的生长和分化规律。特点是：取材少，培养材料经济；人为控制培养条件，不受自然条件影响；生长周期短，繁殖率高；管理方便，利于自动化控制［3］。

植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性（totipotency）。一个生活的植物细胞，只要有完整的膜系统和细胞核，它就会有一整套发育成一个完整植株的遗传基础，在一个适当的条件下可以通过分裂、分化再生成完整植株，这就是所谓的细胞全能性［4］。

植物组织培养的基本方法［5］是材料选择、培养基配置、接种与培养和最后的小

苗移栽。植物组织培养在农业上的应用

植物组织培养应用十分广泛，特别是和植物密切相关一些领域。农业主要是以植物的栽培种植为主，因此植物组织培养在农业上的应用是其应用中十分重要的一个方面。目前植物组织培养在农业上的应用主要有以下四个方面：离体无性系的快速繁殖、培养无病毒种苗、新品种的选育和人工种子和种质的保存。

2.1 离体无性系的快速繁殖

离体无性系的快速繁殖是组织培养在生产上应用最广泛、最成功的一个方面。无性系繁殖植物的主要特点是繁殖速度快，通常一年内可以繁殖数以万计的种苗，特别对于名贵品种、稀优种质、优良单株或新育成的品种的繁殖推广具有重要的意义。

离体繁殖良种种苗最早在兰花工业上获得成功。兰花成熟的种子中大多数的胚不能成活，种子不能发芽，通过球茎组织培养，使兰花的繁殖系数大为提高，从而形成了20世纪60年代风靡全球的“兰花工业”。甘蔗繁殖用种量大，1hm2地需要7.5-15t的种蔗。采用茎尖、嫩叶组织培养繁殖种苗，节省了大量的种蔗，加速了优良品种的推广。其他如牡丹、香石竹、唐菖蒲和菊花等难以扦插的名贵品种以及无籽西瓜、草莓、猕猴桃、葡萄、菠萝、樱桃、桉树、杉木等的无性快速繁殖都取得了进展，有力地推动了农业生产。

目前世界上80%~85%兰花是通过组织培养进行脱毒和快繁的。我国第一个将优质杉木组培苗进行人工造林并取得了良好的经济效益；选用“雷林1号”优良桉树进行商业化生产的桉树组培苗，结合常规营养繁殖方法营造大面积人工林也获得了成功。目前我国为其他国家代加工生产或直接出口的组培苗品种有甘蔗、香蕉、百合、玉簪、大花萱草、唐菖蒲、丝石竹等近30种。另外，植物离体快繁也适合于一些价值较高的F1杂种植株的繁殖。如美国每年种植火炬松F1实生苗20亿株，采用试管繁殖的约占10亿株[6]。

2.2 培养无病毒种苗

许多植物都遭受到病毒病不同程度的危害。有的种类甚至同时受到数种病毒病的危害，严重地影响了产品的商品价值。对于无性繁殖的作物如绝大部分的果树、部分蔬菜（洋葱、大蒜、石刁柏、菊芋、马铃薯）和花卉（菊花、唐菖蒲、风信子、秋海棠、月季）等，如遭受病毒侵染后，代代相传，则体内可以积累相当高浓度的病毒，影响生长和成活，严重危害生产的发展。而病毒病又不同于真菌和细菌病害，采用杀菌剂和抗生素等化学药剂防止很难凑效。自从Morel(1952)发现采用茎尖培养的方法可以从严重感染病毒的植株得到无病毒苗后，这方面的工作引起了人们的重视。在许多园艺植物上进行培育试验也相继得到成功，从此茎尖培养就成为解决病毒病害的一个重要途径。也可以采用茎尖培养与热处理相结合的方法来提高茎尖培养的脱毒效果。对于一些木本果树植物，如果茎尖培养得到的植株难以发根生长，［8］且结果晚，则可采用茎尖微体嫁接的方法来培养无病毒苗。

利用组织培养生产无病毒苗的方法，已在许多果树（柑橘、苹果、草莓、葡萄）、蔬菜（马铃薯、大蒜）、花卉（兰花、菊花、康乃馨、水仙、唐菖蒲）等作物的常规生产上得到应用。目前中国已建成葡萄、苹果、香蕉、马铃薯、甘蔗等作物脱毒快繁生产线多条。

2.3 新品种的选育

1964年，印度的Guha和Maheshwari在毛叶曼陀罗花药培养中，成功地由花粉诱导得到了单倍体植株，从而促进了花药和花粉培养的研究，以后在烟草、水稻、小麦、玉米、番茄、甜椒、草莓、苹果等多种植物上获得成功。利用花药和花粉培养诱导花粉发育成单倍体植株，单倍体植株经过秋水仙素等药剂处理后，染色体加倍可以获得同源二倍体的纯合系，其后代不会分离，可以直接用于选育杂种一代的亲本或性状纯合的常规品种。前者如甜辣椒“海丰12号”的亲本，后者如甜椒“海花3号”。与常规育种方法相比，通过花药花粉培养获得单倍体的单倍体育种方法，可以在短时间内得到作物的纯系，从而加快了育种进程。

