组织 培养的特点是:取 材少,培养材料经 济;人为控制培养 条件,不受自然条 件影响;生长周期 短,繁殖率高;管 理方便,利于自动 化控制。 外植体 消毒 培养基 胚状体或植株 接种 8.3.3组织培养的过程 脱分化 愈伤组织 再分化 脱分化:原已分化的细胞,失去原有的 形态和机能,又恢复到没有分化的无组织的 细胞团或愈伤组织的过程。 再分化:脱分化状态的细胞再度分化形 成另一种或几种类型的细胞的过程。 8.3.4培养基及其成分 1、无机营养物:大量元素和微量元素 2、碳源:蔗糖,维持细胞的渗透压 3、维生素:B1(必需), B6 、烟酸、肌醇 (对生长起促进作用) 4、生长调节物质:2,4-D,NAA,KT等 5、有机附加物:Gly、酵母汁、椰子乳、 水解乳蛋白等。 其它条件 : 凝固剂:琼脂 0.6-1.0% ; pH5-6 ; 灭菌: 压力—0.8-0.9 Kg.cm-2, 15-20分钟 培养温度:24-28℃;有的要求昼夜温差, 如花、果实,昼温23-25℃,夜温15-17 ℃ 光照:1000-3000Lx 注意通气 8.3.5组织培养的应用 1、植物体的无性快速繁殖及脱毒 无性快速繁殖 — 园艺作物、农作物及 林木的育苗 脱毒 — 马铃薯、草酶等茎尖生长锥 2、花粉培养和单倍体育种 花粉培养—单倍体植株—加速育种进程 8.4种子的萌发 (Germination of Seeds) ? 8.4.1概念 ? 8.4.1.1种子萌发(seed germination):种子吸 水到胚根突破种皮(或 播种到幼苗出土)之间 所发生的一系列生理生 化变化过程。 Germination in Monocots Germination in Dicots 8.4.1.2种子生活力 种子生活力(seed viability):指种子 能够萌发的潜在能力或种胚具有的生命力。 鉴定种子生活力的方法: (1)利用组织还原能力(TTC染色法) TTC 2H 脱氢E 三苯甲腙 还原态 ( 红色) 氧化态 (无色) 2、利用原生质的着色能力 —(染料染 色法) 活种子的原生质膜有选择透性,不选 择吸收染料,原生质(胚)不着色。 3、利用细胞中的荧光物质 具有生活力的种子中的蛋白质、核酸、 核苷酸等在荧光灯下都能发出明亮的荧光。 8.4.1.3种子活力 种子活力(seed vigor): 种子在 田间状态下迅速而整齐地萌发并形成 健壮幼苗的能力。 包括种子萌发成苗的能力和对不良环境 的忍受力两个方面。 种子活力与种子的大小、成熟度和 贮藏条件有关。 8.4.1.4种子寿命 种子寿命(seed longevity):从种子 成熟到失去发芽力的时间。 顽拗性种子:不耐脱水和低温,寿 命很短,如:热带的 可可、芒果种子 正常性种子:耐脱水和低温,寿命 较长,如:水稻、花生 种子寿命与种子含水量和贮藏温度 有关。 贮藏条件对棉籽寿命的影响(15年) 含水量(%) 温度(℃) 发芽率(%) 7 7 70 0.6 21.1 21.1 85以上 70 0 8.4.2影响种子萌发的外界条件 1、足够的水分 吸水是种子萌发的第一步: (1)水分使种皮膨胀软化,氧易透过 种皮,增加胚的呼吸,胚根易突破种皮 (2)水分使原生质从凝胶态转变为溶 胶态,代谢水平提高。 豆类作物种子吸水量较禾谷类大。吸 水速度与温度有关。 2、充足的氧气 — 有氧呼吸 种子萌发要求含氧量高于10%,低 于5%多数种子不能萌发。花生、大豆、 棉花等含脂肪较多的种子萌发时,较淀 粉种子需更多的氧气。 3、适宜的温度—酶促反应 不同作物种子萌发时需要温度高 低不同,与其原产地密切相关。一般适 宜温度为20-25℃。 4、光 — 有的种子萌发需光 需光种子:光下才能萌发的种子, 如莴苣、烟草、多数杂草种子。 需暗种子:光抑制种子萌发,如 茄子、番茄、瓜类种子。 对光不敏感种子:有光无光都可 萌发, 如大多数农作物种子。 8.4.3种子萌发时的生理生化变化 (一)种子吸水 种子的吸水分为三个阶段: 急剧吸水阶段 — 吸胀性吸水 吸水停顿阶段 胚根出现, 大量吸水阶段 — 渗透性吸水 2、呼吸作用的变化 在吸水的第一和第二阶段,CO2的 产生大大超过O2的消耗 — 无氧呼吸; 吸水的第三阶段,O2的消耗大于CO2的 释放 — 有氧呼吸。大量产生ATP,如 小麦吸水30分钟,ATP增加5倍。 吸水 CO2 O2 3、酶的变化 1、酶原的活化:种子吸胀后立即出现, 如:β-淀粉E 2、重新合成:如α-淀粉E 两种途径: (1)活化长寿的mRNA (2)新合成的mRNA 新蛋白质 新蛋白质 新酶 新酶 4、贮藏物质的动员 蛋白质 新的氨基酸 CO2 N 有机酸 酰胺等 幼苗 细胞壁物质 膜 脂类 糖类 重建 运输 贮藏物质 脂肪 乙醛酸循环 淀粉 种子 Pr aa 糖类 有机酸 N 蔗糖 CO2 分解 酰胺、其它氮素 运输化合物 5、含磷化合物的变化 种子中最多的贮磷物质是肌醇六磷酸 (又称植酸或非丁)。种子萌发时,植酸 盐水解为肌醇和磷酸。 0-P H 0-P 0-P H H 0-P H 0-P H 植酸酶 0-p H 6H2O 肌醇+6H3PO4 8.5 植株的生长 8.5.1生长大周期:植物器官或整株的生长速率会表现出“慢 -快-慢”的基本规律。 ? 8.5.2植物近似昼夜节奏(生物钟):植物的很多生理活动存 在着昼夜的或季节的周期性变化,这些周期性变化很大程 度决定于环境条件的变化。可是有一些植物体发生的昼夜 周期性变化(如菜豆叶的昼夜运动),则不决定于环境条件 的变化。即使在不变化的环境条件下,在一定天数内还仍 然显示着这种周期性的、有节奏的变化。 这种生命活动 的内源性节奏的周期在20~28hr之间,接近24hr。