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1、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
2、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）：
3、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（P
4、rotocorm）：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
5、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：
6、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
7、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
8、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
9、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：
10、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。,
