植物组织培养教程 第2版PDF电子书下载

1　绪论 1

1.1　植物组织培养的一般概念 1

目录 1

1.2　植物组织培养的发展简史 3

1.2.1　探索阶段（20世纪初至20世纪30年代中） 3

1.2.2　奠基阶段（20世纪30年代中至50年代末） 4

1.2.3　迅速发展阶段（20世纪60年代至现在） 6

1.3　组织培养与农业的关系 8

2　实验室的基本设备和一般技术 10

2.1 引言 10

2.2　设备 10

2.2.1　培养基室 10

2.2.3　培养室 11

2.2.2　培养容器 11

2.3　技术 12

2.3.1　玻璃器皿和塑料器皿的清洗 13

2.3.2　灭菌 13

2.3.2.1　培养基 13

2.3.2.2　玻璃器皿、塑料器皿和器械 15

2.3.2.3　植物材料 15

2.3.2.4　接种区 16

附录2.1　植物组织无菌培养的一般步骤 17

附录2.2　组织培养工作所需的各种用具 18

3　培养基 20

3.1 引言 20

3.2.1　无机营养成分 22

3.2　培养基成分 22

3.2.2　有机营养成分 24

3.2.2.1　含氮物质 24

3.2.2.2　碳源 25

3.2.3　植物激素 25

3.2.3.1　生长素 26

3.2.3.2　细胞分裂素 26

3.2.3.3　赤霉素和脱落酸 26

3.2.4　其他成分 27

3.2.4.1　活性炭 27

3.2.4.2　硝酸银 27

3.2.4.3　抗生素 28

3.2.5　琼脂及其他固化剂 28

3.3　培养基的选择 29

3.2.6　pH 29

3.4　培养基的制备 32

附录3.1　植物组织培养基常用化合物分子量 34

附录3.2　原子量 37

附录3.3　常用植物生长激素浓度单位换算表 37

4　细胞的全能性与器官发生 39

4.1 引言 39

4.2　愈伤组织形成的条件 40

4.3　愈伤组织形成的过程 41

4.3.1　诱导期 41

4.3.2　分裂期 41

4.3.3形成期 42

4.4　愈伤　组织增殖的方式 42

4.5　愈伤组织状态的调控 43

4.6　细胞分化 45

4.6.1　影响维管组织分化过程的因子 45

4.6.1.1　生长素 45

4.6.1.2　蔗糖 47

4.6.1.3　细胞分裂素和赤毒素 47

4.6.1.4　物理因子 48

4.6.2　细胞分裂对木质部分化的必要性 48

4.7　器官分化 49

4.7.1　影响茎芽分化的因素 51

4.7.1.1　化学因素 51

4.7.1.2　物理因素 53

4.7.2　茎芽分化的解剖学和细胞学 53

4.7.3　表皮细胞的全能性 54

4.7.4　冠瘿瘤细胞的全能性 56

附录4.1　愈伤组织鲜重的测定方法 57

附录4.2　愈伤组织干重的测定方法 58

5　体细胞胚胎发生 59

5.1 引言 59

5.2　体细胞胚胎发生的例证 60

5.3　体细胞胚胎发生的方式 61

5.4　影响体细胞胚胎发生的因子 62

5.4.1　生长调节物质 62

5.4.2　氮源 64

5.4.3　其他因子 65

5.5　体细胞胚胎发生的解剖学和细胞学 66

5.7　体细胞胚与合子胚的比较 67

5.6　体细胞胚的成熟过程 67

5.8　由单细胞到植株 68

5.9　长期培养物形态发生潜力的丧失 69

5.9.1　遗传说 69

5.9.2　生理说 69

5.9.3　竞争说 69

5.10　细胞全能性的实际应用 70

5.10.1　概说 70

5.10.2　人工种子 71

5.11　结束语 73

附录5.1　诱导体细胞胚胎发生的实验程序 74

Ⅰ．胡萝卜 74

Ⅱ．柑橘属植物 74

6.2.1 由完整的植物器官分离单细胞 76

6.2.1.1　机械法 76

6　细胞培养 76

6.2　单细胞的分离 76

6.1 引言 76

6.2.1.2　酶解法 77

6.2.2 由培养组织中分离单细胞 78

6.3　悬浮培养 78

6.3.1　一般技术 79

6.3.1.1　分批培养 79

6.3.1.2　连续培养 80

6.3.1.3　由悬浮细胞再生植株 81

6.3.2　细胞悬浮培养的培养基 82

6.3.2.1　条件培养基 82

6.3.3　悬浮培养细胞的同步化 83

6.3.2.2　培养基的振荡 83

6.3.3.1　饥饿法 84

6.3.3.2　抑制法 85

6.3.4　悬浮培养中细胞生长的计量 85

6.3.4.1　细胞计数 85

6.3.4.2　细胞密实体积（PCV） 85

6.3.4.3　细胞鲜重 85

6.3.4.4　细胞干重 85

6.3.5　培养细胞活力的测定 86

6.3.5.1　相差显微术法 86

6.3.5.2　四唑盐还原法 86

6.3.5.3　荧光素双醋酸酯（FDA）法 86

