第1章 绪论 1
1.1 植物细胞组织培养概述 1
1.1.1 植物细胞组织培养的概念 1
1.1.2 植物细胞组织培养的理论依据 1
1.1.3 植物细胞组织培养的内容 2
1.1.4 植物细胞组织培养的特点 2
1.2 植物细胞组织培养发展简史 3
1.2.1 萌芽时期 3
1.2.2 发展时期 4
1.2.3 快速发展和应用时期 5
1.3 植物细胞组织培养在农业生产中的应用 6
1.3.1 植物离体快速繁殖 6
1.3.2 植物脱毒 6
1.3.3 植物育种上的应用 6
1.3.4 种质保存 7
1.3.5 遗传转化 8
1.3.6 次生代谢物质的生产 8
小结 8
思考题 9
第2章 植物细胞组织培养实验室的设置和基本操作技术 10
2.1 实验室设置及基本技术 10
2.1.1 实验室构成 10
2.1.2 基本设备 13
2.1.3 培养器皿及实验用具 18
2.1.4 洗涤技术 22
2.1.5 器皿烘干处理 26
2.1.6 灭菌技术 27
2.1.7 无菌操作技术 29
2.2 植物细胞组织培养的环境条件及营养成分 31
2.2.1 组织培养的环境条件 31
2.2.2 组织培养的营养成分 34
2.3 培养基的配制、灭菌与保存 42
2.3.1 培养基的成分 43
2.3.2 常用培养基的种类、配方及其特点 48
2.3.3 培养基的配制 50
2.4 外植体的选择与培养 53
2.4.1 外植体的选择 53
2.4.2 外植体的灭菌 54
2.4.3 外植体的接种和培养 56
2.4.4 外植体的成苗途径 61
2.4.5 外植体培养过程中常见问题及解决方法 62
2.5 试管苗驯化与移栽 69
2.5.1 试管苗的特点 69
2.5.2 试管苗的生长环境 69
2.5.3 试管苗的炼苗 69
2.5.4 试管苗的移栽 70
2.5.5 提高试管苗移栽成活率的方法 74
小结 75
思考题 75
实验1 实验器皿的洗涤 76
实验2 MS培养基的配制与灭菌 79
第3章 愈伤组织培养 84
3.1 愈伤组织的诱导与分化 84
3.1.1 愈伤组织的诱导 84
3.1.2 愈伤组织细胞的分化 87
3.2 愈伤组织的继代培养 88
3.2.1 培养基和培养条件 88
3.2.2 继代培养物的分化再生能力 89
3.2.3 继代培养物的体细胞变异 90
3.3 愈伤组织的形态发生 90
3.3.1 不定芽和根的发生 91
3.3.2 体细胞胚的发生 91
3.3.3 人工种子 96
3.4 愈伤组织培养的应用 100
小结 101
思考题 102
实验3 胡萝卜肉质根的愈伤组织诱导与培育 102
第4章 器官培养 105
4.1 植物器官培养的主要程序 105
4.1.1 外植体的选择与消毒 105
4.1.2 形态发生 107
4.1.3 诱导生根与再生植株的移栽 108
4.2 根的培养 109
4.2.1 离体根的培养方法 109
4.2.2 培养基的选择 110
4.2.3 植物激素对离体根培养的影响 111
4.2.4 根无性繁殖系的建立及植株再生培养 111
4.3 茎的培养 112
4.3.1 茎段培养的一般过程 112
4.3.2 茎段培养的具体方法 112
4.3.3 茎段培养举例 114
4.4 叶的培养 114
4.4.1 离体叶培养方法 115
4.4.2 培养基的选择 115
4.4.3 影响叶肉组织培养的因素 115
4.4.4 叶培养举例 116
小结 116
思考题 116
实验4 人参根的培养 117
实验5 草莓微茎尖的培养 118
实验6 甜叶菊叶片的培养 120
第5章 胚胎培养 123
5.1 胚培养 123
5.1.1 胚培养的意义 123
5.1.2 胚培养类型 124
5.1.3 胚培养过程 125
5.1.4 胚生长方式和植株再生途径 127
5.1.5 影响胚培养的因素 129
5.2 胚乳培养 132
5.2.1 胚乳培养的意义 132
5.2.2 胚乳培养过程 133
5.2.3 植株的再生 133
5.2.4 胚乳培养的主要影响因素 134
5.3 胚珠和子房培养 136
