绪论 1
0.1 植物组织培养简介 1
0.1.1 植物组织培养的概念 1
0.1.2 植物组织培养的类型 1
0.1.3 植物组织培养的优越性 2
0.1.4 植物组织培养的任务 2
0.2 植物组织培养与生物科学的关系 3
0.2.1 植物组织培养学科的建立依赖于生物学科理论的发展 3
0.2.2 植物组织培养为生物学研究提供新的实验体系 3
0.2.3 植物组织培养与其它生物技术相互促进 3
0.3 植物组织培养的发展简史 3
0.3.1 探索阶段 4
0.3.2 奠基阶段 4
0.3.3 迅速发展阶段 5
0.4 植物组织培养的应用及展望 7
0.4.1 植物组织培养的应用 7
0.4.2 植物组织培养的展望 11
小结 12
思考题 12
理论篇 14
1 植物组织培养的基本原理 14
1.1 植物细胞全能性 14
1.1.1 细胞全能性的绝对性与相对性 14
1.1.2 植物细胞全能性表现 14
1.2 植物细胞分化与脱分化 15
1.2.1 植物细胞的分化 15
1.2.2 植物细胞的脱分化 15
1.2.3 植物细胞的再分化 16
1.3 植物的形态建成 16
1.3.1 愈伤组织诱导与器官分化 16
1.3.2 植物体细胞胚胎发生 17
1.3.3 离体器官诱导 18
1.3.4 影响植物离体形态发生的因素 19
1.4 基因表达与位置效应及器官分化信息传递 20
1.4.1 基因表达与位置效应 20
1.4.2 器官分化信息传递 21
小结 22
思考题 23
2 植物组织培养设备和基本技术 24
2.1 实验室布局 24
2.1.1 准备室 24
2.1.2 接种室 25
2.1.3 培养室 25
2.1.4 驯化室 25
2.1.5 其它部分 25
2.2 基本仪器设备 26
2.2.1 灭菌设备 26
2.2.2 细胞器分离和计数设备 26
2.2.3 接种设备 27
2.2.4 培养设备 27
2.2.5 其它仪器设备 28
2.3 培养基 30
2.3.1 培养基的成分 30
2.3.2 培养基的类型 34
2.3.3 培养基的选择 35
2.3.4 培养基的制备 35
2.4 灭菌技术 38
2.4.1 环境灭菌 38
2.4.2 培养基灭菌 39
2.4.3 外植体灭菌 40
2.4.4 用具灭菌 42
2.4.5 污染的类型及克服方法 42
2.5 外植体 44
2.5.1 外植体的种类 44
2.5.2 外植体的选择 44
2.5.3 外植体的接种 45
2.6 培养条件 45
2.6.1 温度 45
2.6.2 光照 46
2.6.3 气体 46
2.6.4 湿度 46
2.6.5 培养基的渗透压 46
2.6.6 培养基pH值 46
2.7 继代培养 47
2.7.1 继代培养的作用 47
2.7.2 继代培养中的驯化现象和衰退现象 47
2.8 试管苗驯化移栽 48
2.8.1 试管苗特点 48
2.8.2 试管苗驯化 48
2.8.3 移栽 49
小结 50
思考题 50
3 植物器官培养 51
3.1 植物器官培养的程序 51
3.1.1 外植体的选择与消毒 51
3.1.2 形态发生 52
3.1.3 诱导生根与再生植株的移栽 53
3.2 植物营养器官培养 54
3.2.1 植物根段培养 54
3.2.2 植物茎段培养 56
3.2.3 植物叶培养 57
3.3 植物繁殖器官的培养 59
3.3.1 植物花器官培养 59
3.3.2 植物幼果培养 59
小结 60
思考题 60
4 植物组织培养 61
4.1 植物分生组织培养 61
4. 1.1 植物分生组织培养的概念和意义 61
4.1.2 分生组织培养的方法 61
4.1.3 影响分生组织培养的因素 63
4.2 植物愈伤组织培养 65
4.2.1 愈伤组织培养的基本过程 65
4.2.2 影响愈伤组织培养的因素 67
4.3 其它组织培养 68
4.3.1 植物薄层组织培养 68
4.3.2 髓组织培养 69
4.3.3 韧皮组织培养 69
小结 70
思考题 70
5 细胞培养 71
5.1 单细胞的分离 71
5.1.1 由植物器官分离单细胞 71
5.1.2 由培养组织中分离单细胞 72
5.2 单细胞培养 72
5.2.1 单细胞培养方法 72
5.2.2 单细胞培养的影响因素 75
5.3 细胞悬浮培养 76
5.3.1 细胞悬浮培养方法 76
5.3.2 培养基 77
5.3.3 悬浮培养细胞的同步化 78
5.3.4 细胞增殖的测定 78
5.3.5 悬浮培养细胞的植株再生 79
5.3.6 影响细胞悬浮培养的因素 79
小结 81
思考题 81
6 植物无糖组织培养技术 82
6.1 植物无糖组织培养的概念及意义 82
6.1.1 概念 82
6.1.2 意义 82
6.2 植物无糖组织培养技术 83
6.2.1 环境控制 83
6.2.2 光独立营养培养 85
6.2.3 驯化移栽 86
6.3 影响植物无糖培养的因素 86
6.3.1 气体交换 87