6.3.5.4　伊凡蓝染色法 86

6.4　单细胞培养 87

6.4.1　单细胞培养方法 88

6.4.1.1　平板培养法 88

6.4.1.2　看护培养法 89

6.4.1.3　微室培养法 90

6.4.2　影响单细胞培养的因子 91

6.5　细胞培养的应用 93

6.5.1　突变体选择 93

6.5.2　天然化合物的生产和生物转化 94

6.5.2.1　细胞的大量培养 94

6.5.2.2　天然化合物的生产 95

6.5.2.3　生物转化 96

6.5.2.4　细胞固定化 96

附录6.2　酶解法分离烟草叶肉细胞的程序 98

6.5.3　诱导多倍性 98

附录6.1 由篱天剑叶片分离叶肉细胞的机械方法 98

附录6.3　大麦悬浮培养和植株再生 99

Ⅰ．愈伤组织的诱导 99

Ⅱ．悬浮培养的建立 99

Ⅲ．植株再生 100

附录6.4　细胞密实体积（PCV）的测定方法 101

7　单倍体的产生 103

7.1 引言 103

7.2　通过花药培养产生单倍体的潜在可能性 103

7.3　花药培养的一般程序 105

7.3.1　取材 105

7.3.4　接种 106

7.3.5　培养方式和培养条件 106

7.3.3　消毒 106

7.3.2　预处理 106

7.3.6　花粉植株的诱导 107

7.3.7　壮苗和移栽 107

7.3.8　单倍体植株的二倍化 108

7.4　影响雄核发育的因子 110

7.4.1　基因型 110

7.4.2　生理状态 110

7.4.3　花粉发育时期 111

7.4.4　药壁因子 111

7.4.5　培养基 112

7.4.5.1　基本培养基 112

7.4.5.3　植物激素 114

7.4.5.2　碳源 114

7.4.5.4　活性炭 115

7.5　雄核发育单倍体的个体发生过程 115

7.5.1　花粉单倍体的诱导 115

7.5.2　雄核发育早期过程的4种途径 116

7.5.3　雄核发育晚期过程的差异 116

7.6　禾谷类植物花药培养中自化苗的形成 119

7.7　离体花粉培养 119

7.8　通过远缘杂交产生单倍体 122

7.9　在高等植物中单倍性的意义 123

7.9.1　概述 123

7.9.2　单倍体在作物改良中应用的实例 124

7.10　结束语 125

附录7.1　烟草花药培养实验程序 126

附录7.2　小麦花药培养实验程序 127

附录7.3　水稻花药培养实验程序 128

8　三倍体的产生 129

8.1 引言 129

8.2　胚乳培养历史的回顾 129

8.3　胚乳愈伤组织的建立 132

8.3.1　胚乳发育时期的影响 132

8.3.2　培养基与激素的影响 133

8.3.3　胚在胚乳培养中的作用 134

8.3.4　其他因素的影响 134

8.4 由胚乳愈伤组织再生植株 135

8.4.1　器官发生途径 135

8.5　胚乳再生植株的染色体倍性变异 137

8.4.2　胚胎发生途径 137

8.6　胚乳培养的应用 138

8.7　结束语 138

附录8.1 由杜仲成熟干种子胚乳培养再生完整植株 139

9　离体授粉 141

9.1 引言 141

9.2　术语释义 142

9.3　离体授粉的方法 143

9.4　胚珠和子房培养 144

9.4.1　胚珠培养 144

9.4.2　子房培养 147

9.5　离体授粉中影响结实的因子 148

9.5.1　外植体 148

9.5.2　培养基 149

9.5.3　培养条件 151

9.5.4　基因型 151

9.6　离体授粉的应用 151

9.7 结束语 152

附录9.1 通过离体柱头授粉获得节节麦与普通小麦的属间杂种 153

附录9.2　通过离体胎座授粉获得栽培烟草和黄花烟草的种间杂种 154

10　合子胚培养 155

10.1 引言 155

10.2　合子胚培养方法 155

10.2.1　植物材料 159

10.2.2　消毒方法 160

10.2.3　胚的剥离 160

10.2.4　胚乳看护培养 161

10.3　对培养基和培养条件的要求 163

10.3.1　无机盐 165

10.3.2　碳水化合物和培养基的渗透压 166

10.3.3　氨基酸和维生素 166

10.3.4　天然的植物浸提物 168

10.3.5　生长调节物质 169

10.3.6　培养基的pH 169

10.3.7　培养条件 169

10.4　胚柄在胚培养中的作用 169

10.5　早熟萌发 171

10.6　胚分化不全的种子在培养中的形态发生 173

10.7　显微手术实验 174

10.8　寄生性被子植物胚和种子的培养 177

10.9　胚愈伤组织的形态发生潜力 178

10.10　通过“胚拯救”获得远缘杂种 179

10.10.1　杂种幼胚在人工培养基上培养 180