我国在利用花药和花粉培养进行单倍体育种方面处于世界先进水平，取得了很大成就。我国科学家设计的N6培养基和马铃薯培养基，不仅在国内得到推广，在国外也被采用。我国利用花药和花粉培养已培育出许多优良品种，仅在“七五”期间，我国通过花药和花粉培养培育出的新品种和新品系就已超过20个。其中著名的如小麦“京花1号”、“京花3号”，水稻“中花8号”、“中花9号”等，其累积推广面积均超过了66.7万hm2（1000万亩）；已审定的品种如水稻中花10号、中花11号累计推广面积约250万亩、南抗2号约15万亩，还有花培

528、赣早籼11号；小麦京花3号推广约100万亩等。在生产上已应用的新品种如花培

28、花

535、花86-5，前两个品种已推广约100万亩以上。新品系有水稻花8504；小麦京单84-1685、中8701、中8606、花

57、花95-

2、花12、851373、852163、86912；烟草单育1号和单育3号等。

近几年来，通过组织培养和有关技术又培育出了很多新品种，这些新品种都有高产、优质、抗病或早熟等优良性状，有的仍在扩大种植和推广中。

2.4 人工种子和种质的保存

生命物质的保存，已引起许多科研工作者的兴趣，其中包括原核生物、植物及动物材料的保存，种质保存的目的是为了确保有用的种质能在任何时候都具有生命力。组织培养能安全地保存植物的细胞、愈伤组织或分生组织，且在储藏几年后，仍能稳定地产生再生过程。通过无性系繁殖保存作物已成为迫切要求，尤其对于热带作物。另外，由于自然和人为的破坏，许多具有或可能具有育种价值的能成为基因库的品系在消失，作物栽培品种、亲本植物品系以及突变种也通常需要保存。种质资源的保存和基因库的建立在育种工作中是十分重要的。

由于许多植物的组织和细胞培养物在液氮超低温条件下贮藏后，仍然能够保持很高的存活率并能重新再生出植株，保持原来的遗传特性，因此可以利用植物组织培养技术保存植物种质资源，从而节省了大量的人力和土地资源。如建立茎尖分生组织培养物的超低温保存种质库时, 不仅可以防止种质的遗传变异和退化, 而且可以长期保存无病毒的原种。我国对水稻、小麦、玉米、甘蔗、马铃薯、红豆、草莓、唐菖蒲、三分

三、长春花等植物的茎尖分生组织、愈伤组织、胚状体和幼胚、花粉等材料, 展开了材料特性、预处理、光照、冰冻保护剂、降温冰冻方法对恢复生长的影响以及种质保存后遗传性状分析等研究。

将植物材料以组培形式保存在容器内运输，开展国家、地区间的种质资源交换和植物商品交流，不仅能够节省时间和空间，降低运输成本，而且能够减少种子和非试管植株材料所携带的有害生物的危险。设在秘鲁首都利马的国际马铃薯中心已对14个国家以组培形式运输，以后，甘蔗、姜、甘薯及多种花卉在国家间也采用了组培形式进行商品交流。植物组织培养在农业上的应用前景

组织培养是分离和诱导产生突变体的有效途径，在作物改良上的作用已随着通过花药培育的新品种的产生而得到证明。其应用于作物改良的优点是：(1)加速杂交后代遗传特性的稳定，使杂种从杂合子迅速达到纯合，从而缩短了育种周期，提高选择效率；(2)诱变处理群体大，诱变率高，筛选方便时间短，可以在人力控制条件下筛选出特定的细胞群体，便于进行遗传分析。

但应用过程中也存在一定的问题：其一，不同基因型材料的花粉植株生产率差异很大，许多组合H2代优良基因型不能完全表达，尤其是籼型材料的花粉植株生产率距离育种的要求还很远。其二，诱变这一领域处于尝试阶段，我们还未建立能有选择地增强所期望的植株变异频率，对于诱变剂量、筛选方法和时机以及白化苗的

控制等问题的解决都有待于探明。

植物组织培养快速繁殖能快速繁衍濒危植物，使物种得以保存。快速繁殖的植株能保持母本的生物学特性和遗传性状，并可在短期内种植于田间，是当前植物细胞工程中最有效、应用最广泛的方法之一。

