植物组织培养

绪论1
　0.1　植物组织培养简介1
　　0.1.1　植物组织培养的概念1
　　0.1.2　植物组织培养的类型1
　　0.1.3　植物组织培养的优越性2
　　0.1.4　植物组织培养的任务2
　0.2　植物组织培养与生物科学的关系3
　　0.2.1　植物组织培养学科的建立依赖于生物学科理论的发展3
　　0.2.2　植物组织培养为生物学研究提供新的实验体系3
　　0.2.3　植物组织培养与其它生物技术相互促进3
　0.3　植物组织培养的发展简史3
　　0.3.1　探索阶段4
　　0.3.2　奠基阶段4
　　0.3.3　迅速发展阶段5
　0.4　植物组织培养的应用及展望7
　　0.4.1　植物组织培养的应用7
　　0.4.2　植物组织培养的展望11
　小结12
　思考题12
理论篇
1　植物组织培养的基本原理14
　1.1　植物细胞全能性14
　　1.1.1　细胞全能性的绝对性与相对性14
　　1.1.2　植物细胞全能性表现14
　1.2　植物细胞分化与脱分化15
　　1.2.1　植物细胞的分化15
　　1.2.2　植物细胞的脱分化15
　　1.2.3　植物细胞的再分化16
　1.3　植物的形态建成16
　　1.3.1　愈伤组织诱导与器官分化16
　　1.3.2　植物体细胞胚胎发生17
　　1.3.3　离体器官诱导18
　　1.3.4　影响植物离体形态发生的因素19
　1.4　基因表达与位置效应及器官分化信息传递20
　　1.4.1　基因表达与位置效应20
　　1.4.2　器官分化信息传递21
　小结22
　思考题23
2　植物组织培养设备和基本技术24
　2.1　实验室布局24
　　2.1.1　准备室24
　　2.1.2　接种室25
　　2.1.3　培养室25
　　2.1.4　驯化室25
　　2.1.5　其它部分25
　2.2　基本仪器设备26
　　2.2.1　灭菌设备26
　　2.2.2　细胞器分离和计数设备26
　　2.2.3　接种设备27
　　2.2.4　培养设备27
　　2.2.5　其它仪器设备28
　2.3　培养基30
　　2.3.1　培养基的成分30
　　2.3.2　培养基的类型34
　　2.3.3　培养基的选择35
　　2.3.4　培养基的制备35
　2.4　灭菌技术38
　　2.4.1　环境灭菌38
　　2.4.2　培养基灭菌39
　　2.4.3　外植体灭菌40
　　2.4.4　用具灭菌42
　　2.4.5　污染的类型及克服方法42
　2.5　外植体44
　　2.5.1　外植体的种类44
　　2.5.2　外植体的选择44
　　2.5.3　外植体的接种45
　2.6　培养条件45
　　2.6.1　温度45
　　2.6.2　光照46
　　2.6.3　气体46
　　2.6.4　湿度46
　　2.6.5　培养基的渗透压46
　　2.6.6　培养基pH值46
　2.7　继代培养47
　　2.7.1　继代培养的作用47
　　2.7.2　继代培养中的驯化现象和衰退现象47
　2.8　试管苗驯化移栽48
　　2.8.1　试管苗特点48
　　2.8.2　试管苗驯化48
　　2.8.3　移栽49
　小结50
　思考题50
3　植物器官培养51
　3.1　植物器官培养的程序51
　　3.1.1　外植体的选择与消毒51
　　3.1.2　形态发生52
　　3.1.3　诱导生根与再生植株的移栽53
　3.2　植物营养器官培养54
　　3.2.1　植物根段培养54
　　3.2.2　植物茎段培养56
　　3.2.3　植物叶培养57
　3.3　植物繁殖器官的培养59
　　3.3.1　植物花器官培养59
　　3.3.2　植物幼果培养59
　小结60
　思考题60
4　植物组织培养61
　4.1　植物分生组织培养61
　　4.1.1　植物分生组织培养的概念和意义61
　　4.1.2　分生组织培养的方法61
　　4.1.3　影响分生组织培养的因素63
　4.2　植物愈伤组织培养65
　　4.2.1　愈伤组织培养的基本过程65
　　4.2.2　影响愈伤组织培养的因素67
　4.3　其它组织培养68
　　4.3.1　植物薄层组织培养68
　　4.3.2　髓组织培养69
　　4.3.3　韧皮组织培养69
　小结70
　思考题70
5　细胞培养71
　5.1　单细胞的分离71
　　5.1.1　由植物器官分离单细胞71
　　5.1.2　由培养组织中分离单细胞72
　5.2　单细胞培养72
　　5.2.1　单细胞培养方法72
　　5.2.2　单细胞培养的影响因素75
　5.3　细胞悬浮培养76
　　5.3.1　细胞悬浮培养方法76
　　5.3.2　培养基77
　　5.3.3　悬浮培养细胞的同步化78
　　5.3.4　细胞增殖的测定78
　　5.3.5　悬浮培养细胞的植株再生79
　　5.3.6　影响细胞悬浮培养的因素79
　小结81
　思考题81
6　植物无糖组织培养技术82
　6.1　植物无糖组织培养的概念及意义82
　　6.1.1　概念82
　　6.1.2　意义82
　6.2　植物无糖组织培养技术83
　　6.2.1　环境控制83
　　6.2.2　光独立营养培养85
　　6.2.3　驯化移栽86
　6.3　影响植物无糖培养的因素86
　　6.3.1　气体交换87
　　6.3.2　CO2浓度与光照强度的相关性87