6.3.2 CO2浓度与光照强度的相关性 87
6.3.3 培养基质 87
6.3.4 植物激素 87
6.4 无糖组织培养技术的局限性 88
小结 88
思考题 88
应用篇 90
7 植物胚培养 90
7.1 胚培养的类型和意义 90
7.2 胚培养的方法 91
7.2.1 子房培养 91
7.2.2 胚珠培养 92
7.2.3 成熟胚培养 93
7.2.4 幼胚培养 93
7.2.5 胚乳培养 95
7.3 几种植物的胚培养技术 96
7.3.1 大田作物胚培养技术 96
7.3.2 园艺植物胚培养技术 97
7.3.3 林木胚培养技术 99
7.3.4 药用植物胚培养技术 99
7.4 离体授粉 100
7.4.1 离体授粉的方法 101
7.4.2 影响离体授粉的因素 102
小结 102
思考题 103
8 植物离体快繁 104
8.1 植物离体快繁的意义 104
8.2 离体快繁的方法 104
8.2.1 无菌培养的建立 104
8.2.2 茎芽增殖的途径 105
8.2.3 影响茎芽增殖的因素 105
8.3 离体快繁中存在的问题及解决途径 106
8.3.1 培养物污染 106
8.3.2 褐化 106
8.3.3 玻璃化 107
8.3.4 性状变异 108
8.4 几种植物的离体快繁技术 108
8.4.1 大田作物离体快繁技术 108
8.4.2 园艺植物离体快繁技术 109
8.4.3 林木离体快繁技术 110
8.4.4 药用植物离体快繁技术 113
小结 114
思考题 114
9 人工种子 115
9.1 人工种子概念及意义 115
9.1.1 人工种子的概念 115
9.1.2 人工种子的结构 115
9.1.3 人工种子的意义 116
9.2 人工种子的制备方法和技术 117
9.2.1 目标植物和外植体的选取 117
9.2.2 胚状体和胚类似物的诱导 117
9.2.3 人工种子的包埋 119
9.3 人工种子的贮藏与萌发 121
9.3.1 人工种子贮藏技术 122
9.3.2 人工种子发芽试验 123
9.4 几种植物人工种子制备技术 123
9.4.1 大田作物人工种子制备技术 123
9.4.2 园艺植物人工种子制备技术 124
9.4.3 林木人工种子制备技术 125
9.4.4 药用植物人工种子制备技术 126
小结 127
思考题 127
10 植物脱毒苗培育 128
10.1 植物脱毒的意义 128
10.2 植物脱毒的方法 128
10.2.1 热处理脱毒 128
10.2.2 茎尖培养脱毒 129
10.2.3 微体嫁接脱毒 130
10.2.4 抗病毒剂的应用 131
10.2.5 其它脱毒方法 131
10.3 脱毒苗的鉴定 132
10.3.1 脱毒效果的检测 132
10.3.2 脱毒苗农艺性状的鉴定 136
10.3.3 无病毒原种的保存和应用 136
10.4 几种植物的脱毒苗培育技术 137
10.4.1 大田作物的脱毒苗培育技术 137
10.4.2 果树的脱毒苗培育技术 139
10.4.3 蔬菜的脱毒苗培育技术 140
10.4.4 花卉的脱毒苗培育技术 142
10.4.5 药用植物的脱毒苗培育技术 144
10.4.6 林木的脱毒苗培育技术 145
小结 146
思考题 147
11 体细胞无性系变异及筛选 148
11.1 体细胞无性系变异的来源 148
11.1.1 源于外植体的变异 148
11.1.2 离体培养诱导的变异 149
11.2 体细胞无性系变异的遗传学基础 151
11.2.1 染色体变化 151
11.2.2 基因突变 152
11.2.3 基因扩增 152
11.2.4 细胞质基因变异 152
11.2.5 转座因子活化 153
11.2.6 DNA甲基化 153
11.3 体细胞无性系的筛选 153
11.3.1 突变细胞离体筛选的方法 154
11.3.2 影响细胞筛选效果的因素 154
11.3.3 体细胞无性系的鉴定 155
11.3.4 几种体细胞突变体筛选技术 155
小结 159
思考题 159
12 次生代谢产物生产和生物转化 160
12.1 细胞的大量培养 160
12.1.1 培养系统 160
12.1.2 培养技术 163
12.2 天然化合物的生产 165
12.2.1 生物反应器的放大 166
12.2.2 目的产物的分离纯化 167
12.3 生物转化 169
12.3.1 生物转化的原理 169
12.3.2 生物转化的方法 171
12.3.3 影响植物生物转化的因素 172
12.4 几种次生代谢产物的生产与应用 172
12.4.1 次生代谢产物生产在制药工业上的应用 172
12.4.2 次生代谢产物生产在食品工业上的应用 174
小结 176
思考题 176
13 植物种质资源的离体保存 178
13.1 限制生长保存 178
13.1.1 低温保存 178
13.1.2 高渗透压保存 178
13.1.3 生长抑制剂保存 179
13.1.4 降低氧分压保存 179
