学习活动3 器官培养快速繁殖技术

【学习目标】 1．掌握利用植物茎、叶进行组培快繁的基本技术。

2．掌握利用植物根进行组培快繁的基本技术。

【学习准备】 典型根（茎、叶）组培快繁实例、组培实训室及设备、培养基。

【学习过程】

问题

植物的器官有哪几类？是否都能进行组培快繁？

基本知识

一、茎培养快速繁殖方法

茎段培养快速繁殖是指将带有腋（侧）芽或叶柄、长数厘米的茎段进行离体快速繁殖的过程。

1．茎段培养的特点

嫩茎细胞的可塑性大，容易离体培养，故常作为快速繁殖的外植体。

2．茎段培养的方法

（1）初代培养：将幼嫩的带芽茎段剪去叶，经过清洗、表面灭菌后，在无菌条件下切成几厘米长带节的茎段，接种在培养基上。

图5-3-1蝴蝶兰组培苗工厂化生产

（2）继代培养（茎芽增殖）：茎段培养增殖芽苗的途径一般有两种，一是促进腋芽的快速形成，二是诱导形成大量不定芽。茎段上的芽有腋芽和不定芽，茎段培养过程中主要利用茎段上的腋芽。通常情况下，由于顶芽的存在，腋芽处于休眠状态。离体条件下，由于受植物生长调节物质的刺激，腋芽解除休眠，萌发生长并不断形成芽丛。腋芽萌发后可以形成小枝条，切割这些小枝条可以得到顶芽和带有腋芽的茎段。反复切割和培养这些顶芽和茎段可以使芽苗扩繁，数量不断增加。

（3）生根培养：当芽苗增加到所需要的数量时，把无根苗转接到生根培养基上继续培养，可以得到完整的小植株。

（4）驯化移栽：将生根的试管苗经过驯化后进行移栽管理。

图5-3-2茎段培养示意图

二、叶培养快速繁殖方法

很多植物，如菊花、仙客来、球根海棠、河北杨等的叶片具有很强的再生能力，取材方便，数量多且均一性较强，可以作为适宜的外植体。

1．无菌培养物的建立

选择健康、无病虫害的幼嫩叶片，经过清洗、表面灭菌后，切割成适宜的大小（一般为0.5~1 cm2的小方块），接种在固体培养基上。接种时叶片平放。

2．茎芽增殖培养

将经过初代培养获得的无菌苗转接到继代培养基中进行增殖培养，以得到更多的不定芽。叶片培养形成茎芽有两条途径：一是在叶片上直接产生不定芽；二是经过愈伤组织产生阶段，再诱导形成不定芽。

图5-3-3叶片培养直接产生不定芽

3．诱导芽苗生根

当获取了一定数量的不定芽时，选取约2 cm高的芽苗分别切下，接种于生根培养基中进行生根培养，当试管苗生根后，就可以出瓶炼苗了。

4．移栽管理

将生根的小植株放置在温室里，打开瓶盖炼苗2~3d，取出小苗并洗掉根部附着的琼脂培养基，移栽到经过消毒的基质中，做好移栽管理工作。

以球根海棠为例，用叶片做外植体，培养完整植株的过程如图5-3-4。

图5-3-4植株培养过程（以叶片做外植体）

三、根培养快速繁殖方法

1．根培养的特点

离体根的培养具有生长迅速、代谢活跃及在已知条件下培养可根据需要增减培养基成分等特点。因此，离体根的培养多用于探索植物根系的生理和代谢活动。

2．培养方法

在离体根的培养中，首先要解决外植体消毒问题，因为在自然条件下，根生长在土壤中，要进行彻底的表面消毒是非常困难的，因此常用无菌苗的根作为培养材料。下面以番茄根为例，学习根培养的过程。

图5-3-5野生胡萝卜根培养形成小植株

将番茄种子经过常规表面消毒后，在无菌条件下放置在盛有MS培养基或铺有一层脱脂棉的培养瓶中，使之在适宜的温度下萌发。待胚根伸长至一定长度后，从根尖一端切取10 mm长接种于固体培养基中，暗培养4d有侧根发生，1周后又可以切下侧根的根尖作为新的培养材料再进行扩大培养。这种由单个直根衍生而来并经过继代培养而保持遗传性一致的根的培养物，可称为离体根的无性系。

番茄根离体培养的过程：种子用70%酒精消毒1~2 min→用0.1%升汞溶液消毒5~6 min→无菌水冲洗4~5次→将10粒种子放在培养皿中的湿滤纸上→培养皿暗中培养直至胚根长至30~40 mm→切取10 mm长的根尖接种在培养基上→25℃下培养直至侧芽长出。