5.3.1 胚珠和子房培养的意义 136
5.3.2 胚珠和子房培养过程 136
5.3.3 影响胚珠和子房培养的主要因素 137
5.4 植物离体受精 138
5.4.1 植物离体受精的意义 138
5.4.2 离体授粉的类型 139
5.4.3 离体受精的方法 140
5.4.4 影响离体授粉和受精后结实的因素 141
小结 143
思考题 143
实验7 水稻幼胚的培养 143
实验8 玉米成熟胚的培养 145
第6章 花粉和花药培养 147
6.1 花粉培养技术 147
6.1.1 花粉培养的意义 147
6.1.2 花粉小孢子发育途径 148
6.1.3 花粉分离及培养 149
6.1.4 花粉培养植株再生及倍数性鉴定 150
6.1.5 影响花粉培养的主要因素 152
6.2 花药培养技术 154
6.2.1 花药培养的意义 154
6.2.2 花药培养过程 154
6.2.3 影响花药培养的主要因素 155
6.2.4 花药培养中存在的问题 158
6.3 花粉和花药培养的应用 159
6.3.1 花培在育种中的应用 159
6.3.2 我国单倍体育种的成就 160
小结 161
思考题 161
实验9 水稻花药的培养 162
第7章 细胞培养 164
7.1 植物细胞的特性与培养方法概述 164
7.1.1 植物细胞的特性 164
7.1.2 植物细胞的培养方法 166
7.2 植物细胞悬浮培养 166
7.2.1 植物细胞悬浮培养的特点和意义 166
7.2.2 细胞悬浮培养的一般程序 167
7.2.3 悬浮培养细胞的生长与测定 175
7.2.4 悬浮培养细胞的同步化 176
7.2.5 影响细胞悬浮培养的因素 178
7.3 单细胞培养 180
7.3.1 单细胞培养方法 181
7.3.2 影响细胞培养的主要因素 185
7.4 细胞培养的应用 187
7.4.1 筛选突变体 187
7.4.2 生产次生代谢产物 187
7.4.3 其他应用 188
7.5 植物体细胞无性系变异 189
7.5.1 体细胞无性系变异的来源与特征 189
7.5.2 植物体细胞无性系变异的机理 193
7.5.3 细胞突变体诱变 194
7.5.4 细胞突变体的筛选 196
小结 201
思考题 201
实验10 植物愈伤组织的细胞悬浮培养 201
第8章 植物原生质体培养及体细胞杂交 206
8.1 植物原生质体分离 208
8.1.1 原生质体分离 208
8.1.2 原生质体纯化 213
8.1.3 原生质体活力测定 214
8.1.4 影响原生质体数量和活力的因素 215
8.2 植物原生质体培养 219
8.2.1 原生质体培养方法 219
8.2.2 影响原生质体培养的因素 222
8.2.3 原生质体再生 224
8.2.4 原生质体培养的应用 226
8.3 植物细胞融合 227
8.3.1 植物原生质体融合的意义 227
8.3.2 原生质体融合原理及方法 228
8.3.3 体细胞杂种选择 238
8.3.4 体细胞杂种的遗传 243
小结 246
思考题 246
实验11 植物体细胞杂交 247
第9章 植物次生代谢物质生产 250
9.1 植物次生代谢的概念及其作用 250
9.1.1 植物次生代谢的概念 250
9.1.2 植物初生代谢与次生代谢的关系 251
9.1.3 植物次生代谢的作用 253
9.1.4 利用组织培养技术生产植物次生产物 255
9.2 利用细胞培养技术生产植物次生代谢物质 257
9.2.1 细胞培养方法 258
9.2.2 细胞培养生产次级代谢物的工艺过程及其影响因素 261
9.2.3 高产细胞系的筛选 269
9.2.4 利用生物反应器进行细胞大量培养 270
9.3 细胞生物转化 274
9.3.1 生物转化的基本概念及特点 274
9.3.2 植物细胞生物转化的主要反应类型 275
9.3.3 植物细胞生物转化系统 276
9.3.4 植物生物转化的应用 278
9.4 生物合成的调节 281
9.4.1 前体的调节 281
9.4.2 刺激剂的调节 282
9.4.3 基因的调节 282