10.10.2　杂种幼胚的胚乳看护培养 181

10.10.3　杂种幼胚的愈伤组织培养 181

10.11　胚培养在植物改良中的其他应用 184

10.11.1　单倍体的产生 184

10.11.2　缩短育种周期 184

10.11.3　种子生活力的快速测定 184

10.11.4　稀有植物的繁殖 184

10.12　结束语 185

附录10.1　小麦未成熟胚愈伤组织培养 185

附录10.2　水稻成熟种子盾片愈伤组织培养 186

11.1 引言 188

11　原生质体的分离和培养 188

11.2　原生质体的分离 189

11.2.1　原生质体分离的方法 189

11.2.1.1　机械法 189

11.2.1.2　酶解法 190

11.2.2　影响原生质体产量和活力的因子 191

11.2.2.1　材料来源 191

11.2.2.2　前处理 192

11.2.2.3　酶处理 193

11.2.2.4　渗压剂 194

11.2.3.3　界面法 195

11.2.3.2　漂浮法 195

11.2.3.1　沉降法 195

11.2.3　原生质体的净化 195

11.2.4　原生质体活力的测定 196

11.3　原生质体培养 196

11.3.1　供体植物的选择 196

11.3.2　原生质体培养基 197

11.3.2.1　成分 197

11.3.2.2　渗压剂 197

11.3.3　培养条件 198

11.3.4　培养方法…………………………………………………………（198）.11.3.4.1 固体培养——琼脂糖包埋 198

11.3.4.2　液体培养 199

11.3.4.3　双层培养 199

11.3.6.1　培养基 200

11.3.6.2　培养方法 200

11.3.5　植板密度 200

11.3.6　低密度培养的对策 200

11.3.7　细胞壁的形成 202

11.3.8　细胞分裂和愈伤组织的形成 203

11.3.9　植株再生 204

11.3.10　禾谷类植物原生质体培养 204

附录11.1 用一步法制备烟草叶肉细胞原生质体 206

附录11.2　细胞筛孔径（μm）与目换算表 207

附录11.3　离心机转数与离心力的列线图 208

附录11.4　用血球计数板计数原生质体的方法 208

Ⅰ．血球计数板的构造 208

Ⅱ．计数方法 209

12.2　原生质体融合 211

12.2.1　自发融合 211

12.1 引言 211

12　体细胞杂交 211

12.2.2　诱发融合 212

12.2.2.1　NaNO3处理 213

12.2.2.2　高pH-高浓度钙离子处理 213

12.2.2.3　聚乙二醇（PEG）处理 213

12.2.2.4　电融合 215

12.2.3　化学诱导融合的机制 215

12.2.4　融合产物的细胞学 216

12.3　杂种细胞的选择系统 217

12.3.1　互补选择法 218

12.3.1.1　激素自主性互补 218

12.3.1.2　对培养基反应及对抗代谢物敏感性互补 218

12.3.1.3　野生型与白化突变互补 219

12.3.1.4　营养缺陷型突变互补及抗性互补 221

12.3.2　机械分离法 221

12.3.2.1　根据可见标志选择 221

12.3.2.2　根据荧光标记选择 222

12.3.2.3　低密度植板选择 222

12.4　体细胞杂种植株的核型 222

12.5　细胞质杂种 223

12.6　体细胞杂种和胞质杂种的鉴定方法 225

12.7　通过原生质体摄入细胞器、微生物和DNA进行细胞的遗传饰变 225

12.7.1　叶绿体移植 226

12.7.2　核移植 227

12.7.3　微生物移植 227

12.7.4　外源DNA的摄入 228

12.7.5　离体原生质体的其他用途 229

12.8　结束语 230

附录12.1 高pH-高浓度Ca2+诱导原生质体融合的实验程序 231

附录12.2　PEG诱导原生质体融合的实验程序 231

13　植物脱毒技术 233

13.1　引言 233

13.2　术语释义 234

13.3　通过热处理消除病毒 234

13.4　通过茎尖培养消除病毒 236

13.4.1　外植体名称 236

13.4.2　方法 236

13.4.3　在茎尖培养中影响脱毒效果的因素 238

13.4.3.1　培养基 238

13.4.3.2　外植体大小 239

13.4.3.4　外植体的生理状态 242

13.4.3.3　培养条件 242

13.4.3.5　热疗法 243

13.4.3.6　化学疗法 244

13.5　通过愈伤组织培养消除病毒 245

13.6　脱毒效果的检验 245

13.7　无毒原种的保存 246

13.8　脱毒植株的应用 247