组织保存的方法和技术近年来逐渐增多，但实际应用过程还存在许多空白。因为天然种子保存具有优越性，组织保存必须人工处理才能储存，所以有时种子保存显得简便有利。但在特殊情况下，组织和细胞不能被种子取代时，组织保存法就为其提供了一种新的可能途径。将来建立一个植物组织培养种质储藏所是有可能的。

［参考文献］：［1］崔德才，徐培文.植物组织培养与工厂化育苗.第一版.北京：化学工业出版社，2003.5

［2］吴殿星，胡繁荣.植物组织培养.第一版.上海：上海交通大学出版社，2004.1 ［3］谢丽霞.植物组织培养在农业上的应用.垦殖与稻作[J], 2006,(03)

［4］崔德才，徐培文.植物组织培养与工厂化育苗.第一版.北京：化学工业出版社，2003.8 ［5］王忠.植物生物学.第一版.北京：中国农业出版社，2002.325~328 ［6］王学利，孙世海，王震星，冯峰.植物组织培养及其在农业上的应用.天津农林科技[J]，2005.(04)：25~27 ［7］夏镇澳.植物组织培养与农业.植物生理学通讯[ J ].1995, 31(1): 62-641 ［8］李松.果蔗脱毒苗快繁栽培技术.南方科技报[M].2006，05，10：B02

Application of Plant Tissue Culture at Agriculture

Shi Hongming [Abstract]:The paper shows that the tissue culture plays an important role in the application of agriculture by analyzing the documents of tissue culture and indicate its outlook of the application.[Key words]: plant tissue culture;agriculture

第三篇：植物组织培养论文

植物组织培养的发展及其应用

刘兆书、王梦瑶、王瑞雄、尹树明、左通通

（石河子大学，生命科学学院，新疆石河子，832000）

摘要:植物组织培养作为一种有效的技术手段已被广泛应用于生产实践的各个领域。本文从植物组织培养技术的发展，总结了植物组织培养的发展历史及发展现状，重点介绍了组织培养技术在育种和脱毒快繁方面的应用，为今后植物组织培养的进一步发展和应用打下基础。

关键词：植物组织培养；发展；快繁；脱毒；育种

德国的植物生理学家Haberlandt提出细胞全能性理论以后，在无数科学家的努力下，植物组织培养经过近百年的发展历程后，该技术日趋完善和成熟，得到了广泛的应用。随着科学技术的不断发展，研究领域的不断拓展与深入，植物组织培养技术的应用也越发的广泛。育种方面的应用非常广泛，已经形成了一门理论和技术；在工厂化育苗方面，产生巨大的经济及社会价值;同时植物组织培养技术的发展也促进设施农业、食品、工业、医药业等领域发展，现就植物组织培养技术的发展和应用作简单总结。

1、植物组织培养的发展

1.1植物组织培养的发展历史

1838-1839年，德国的植物学家T.Schleidon和动物学家T.Schwann提出细胞学说。1902年德国的植物学家Haberlandt提出:高等植物的器官和组织，具有植物细胞全能性。1904年Harming在无机盐和蔗糖溶液中对萝卜和辣根菜的胚进行培养，发现离体胚可以发育成熟，并提前萌发成小苗。1937年White发现了B族维生素，建立了第一个由已知化合物组成的培养基，该培养基被定名为White培养基。同时法国的Gautherer和Nobecourt也发现了B族维生素的重要性，三个人被誉为植物组织培养学科的奠基人。1952年Morel和Martin通过茎尖分生组织的离体培养，从已受病毒侵染的大丽花中首次获得脱毒植株。1953-1954年Muir利用震荡培养和机械方法获得了万寿菊和烟草的单细胞，实施了看护培养，使单细胞培养获得了成功。1957年Skoog和Miller提出生长素和细胞分裂素控制器官形成。1958年英国学者Steward通过体细胞胚胎发生途径获得了人工体细胞胚，这一实验证实了Haberlandt的细胞全能性理论。到20世纪60年代组织培养进入快速发展阶段，在基础理论、实际操作方面不断取得进展，比如在植物体细胞杂交、单倍体育种、种质资源保存、快速育苗、人工种子制造、次生代谢物生产等方面取得了可喜的成果。

1.2植物组织培养发展现状

1.2.1国内的研究发展现状 我国的组织培养与国外相比起步相对较晚，但发展却比较快。20世纪70年代我国掀起了单倍体育种的高潮，在作物育种上取得了一些实用性的成果。据不完全统计，目前我国用花药或花粉育出的植物已超过22科52属160种。目前我国组培已经进入了生产阶段，实现了花卉、果树、蔬菜等100多个品种的工厂化生产。花卉出口年创汇达800多万美元。