9.4.4 酶活性的调节 283
9.4.5 细胞透过性的调节 284
9.5 利用组织培养技术生产次生代谢物质举例 284
9.5.1 利用红豆杉愈伤组织与细胞培养生产紫杉醇 284
9.5.2 人参细胞悬浮培养与工厂化生产 287
9.5.3 玫瑰茄细胞培养生产花青素 290
小结 291
思考题 291
实验12 紫草细胞悬浮培养与次生代谢物产物检测 291
第10章 植物脱毒技术 294
10.1 病毒对植物的危害和培养无病毒苗的意义 294
10.1.1 病毒对植物的危害 294
10.1.2 无病毒苗培育的意义 295
10.2 植物脱毒的方法 295
10.2.1 茎尖培养脱毒 295
10.2.2 其他组织培养脱毒 299
10.2.3 理化方法脱毒 301
10.3 脱毒苗鉴定 304
10.3.1 直接检测法 304
10.3.2 指示植物法 305
10.3.3 抗血清鉴定法 305
10.3.4 分子生物学鉴定法 307
10.3.5 电镜检测法 309
10.4 无病毒苗的保存和繁殖 310
10.4.1 无病毒苗的保存 310
10.4.2 无病毒苗的繁殖 313
小结 315
思考题 315
实验13 马铃薯茎尖培养和脱毒 316
实验14 兰花的脱毒与快繁 317
第11章 种质保存 319
11.1 种质资源保存的一般概念 319
11.1.1 种质资源的概念及其重要性 319
11.1.2 保存种质资源迫在眉睫 321
11.1.3 种质资源保存的主要方法 322
11.2 缓慢生长离体保存 325
11.2.1 缓慢生长离体保存的基本概念 325
11.2.2 影响缓慢生长保存的主要因素 325
11.2.3 缓慢生长保存种质资源的遗传稳定性检测 327
11.3 超低温保存 328
11.3.1 超低温保存的概念及其特点 328
11.3.2 超低温保存的基本程序 329
11.3.3 超低温保存的主要方法 332
11.3.4 影响超低温保存的因素 334
11.3.5 超低温保存应用展望 335
小结 336
思考题 336
实验15 植物茎尖超低温保存 337
第12章 植物遗传转化 339
12.1 植物遗传转化载体 339
12.1.1 根癌农杆菌Ti质粒遗传转化载体 339
12.1.2 发根农杆菌Ri质粒遗传转化载体 342
12.2 植物遗传转化受体系统 343
12.2.1 植物遗传转化受体系统的条件 343
12.2.2 常用的植物受体系统 344
12.3 植物遗传转化方法 345
12.3.1 载体转化系统 345
12.3.2 直接转化系统 349
12.3.3 种质系统介导转化 353
12.4 植物遗传转化植株的鉴定 354
12.4.1 利用选择标记基因和报告基因鉴定 354
12.4.2 利用重组DNA分子特征鉴定 357
12.4.3 利用外源基因转录鉴定 359
12.4.4 利用外源基因表达蛋白览定 360
12.4.5 利用生物学性状鉴定 361
12.4.6 转基因植物检测的其他方法 361
12.5 植物遗传转化的遗传稳定性 362
12.5.1 外源基因在转化植株中的遗传规律 362
12.5.2 转化方法对转基因植物遗传稳定性的影响 363
12.5.3 转基因沉默对转基因植物遗传稳定性的影响 363
12.5.4 外界环境因素对转基因植物遗传稳定性的影响 364
12.6 转基因植物安全性评价与管理 365
12.6.1 转基因植物环境安全性评价 365
12.6.2 转基因植物对人类健康的安全性评价 367
12.6.3 转基因植物生物安全管理 369
小结 372
思考题 372
实验16 番茄叶盘与根癌农杆菌共培养转化 373
附录 375
附录一 植物细胞组织培养综合性大实验 375
实验17 红豆杉细胞培养及紫杉醇含量检测 375
实验18 西洋芹愈伤组织的诱导及新植株形成 378
附录二 学习植物组织培养主要网站 379
附录三 主要植物组织培养基配方 380
附录四 植物细胞组织培养常用英文缩写名词中文对照 384
参考文献 386