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。
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