1.2.2国外植物组织培养的研究发展现状 国外的组培发展的比较快，20世纪70年代在美国形成了兰花产业。80年代后，以商品为目的的组培苗生产量以20%-30%的速度递增，年产组培苗在10万株以上的植物微繁殖公司约占50%，年产量大于50万株的公司约占25%，整个西欧年产组培苗达2亿多株。

2、工厂化植物快繁及脱毒方面的应用

组织培养技术有几乎不受地理环境和季节的限制、遗传背景一致、生长周期短、成本低等诸多优点。同时，结合茎尖培养方法可以去除植物病毒、使植物复壮、提高质量和产量，所以，离体快繁和植物脱毒是目前植物组织培养应用最广泛的一个方面，尤其在兰花、名贵树种、马铃薯、草毒等无性繁殖为主的植物显的更是尤为重要。据估计，目前全球有关生物技术产业的年交易额约为1 500亿美元，其中50%一60%与农业有关。植物组培苗的贸易额约占总额的10%，即150亿美元，并以每年15%速度递增。

在我国，离体快繁育苗技术的开发应用起步于20世纪80年代初。如华乐种苗有限公司，年生产能力在500万株以上兰花克隆苗，主要出口日本、美国、荷兰、德国等，北京杉友兰业生物科技有限公司，年生产能力为350万株兰花克隆苗，连云港振兴恒巨生物科技有限公司，年生产蝴蝶兰克隆苗3 000万株，产品远销欧洲、美洲、亚洲等十多个国家和地区。据不完全统计植物快繁涉及观赏植物、蔬菜、果树、药材等300种以上，其中观赏园艺植物约200种，约占60%。在脱毒方面，如通过脱毒的马铃薯、甘蔗、甘薯、大蒜、草毒、香蕉平均可以增产30%以上，兰花、水仙、康乃馨、大丽花通过脱毒后植株生长势强、花色艳丽、花朵大、产量高。

3、在植物育种上的应用

植物组织培养技术对培育优良作物品种开辟了全新的途径。目前，国内外已把植物组织培养普遍应用于作物育种，并在单倍体育种、胚胎育种、细胞融合育种、细胞突变育种、基因工程育种等方面取得了较大进展。3.1单倍体培养育种

通过对植物的花药、花粉、未受精的子房或胚珠进行组织培养获得单倍体(其中以花药和花粉培养应用最为广泛)，单倍体在培养过程中利用秋水仙素处理，可使染色体加倍，成为纯合二倍体植株，这种培养技术在育种上的应用称为单倍体育种。研究表明，常规育种一般需要8-10 天或更长的时间，而通过单倍体进行育种一般仅需要4-5 天的时间，单倍体育种具有程序简单、育种周期短、基因型一次纯合等优点，单倍体育种是常规育种程序和方法的重大改革，尤其在林业等生长周期长的物种中效果更为显著。因此，单倍体育种在国际上引起了很大的重视，各国纷纷开展单倍体育种方面的研究工作。3.2胚胎培养育种

植物的胚(包括成熟胚和幼胚)、胚珠、子房和胚乳的离体培养技术统称为胚胎培养，其应用领域主要包括胚胎发育机理、克服杂交不亲合、胚胎拯救、克服自交不亲和、克服珠心胚的干扰、打破种子体眠、获得体细胞胚和人工种子等方面，因此在农作物、园艺作物、林木和药用植物上有着广泛应用。

在克服杂交不亲合、克服自交不亲和方面主要通过植物离体受精来实现，在广义上通过离体柱头授粉、离体子房授粉、离体胚珠授粉、离体精细胞和卵细胞融合等均称做植物离体受精。但严格意义上的离体受精或试管受精是20世纪90年代精、卵离体融合成功。该技术不仅可以克服植物授粉不亲和问题，还可以进行胚胎、种子和果实发育机理等基础研究。人工分离的精细胞和卵细胞融合后进行合子胚培养，已在玉米、药用牡丹、婴粟、烟草等植物上获得成功。植物离体受精技术是植物细胞工程中的重要实验技术，为研究植物胚胎发育机理提供了新的实验系统，为开发新的植物转基因途径提供了可能。

胚培养在打破种子体眠应用较为广泛，种子体眠的原因很多，利用组织培养方式打破种子体眠一般有种胚发育不全或种子含抑制物抑制种胚发芽2种情况，如胚乳发育尚不完全的兰科种子可以通过组织培养的方式获得再生植棵，而莺尾属、蔷薇科、野麦等植物可以通过组织培养的方式打破抑制物对种子发芽的影响。另外，胚培养还可以应用于胚胎拯救。

