植物组织培养是指通过无菌操作分离植物体的细胞、组织、器官等外植体,接种到培养基上,在人工控制的条件下进行培养,使其产生完整植株的过程(图1-3)。此项技术可以进行快速繁殖、品种培育、脱除病毒等。
图1 油菜成熟种子(左)诱导的愈伤组织(右)
图2愈伤组织(左)继代培养形成的胚性愈伤组织(右)
图3 胚性愈伤组织(左)分化形成的离体苗(中)及再生植株(右)
图4 拟南芥组织培养操作步骤及结果展示
植物培养过程包括:1)诱导培养形成愈伤组织(图1);2)继代培养形成胚性愈伤组织(图2);3)分化培养再生植株(图3)。其操作过程以模式植物——拟南芥组织培养为实例,展示如图4。
植物组织培养已得到广泛的应用:1、作物育种上的应用,主要包括花药和花粉培养、胚胎培养、细胞融合、基因工程、培养细胞突变体、种质保存等。2、作物脱毒和快繁上的应用,例如马铃薯脱毒、兰花的快繁。3、在植物有用产物生产上的应用,例如植物次生代谢产物的生产。4、在遗传、生理、生化和病理研究上的应用。
植物组织培养实验教学项目:
山东大学青岛校区公共(创新)实验教学中心植物组织培养实验室,拥有植物组织培养所需的无菌培养室、无菌操作台、全自动高压灭菌锅及立体显微镜等,开设组织培养实验课程,包括以水稻、小麦、大豆及拟南芥等成熟种子为材料,结合培养基成分的变化,诱导愈伤组织;进一步由愈伤组织诱导其再生植株。旨在使同学们对植物细胞全能性有直观的认识,培养他们对植物细胞工程知识及组织培养技术的学习兴趣,提高同学们的实践动手能力,同时计划成立组织培养科创小组,组织同学们对组织培养技术进行更深层次的研究、探讨与开发。
图5 青岛校区生物学实验教学中心实验室
植物组织培养实验项目说明
开课名称:植物组织培养
学生容量:20—30人,
讲课形式:理论讲解、实验操作,授课6课时。
授课主要内容:
一、植物组织培养理论教学
1.植物组织培养基本原理
2.植物组织培养目的
3.植物组织培养技术要点
二、植物组织培养实验教学(1)
1.植物组织培养实验材料
2.试剂及仪器简介
3.植物组织培养实验操作步骤讲解
4.植物组织培养操作演示
三、植物组织培养实验教学(2)
1.实验前操作技能实践演练
2.无菌培养的实际操作步骤(图5):
1)拟南芥无菌小苗的获得
2)愈伤组织诱导
3)离体苗再生
3.实验后记录观察及照相