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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　pH29

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pH169

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