胚乳培养的主要目的是获得具有利用价值的三倍体植株，再经过染色体加倍获得六倍体，从而育出多倍体新品种。目前有40多种植物的胚乳培养达到了不同程度的细胞分化或器官分化，不少植物已获得了再生植株。我国在马铃薯、小麦、水稻、苹果、桃、称猴桃等多种植物上得到了胚乳再生植株。同时，胚乳培养产生的混倍体，可用于染色体工程方面的研究。3.3细胞融合培养育种

细胞融合所使用的材料一般是指利用除去植物细胞壁的裸露细胞即原生质体，通过原生质体融合，可克服种、属以上植物有性杂交不亲和性障碍，为广泛重组遗传物质开辟了新途径。同时，因去壁后的原生质体消除了核酶等对外源DN A的破坏，为携带外源遗传物质的大分子渗入细胞创造条伴。另外，在有些没有有性生殖能力或其有性生殖能力很低(如香蕉、木薯、马铃薯、甘蔗等)的植物作物改良中，体细胞杂交具有不可取代的重要性。通过大量的研究认为叶肉组织分离的原生质体较好，遗传性较为一致。在原生质体融合方面主要有物理(如电融合)、化学(如高PIE高钙、聚乙二醇)、生物(如仙台病毒)等融合方式。3.4细胞突变体育种

在研究中发现，通过愈伤组织获得的再生植株中常常出现基因型变异。这是因为无论是愈伤组织还是细胞培养，培养细胞均处在不断分生状态，容易受培养条件和外界环境(如物理因素、化学物质等)的影响而产生诱变。利用这一特点结合人工诱变方法包括物理诱变(Y射线、X射线、电子束、离子束、激光、紫外线等)、化学诱变(甲基磺酸乙醋、秋水仙素、叠氮化钠、平阳霉素、52BU ,EB等)和生物诱变(转座子插入突变、跳跃基因等)获得了一大批植物新品种和新材料。目前，这种方法已筛选出抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白、矮秆高产的植物突变体。

3.5基因工程育种

通过基因枪或农杆菌进行植物基因工程育种的关键环节之一是建立一个高效的组织培养再生体系。植物遗传转化的理想受体系统应具有高效稳定的再生能力，研究认为用于基因转化的受体系统，应具有80%-90%的再生频率，且每个外植体必须具有能再生的丛生芽，其芽数量越多越好。目前，用于遗传转化的受体主要有二种途径，一是外植体在激素的诱导下产生愈伤组织后再培养成体细胞胚即体细胞胚发生途径，二是诱导外植体产生单极性不定芽后再培养生成完整的再生植株即器官发生途径。目前，与组培技术结合的转基因的方法主要有农杆菌介导和基因枪两种方法。

参考文献：

[1]郝玉华.我国植物组织培养的发展现状与前景展望[J].江苏农业科学，2008（4）:20-23.[2]盛玉婷.植物组织培养技术及应用进展[J].安徽农学通报.2008(9):45-47.[3]李永欣,工义强.植物组织培养的应用研究概述[J].江苏林业科技,2005,32(3):44-46.[4]王家麟.植物组织培养及其应用研究概况[J].黑龙江农业科学，2006(3):86-89.[5]陈长征.植物组织培养脱毒快繁实验技术综述[J].安徽农学通报，2010,16（14）:56-58.[6]梁一池,杨华.植物组织培养技术的研究进展[J].福建林学院学报.2002(8):23-26.

第四篇：植物组织培养问题释疑

植物组织培养问题释疑

问题一、在选修3的现代生物技术专题中，经常会出现许多影响操作的因素，如植物组织培养脱分化和再分化的影响因素。

植物组织培养的影响因素有哪些？

植物组培的影响因素

试题：（2018年4月浙江选考试题）取田间不同品种水稻的幼胚，先进行，然后接种到培养基中培养，幼胚发生

形成愈伤组织，并进行继代培养。用含重组质粒的农杆菌侵染愈伤组织，再培养愈伤组织，以便获得抗虫的转基因水稻。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及

（答

2点即可）。

答案：消毒；脱分化；水稻的基因型、愈伤组织继代的次数

解析：进行组织培养前，要先对外植体（题中幼胚）进行消毒，幼胚先发生脱分化形成愈伤组织。影响愈伤组织能够成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及水稻的基因型、愈伤组织继代的次数等。

植物组织培养影响的因素有内因和外因。

内因

主要是遗传特性和生理特性，不同的器官组织类型产生的愈伤组织器官分化明显不同，这是由基因型决定的；个体发育的年龄，如发育细嫩的组织容易脱分化为愈伤组织，也容易诱导器官分化；愈伤组织生理状态，如继代的次数越多，器官分化能力越差。

