植物组织培养快速繁殖中间繁殖体发生类型
1.无菌短枝型
无菌短枝型又称为无菌微型扦插型。此技术是将待繁殖的材料剪成带1叶的1芽茎段,转人成苗培养基瓶内,经一定时间培养后可长成大苗,再剪成带1叶的1芽茎段,继代培养又成大苗。继代培养时将大苗反复切段转接,重复芽-苗增殖的培养,从而迅速获得较多嫩茎。这种增殖方式也称作“微型扦插”或“无菌短枝扦插”。将一部分嫩茎切段转移到生根培养基上,即可培养出完整的试管苗。这种方法主要利用顶端优势,可用于枝条生长迅速,或对植物组织培养苗质量要求较高的草本植物和一部分木本植物,如菊花、香石竹、马铃薯、丝石竹、葡萄、甘薯、猕猴桃、大丽花、月季等。该技术成苗快,不经过愈伤组织诱导阶段,遗传性状稳定,培养过程简单,适用范围广,移栽容易成活。
2.丛生芽增殖型
茎尖或初代培养的芽,在适宜的培养基上诱导,不断发生腋芽,而成丛生芽。将丛生芽分割成单芽增殖培养成新的丛生芽,如此重复芽生芽的过程,可实现快速大量繁殖的目的。将长势强的单个嫩茎转人生根培养基,诱导生根成苗,扩大繁殖。美国红桔、三角梅、樱桃、砧木等多数木本植物最好采用此种技术进行植物组织培养快速繁殖。这种技术从芽繁殖到芽,遗传性状稳定,繁殖速度快,是茎尖培养和脱毒苗初期培养不可缺少的过程。
3.器官发生型
从植物叶片、子房、花药、胚珠、叶柄等,诱导出愈伤组织,从愈伤组织上诱导不定芽,也称为愈伤组织再生途径。杨树、半夏、香花槐等组织培养快速繁殖就是用这种技术。由于容易发生变异,在良种繁殖时应特别注意。烟草、油菜、柑橘、咖啡、小苍兰、虎尾兰、香蕉和棕榈可通过此途径培养获得植株。
4.胚状体发生型
利用植物叶片,子房,花药、未成熟胚等诱导体细胞胚胎发生。似合子胚或种子,又有所不同,它也通过球形胚、心形胚、鱼雷形胚和子叶形胚的胚胎发育过程,形成类似胚胎的结构,最终发育成小苗。这种胚状体具有数量多、结构完整、易成苗和繁殖速度快的特点,是植物离体无性繁殖最快、生产量最大的繁殖技术,也是人工种子工程的前提,但注意试管苗的变异。百合等可通过此途径培养获得植株。
表5-1胚状体苗和器官发生苗的区别
胚状体苗
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器官发生苗 |
① 最初形成多来自单个细胞,双向极性,两个分生中心,较早分化出茎端和根端(方向相反)
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① 最初形成多来自多细胞,单项极性,单个分生中心 |
② 胚状体维管组织与外植体维管组织不相连
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② 不定芽、不定根与愈伤组织的维管组织相连 |
③
有典型的胚胎形态发育过程 |
③ 无胚胎形体,分生中心直接分化器官 |
④
形成的幼苗有子叶 |
④ 不定芽的苗无子叶 |
⑤
胚状体发育的苗、根、芽齐全,不经诱导生根阶段 |
⑤ 一般先长芽后诱导生根、或先诱导生根后长芽 |
诱导胚状体需要的条件,因植物种类、部位和培养时植物组织细胞所处状况的不同而异,可有几种情况。
(1)胚状体的产生不需要任何激素和细胞分裂素,如烟草、曼陀罗和水稻等的花药培养,前萝和茴香的子房培养,四季橘愈伤组织和欧芹叶柄的愈伤组织培养。
(2)培养中需要生长激素或细胞分裂素或两者的组合,如石龙芮的下胚轴、檀香和石刁柏的愈伤组织培养。频率,如颠茄的花药培养。有的需要较高的激动素和生长素的配合才能有较高的胚状体发生
(3)需先在有激素的培养基上诱导,然后转人低浓度的培养基。胚状体激素或在无激素的培养基中培养、由愈伤组织分化出悬浮培养。胡萝卜在诱导愈伤组织时需如石刁柏下胚轴的愈伤组织培养及颠茄细胞的有2,4-D的培养基上培养。2,4-D,但由愈伤组织诱导出胚状体时,则需在没某些天然产物,如椰汁西瓜汁嘌呤等都有利于胚状体的发生。酵母提取物、酪肮水解物或腺胚状体的诱导与外植体所处生理状况,内源性激素的变化及遗传性等都有密切的关系。