13.1.5 干燥保存法 179
13.2 超低温保存 179
13.2.1 超低温保存的原理 180
13.2.2 超低温保存的基本程序 180
13.2.3 超低温保存的方法与技术 180
13.2.4 离体保存种质的完整性 182
13.3 几种植物离体保存技术 183
13.3.1 大田作物离体保存技术 183
13.3.2 园艺植物离体保存技术 184
13.3.3 林木离体保存技术 185
13.3.4 药用植物离体保存技术 187
小结 188
思考题 189
14 单倍体培养 190
14.1 单倍体的起源 190
14.2 离体条件下的小孢子发育 191
14.2.1 离体小孢子发育途径 191
14.2.2 离体小孢子发育的影响因素 191
14.2.3 花粉植株形态发生方式 196
14.3 花药培养 196
14.3.1 花药培养技术 196
14.3.2 孤雄生殖诱导的分子机理 196
14.4 小孢子培养 197
14.4.1 小孢子培养技术 197
14.4.2 小孢子培养较花药培养的优越性 197
14.5 未受精子房及胚珠培养 198
14.5.1 未受精子房培养 198
14.5.2 未受精胚珠培养 198
14.5.3 未受精子房及胚珠培养的影响因素 198
14.6 单倍体植株鉴定及染色体加倍 198
14.6.1 单倍体植株鉴定方法 198
14.6.2 单倍体植株的染色体加倍 199
14.7 小孢子（花粉）植株中的倍数变异 199
14.8 几种植物的单倍体培养技术 200
14.8.1 大田作物单倍体培养技术 200
14.8.2 园艺植物单倍体培养技术 202
14.8.3 林木单倍体培养技术 203
14.8.4 药用植物单倍体培养技术 204
小结 205
思考题 205
15 原生质体培养 206
15.1 原生质体培养的意义 206
15.2 原生质体的分离 206
15.2.1 取材 206
15.2.2 分离原生质体所用的酶类 207
15.2.3 酶液的pH值 207
15.2.4 酶液的渗透压 207
15.2.5 原生质体的游离 208
15.2.6 原生质体的纯化 208
15.2.7 原生质体活力的鉴定 209
15.3 原生质体培养 209
15.3.1 原生质体的培养方法 209
15.3.2 原生质体培养基 209
15.3.3 植板密度 210
15.3.4 培养条件 211
15.3.5 原生质体再生 211
15.4 几种植物的原生质体培养技术 211
15.4.1 水稻原生质体培养 211
15.4.2 欧白英原生质体培养 212
15.4.3 枇杷原生质体培养 212
15.4.4 甘薯原生质体培养 212
小结 212
思考题 213
16 体细胞杂交 214
16.1 原生质体融合 214
16.1.1 自发融合与诱导融合 214
16.1.2 对称融合与非对称融合 217
16.2 杂种细胞的选择 217
16.2.1 互补筛选法 218
16.2.2 利用物理特性差异的选择方法 219
16.2.3 利用生长特性差异的选择方法 219
16.3 杂种细胞的培养和杂种植株再生 220
16.3.1 杂种细胞培养的方法与技术关键 220
16.3.2 杂种植株再生 220
16.3.3 杂种植株的核型 221
16.4 体细胞杂种的鉴定 221
16.4.1 形态学鉴定 221
16.4.2 细胞学鉴定 222
16.4.3 同工酶鉴定 222
16.4.4 分子生物学鉴定 222
16.5 细胞质杂交 223
16.6 几种植物体细胞杂交成功的例子 224
16.6.1 油菜种内杂交直接转移雄性不育细胞质 225
16.6.2 马铃薯栽培种与野生种的杂种 225
16.6.3 利用苇状羊茅和意大利黑麦草的体细胞杂种育成新型牧草 225
16.6.4 普通小麦与墨西哥黑甜玉米的体细胞杂种 225
16.6.5 沙打旺与紫花苜蓿的属间体细胞杂种 226
16.6.6 柑橘不对称体细胞杂交育种进展 226
小结 226
思考题 226
17 植物的遗传转化 228
17.1 植物遗传转化的方法 228
17.1.1 农杆菌介导法 228
17.1.2 基因枪法 231
17.1.3 其它常用的转化方法 233
17.2 转化植株的检测 234
17.2.1 报告基因检测 235
17.2.2 分子杂交检测 236
17.3 几种植物遗传转化的技术 236
17.3.1 大田作物遗传转化的技术 236
17.3.2 园艺植物遗传转化的技术 237
17.3.3 林木遗传转化的技术 238
17.3.4 药用植物遗传转化的技术 238
小结 239
思考题 239
附录 240
附录1 植物组织培养常见的英文缩略语 240
附录2 植物组织培养基常用化合物的分子式及相对分子质量 241
附录3 温湿度换算表 242
附录4 常用培养基的配方 243
附录5 推荐读物 247
参考文献 249