外因

主要有营养条件（无机盐、有机物、植物激素和天然复合物等）和环境条件（渗透压、光照、温度、湿度和pH等）。

[资料1]在快速繁殖颤杨时，如果我们将一个枝条平均分成三段，结果发现，靠近顶端的那一段枝条的侧芽离体培养时繁殖系数最高，中间的次之，基部的最低。

结论：外植体在植株上的着生位置对其脱分化及再分化有一定的影响。

[资料2]在MS培养基中加入质量分数为0.5mg/L的6-BA和质量分数为0.5mg/L的NAA，可诱导胡萝卜形成愈伤组织；在MS培养基中加入质量分数为2mg/L的KT（激动素）和质量分数为0.2mg/L的NAA，可诱导胡萝卜生出丛芽；在MS培养基中加入质量分数为0.1mg/L的NAA，可诱导胡萝卜生根。

结论：生长素及细胞分裂素的比例可影响细胞的脱分化及再分化。

[资料3]将外植体培养在黑暗条件下，10天左右即可形成高度液泡化的愈伤组织，但是若将外植体培养在光照条件下，发现细胞分化产生维管束等组织，而不形成愈伤组织。

结论：愈伤组织的形成需要避光。

[资料4]研究烟草组织培养时发现，烟草芽的形成以28度为好，在12度以下，33度以上形成率均很低。

结论：脱分化及再分化都需要在适宜的温度条件下进行。

问题二

大家都知道植物的全能性比动物细胞容易得多，但植物组织培养也会受到许多因素的影响。浙科版选修3教材第23页有一较大篇幅专门讲了植物组织培养的影响因素（如下所示）。

选修3教材第23页

影响植物组织培养全能性表现的因素有哪些？

典型试题解析

试题：（2018年4月浙江省选考试题）回答与基因工程和植物克隆有关的问题。

（1）将含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121均用限制性核酸内切酶EcoR

I酶切，在切口处形成。选取含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121用DNA连接酶连接。在两个片段相邻处形成，获得重组质粒。

（2）已知用CaCl2处理细菌，会改变其某些生理状态。取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作，使重组质粒进入农杆菌，完成实验。在离心管中加入液体培养基，置于摇床慢速培养一段时间，其目的是，从而表达卡那霉素抗性基因，并大量增殖。

（3）取田间不同品种水稻的幼胚，先进行，然后接种到培养基中培养，幼胚发生

形成愈伤组织，并进行继代培养。用含重组质粒的农杆菌侵染愈伤组织，再培养愈伤组织，以便获得抗虫的转基因水稻。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有：培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及

（答2点即可）。

答案：

（1）粘性末端；磷酸二酯键

（2）转化；使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态

（3）消毒；脱分化；水稻的基因型、愈伤组织继代的次数

解析：

（1）用限制性核酸内切酶EcoR

I酶切含某抗虫基因的载体和含卡那霉素抗性基因的载体pBI121，可在切口处形成黏性末端。用DNA连接酶连接含抗虫基因的DNA片段与切割后的pBI121，可在两个片段相邻处形成磷酸二酯键，获得重组质粒。

（2）取CaCl2处理过的农杆菌与重组质粒在离心管内进行混合等操作，使重组质粒进入农杆菌，完成转化实验。在离心管中加入液体培养基，置于摇床慢速培养一段时间，其目的是：使CaCl2处理过的农杆菌恢复细胞的正常状态。

（3）在进行植物组织培养时，取田间不同品种水稻的幼胚，先进行消毒，以清除其表面附着的微生物；然后接种到培养基中培养，幼胚发生脱分化形成愈伤组织，并进行继代培养。影响愈伤组织能否成功再生出植株的因素有:培养条件如光温、培养基配方如植物激素配比、以及水稻的基因型、愈伤组织继代的次数等。

植物组织培养影响因素

在植物离体培养过程中，影响植物细胞形态发生的因素有外因和内因。外因是培养植物细胞的培养基和环境条件。内因是植物细胞遗传性和生理状态。

1.培养基与环境条件

（1）培养基

培养基中的生长调节类物质对植物细胞形态的发生有较大的影响。在对根和芽分化的研究中发现，根或芽分化取决于生长素和细胞分裂素的配比，这就是著名的控制器官分化的激素模式（如图）。

一般情况下，对器官的发生不仅取决于两种激素的配比，还与浓度有关。当然，其他激素也有一定的作用。

培养基的营养成分对器官分化和胚状体的形成也有重要的作用。例如，生根培养对无机盐离子的要求要低一些，常用减半的MS培养基。糖的种类和浓度也影响器官分化和胚状体的发生。