13.9　病毒以外病原菌的离体消除方法 247

13.10　通过茎尖培养消除病毒的注意事项 247

13.11　结束语 248

附录13.1　马铃薯脱毒程序 249

14.1 引言 251

14.2　兰花的繁殖 251

14　离体无性繁殖方法 251

14.3　微繁的一般方法 254

14.3.1　培养物的建立 255

14.3.1.1　外植体 255

14.3.1.2　消毒 256

14.3.2　茎芽增殖的4种途径 256

14.3.2.1　通过愈伤组织 257

14.3.2.2　不定芽形成 257

14.3.2.3　增强腋芽生枝能力 259

14.3.2.4　单节茎段扦插 262

14.3.3　影响茎芽增殖的因素 263

14.3.3.1　培养基 263

14.3.4　离体形成的枝条的生根 265

14.3.4.1　试管内生根 265

14.3.3.2　光照和温度 265

14.3.4.2　试管外生根 266

14.3.5　无根苗的嫁接 266

14.3.6　壮苗、炼苗和移栽 267

14.4　木本植物的微繁 268

14.4.1　外植体生理年龄对微繁效果的影响 269

14.4.2　亲体组织对外植体培养效果的影响 269

14.4.3　培养基的褐变 270

14.4.4　间苯三酚（PG）的作用 270

14.5　微繁的应用 271

14.6.4.1　玻璃苗的形态解剖学特点 272

14.6.4　玻璃化 272

14.6.3　培养物污染 272

14.6.2　无性系变异 272

14.6.1　物种的局限性 272

14.6　微繁中存在的一些问题 272

14.6.4.2　玻璃苗的生理生化特点 273

14.6.4.3　玻璃化的诱因和克服方法 273

14.7　结束语 273

附录14.1　卡特兰微繁培养基成分 274

附录14.2　兰花微繁培养基成分 276

附录14.3　杜鹃花微繁培养基成分 277

附录14.4　应用MS基本培养基进行微繁的一些栽培植物 278

附录14.5　草莓微繁培养基成分 282

15　种质贮存 283

15.1 引言 283

15.2　冷冻保存 284

15.2.3　冷冻防护剂 285

15.2.1　植物材料的性质 285

15.2.2　冷冻前的预处理 285

15.2.4　冷冻 286

15.2.4.1　慢冷法 286

15.2.4.2　快冷法 286

15.2.4.3　分步冷冻法 287

15.2.4.4　干冻法 287

15.2.5　贮存 288

15.2.6　解冻 289

15.2.7　重新培养 289

15.2.8　细胞和器官冷冻保存后的存活率 289

15.3　低温贮存 290

附录15.1　冷冻保存玉米悬浮培养细胞的程序 291

15.4　结束语 291

16　体细胞遗传学研究 292

16.1 引言 292

16.2　供体植株在活体条件下的染色体变异 293

16.3　培养细胞的一般特征 294

16.4　核变异的起源 295

16.4.1　初生愈伤组织 295

16.4.2　建成愈伤组织 297

16.5　影响离体培养细胞核型变异的因子 299

16.5.1　培养基 299

16.5.2　组织原有的倍数性 300

16.6　染色体变异与形态发生的关系 301

16.7　花粉植株中的倍数性变异 302

16.8　嵌合性 304

16.9　植株再生的遗传控制 305

16.10　体细胞无性系变异 305

16.10.1　体细胞无性系变异的普遍性 306

16.10.1.1　植株再生方式的影响 306

16.10.1.2　离体培养时间的影响 307

16.10.1.3　基因型的影响 307

16.10.2　体细胞无性系变异的类型和理化诱变的比较 307

16.11　突变细胞的离体选择 308

16.11.1　突变细胞离体选择的方法 308

16.11.2　影响突变细胞离体选择效果的因素 310

16.11.2.1　亲本材料对选择效果的影响 310

16.11.2.3　选择压的施加方式对选择效果的影响 311

16.11.2.2　培养方式对选择效果的影响 311

16.11.3　突变细胞离体选择的限制因素 312

16.11.4　突变细胞离体选择实例 312

16.11.4.1　对氨基酸和氨基酸类似物抗性的选择 313

16.11.4.2　抗病性选择 314

16.11.4.3　对除草剂抗性的选择 314

16.11.4.4　抗逆性选择 315

16.11.5　离体入选的突变性状在再生植株中的表达和遗传 315

16.11.5.1　变异体和突变体 315

16.11.5.2　后生遗传和遗传 316

16.12　结束语 316

附录16.1　小麦耐盐细胞突变体筛选 317

培养基索引 319

参考文献 320