培养基的物理性质，如pH、渗透压、固态或液态对细胞形态的发生也有影响。培养基渗透压是影响植物形态发生的重要因素，而糖对培养基渗透压起决定作用。

（2）环境条件

光照和温度对器官分化和胚状体形成有重要影响。不同的组织培养对光的要求不同，影响器官分化和胚状体形成的光包括光强、光周期和光质。通常许多培养物需要1000－1500lx光强。光照长度对正常光周期反应的植物器官分化有影响。不同光质中，红光有利于光生长。

一般培养的温度25度左右，温度在适当范围内高低变化对器官发生的数量和质量有影响。

2.培养材料的生理条件

（1）器官的组织类型

不同植物的器官组织产生的愈伤组织器官分化明显不同，且差异很大。这是有材料的基因型决定的，如胡萝卜、烟草等培养物容易诱导器官形成，而棉花、豆类等较难。同种植物不同器官组织形成的愈伤组织，一般在器官发生上差异不显著。

（2）个体发育的年龄

外植体幼嫩比较容易形成愈伤组织，也容易诱导器官分化。

（3）愈伤组织生理状态

愈伤组织年龄对器官分化也有影响，一般愈伤组织继代次数越多，器官的分化能力越低。

第五篇：论植物组织培养学习心得

论植物组织培养学习心得

摘要：经过大三一个学期，我有幸选修了一门有关于植物组织培养的课程，作为一个人文院法学学生，我对于理科，尤其是农学方面了解甚浅。我怀着无比激动和忐忑的心情上了这门课，毕竟对我来说这就像是开启了一个新世界的大门，所有一些知识都对我来说是新鲜的。经过一个学期的学习，我也掌握了一些植物组织培养方面的知识，虽然说并不是太多，但是我觉得这都对我以后的发展和开阔视野都提供了很大的帮助。

关键词：植物培养；植物组织与法学的关系；对自己的帮助

一、植物组织培养的学习内容

1、组织培养

植物组织培养，主要的原因有两个，第一个是为了基因转化做基础，还有一点是为了开发药用植物。

植物组织培养概念又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织。器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。植物组织培养概念（狭义）指用植物各部分组织，如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。

它的作用大致分为三点：①组织培养是研究植物生长和分化规律的重要手段 组织培养是在人工控制条件下培养外植体再生器官或植株的技术，可以在不受植株体其它部分干拢下研究被培养部分生长和分化的规律，并可以利用各种培养条件影响它们的发育进程。②组织培养是开展生物工程的基本技术 各种基因转移和基因重组技术是组织培养基础上建应的。③组织培养可快速繁殖植物种苗 目前组织培养在无性系的快速繁殖、无病毒种苗培育、新品种的选育、人工种子和种质保存、药用植物和次生物质的工业化生产等方面的应用已十分广泛。

2，马铃薯的脱毒

脱毒种薯是指马铃薯种薯经过一系列技术措施清除薯块体内的病毒后，获得的无病毒或极少有病毒侵染的种薯，它具有早熟、产量高、品质好等优点。马铃薯的产量和质量与种薯密切相关。种薯不行，产量和质量就会大打折扣，病毒一旦侵入马铃薯植株和块茎，就会引起马铃薯严重退化，并产生各种病症，导致马铃薯产量大幅下降。因此，要经过一系列物理、化学、生物等技术清除薯块体内病毒的种薯。这项技术我国早在6年前就在马铃薯主产区推行，通过这项技术可以实现大田平均增产30%—50%。

那么到底是怎么脱毒的呢？首先，应该做的是取材与消毒。将欲脱毒的品种块茎催芽,芽长4～5cm时,剪芽并剥去外叶,自来水下冲洗40min,于无菌室内用漂白粉溶液消毒后,无菌水冲洗2～3次。其次第二个就是应该剥离和接种：在无菌室内,于40倍的解剖镜下,剥取带1个叶原基的茎尖,接种于MS茎尖培养基的试管中。试管中的MS茎尖培养基包括大量元素、微量元素、有机成分和生长素、细胞分裂素、蔗糖和琼脂,pH值为5.8,经高压灭菌后使用,每试管接种1个茎尖。再次是有一个合适的培养条件，接种的茎尖培养于25℃、1500～3000lx光照条件下培养室内,3个月则长成3～4片叶的小植株。在无菌条件下,进行切段扩繁1次,取部分苗进行病毒检测。最后是病毒检测，病毒检测是茎尖脱毒不可缺少的步骤,常用鉴别寄主即指示植物或血清学方法进行检测。经多次检测,及时淘汰血清学阳性反应或在指示植物上有症状的茎尖苗,无任何反应的茎尖苗即脱毒苗用作繁殖。

3，植物组织培养应用在哪几个方面？第一点是植物组织培养是转基因技术不可或缺的技术。在我们现代科技，转基因技术是现代科技必不可缺的一项技术，它应用于现代生活的各个领域。尤其在植物组织培养方面很需要转基因技术。第二点，染色体不同倍性的多倍体植物产生。第三点是杂交离体培养可以克服受精前的障碍，比如说对于幼胚的培养，体细胞的融合。第四点是对植物进行的脱毒。对植物进行一系列的清除措施来使植物能大幅度的提高产量和植物的等级，让植物长得更加健康。例如马铃薯，草莓，苹果，橘子都可以进行脱毒。第五点是节约地面积，并不受季节的限制。在我们学习过植物组织培养之后，我们通过技术的学习，可以对植物的种植面积进行更好的分配，而且也可以种植一些耐寒植物等都可以脱离季节的限制，让我们可以一年四季吃到新鲜的蔬菜与水果。第六点对人工种子的生产。人工种子是细胞工程技术，将植物组织培养发育到胚状体的状态，包埋于含有营养的人工种皮中。人工种子有繁殖速度快，结构完整；体细胞胚是由无性繁殖体系产生的，因而可以固定杂种；生产人工种子不受季节限制，可能更快地培养出新品种来还可以在凝胶包裹物里加入天然种子可能没有的有利成分，使人工种子具有更加好的营养供应和抵抗疾病的能力，从而获得更加茁壮生长的可能性等特点。还有一些例如开发植物种植资源，开发植物的药用价值，有利于基因研究等这些应用。所以说我们需要认真学习植物组织培养。

4，有关于植物组织培养的培养条件

首先最基本的条件是做实验的植物培养外植体细胞必须具有全能性，然后就是培养室内的温度要求一般要控制在25度，最高不要高于27度，最低也不要低于23度的室内条件，这样分化生长才能表现良好。光照也是组织培养的一个重要条件，一般如果光照比较强，那么植物会表现的粗壮，但是如果光照条件较弱的话植物会变得细长。然后就是植物的湿度也需要保持在一个合理的湿度，湿度太高或者太低都会影响作物的积极生长。

5，植物组织培养时的污染和预防

(1)改善环境条件。接种室与培养室要定期做好消毒与净化，接种前工作台或接种箱要开紫外灯30min以上。培养室的相对湿度应控制在70％左右，相对湿度太高时可以用抽湿机抽湿。（2）接种人员的培训很关键，应严格执行无菌操作，对接种中所需的工具，必须经严格灭菌后才能使用。在超净工作台的操作区内，不要放入过多的待用材料，避免气流被挡住。还要定期检查超净工作台的工作质量。(3)严查接种材料。淘汰被真菌与细菌污染的接种材料。（4）经常检查消毒锅的灭菌质量，若发现问题要立即检修。消毒锅的压力表降到零后不能马上出锅，因冷热空气作用产生的负压效应，使外界环境的冷空气倒吸入已灭菌的培养瓶内引起真菌污染，为避免该现象的发生，消毒后培养瓶应待锅内稍冷却后才出锅。（5）检查培养容器是否存在问题。培养容器封口多用塑料盖、胶塞、棉塞、薄膜等，塑料盖用久了易老化，密封性差，也会造成污染。林盛等配制了一种“4号消毒液”对培养瓶瓶口进行消毒处理，可以把培养基污染率控制在0.3％以下。

二、植物组织培养与法学内容的联系与帮助 通过一个学期的植物组织培养课程的学习，我也学到了许多知识，也开阔了我的眼界。我觉得任何专业的学习都是对我们有帮助的，而且总是能结合起来。就像是植物组织培养和我们法学一样。

比如，在人们进行农作物大面积的种植时，总会有飞机进行大面积的农药的喷洒，这在喷洒的时候有时候会对一些河流，树木等进行了污染，也许也会对一些人的健康有影响。因此国家就会出台一系列的法律法规和强制性的规定来对农药进行一些规范。例如我国的环境保护法就做出了一些相应的规定来保护环境。还有就是一些作物进行的脱毒也是我国国家对我国公民的人权进行保护的体现。这样才能保持我国GDP的持续稳定发展，促进我国的法律事业的进步。

三、总结

说实在话，对于植物组织培养与法学的联系在我看来是非常有限的，并不像是其他动科院，农学院，林学院那些专业一样有着千丝万缕的联系。但是我觉得在一个学期的学习之后，我想我也学到了很多有意思的东西，例如脱毒繁殖。这也属于我对植物的一个兴趣爱好，让我以后能了解到植物是怎样培育出来的，在培育的时候需要注意那些东西，我觉得这就是好事。从另一方面，我也了解到了对于植物培养的科研人员的辛苦。有时候需要冒着那么大的风险去采一些稀奇的植物，去走遍祖国的山山水水，为我们国家的植物培养做出那么大的牺牲。所以我要为我们默默付出，为祖国挥洒汗水的科研人员致敬！