　　6.3.3　培养基质87
　　6.3.4　植物激素87
　6.4　无糖组织培养技术的局限性88
　小结88
　思考题88
　应用篇
7　植物胚培养90
　7.1　胚培养的类型和意义90
　7.2　胚培养的方法91
　　7.2.1　子房培养91
　　7.2.2　胚珠培养92
　　7.2.3　成熟胚培养93
　　7.2.4　幼胚培养93
　　7.2.5　胚乳培养95
　7.3　几种植物的胚培养技术96
　　7.3.1　大田作物胚培养技术96
　　7.3.2　园艺植物胚培养技术97
　　7.3.3　林木胚培养技术99
　　7.3.4　药用植物胚培养技术99
　7.4　离体授粉100
　　7.4.1　离体授粉的方法101
　　7.4.2　影响离体授粉的因素102
　小结102
　思考题103
8　植物离体快繁104
　8.1　植物离体快繁的意义104
　8.2　离体快繁的方法104
　　8.2.1　无菌培养的建立104
　　8.2.2　茎芽增殖的途径105
　　8.2.3　影响茎芽增殖的因素105
　8.3　离体快繁中存在的问题及解决途径106
　　8.3.1　培养物污染106
　　8.3.2　褐化106
　　8.3.3　玻璃化107
　　8.3.4　性状变异108
　8.4　几种植物的离体快繁技术108
　　8.4.1　大田作物离体快繁技术108
　　8.4.2　园艺植物离体快繁技术109
　　8.4.3　林木离体快繁技术110
　　8.4.4　药用植物离体快繁技术113
　小结114
　思考题114
9　人工种子115
　9.1　人工种子概念及意义115
　　9.1.1　人工种子的概念115
　　9.1.2　人工种子的结构115
　　9.1.3　人工种子的意义116
　9.2　人工种子的制备方法和技术117
　　9.2.1　目标植物和外植体的选取117
　　9.2.2　胚状体和胚类似物的诱导117
　　9.2.3　人工种子的包埋119
　9.3　人工种子的贮藏与萌发121
　　9.3.1　人工种子贮藏技术122
　　9.3.2　人工种子发芽试验123
　9.4　几种植物人工种子制备技术123
　　9.4.1　大田作物人工种子制备技术123
　　9.4.2　园艺植物人工种子制备技术124
　　9.4.3　林木人工种子制备技术125
　　9.4.4　药用植物人工种子制备技术126
　小结127
　思考题127
10　植物脱毒苗培育128
　10.1　植物脱毒的意义128
　10.2　植物脱毒的方法128
　　10.2.1　热处理脱毒128
　　10.2.2　茎尖培养脱毒129
　　10.2.3　微体嫁接脱毒130
　　10.2.4　抗病毒剂的应用131
　　10.2.5　其它脱毒方法131
　10.3　脱毒苗的鉴定132
　　10.3.1　脱毒效果的检测132
　　10.3.2　脱毒苗农艺性状的鉴定136
　　10.3.3　无病毒原种的保存和应用136
　10.4　几种植物的脱毒苗培育技术137
　　10.4.1　大田作物的脱毒苗培育技术137
　　10.4.2　果树的脱毒苗培育技术139
　　10.4.3　蔬菜的脱毒苗培育技术140
　　10.4.4　花卉的脱毒苗培育技术142
　　10.4.5　药用植物的脱毒苗培育技术144
　　10.4.6　林木的脱毒苗培育技术145
　小结146
　思考题147
11　体细胞无性系变异及筛选148
　11.1　体细胞无性系变异的来源148
　　11.1.1　源于外植体的变异148
　　11.1.2　离体培养诱导的变异149
　11.2　体细胞无性系变异的遗传学基础151
　　11.2.1　染色体变化151
　　11.2.2　基因突变152
　　11.2.3　基因扩增152
　　11.2.4　细胞质基因变异152
　　11.2.5　转座因子活化153
　　11.2.6　DNA甲基化153
　11.3　体细胞无性系的筛选153
　　11.3.1　突变细胞离体筛选的方法154
　　11.3.2　影响细胞筛选效果的因素154
　　11.3.3　体细胞无性系的鉴定155
　　11.3.4　几种体细胞突变体筛选技术155
　小结159
　思考题159
12　次生代谢产物生产和生物转化160
　12.1　细胞的大量培养160
　　12.1.1　培养系统160
　　12.1.2　培养技术163
　12.2　天然化合物的生产165
　　12.2.1　生物反应器的放大166
　　12.2.2　目的产物的分离纯化167
　12.3　生物转化169
　　12.3.1　生物转化的原理169
　　12.3.2　生物转化的方法171
　　12.3.3　影响植物生物转化的因素172
　12.4　几种次生代谢产物的生产与应用172
　　12.4.1　次生代谢产物生产在制药工业上的应用172
　　12.4.2　次生代谢产物生产在食品工业上的应用174
　小结176
　思考题176
13　植物种质资源的离体保存178
　13.1　限制生长保存178
　　13.1.1　低温保存178
　　13.1.2　高渗透压保存178
　　13.1.3　生长抑制剂保存179
　　13.1.4　降低氧分压保存179
　　13.1.5　干燥保存法179
　13.2　超低温保存179
　　13.2.1　超低温保存的原理180
　　13.2.2　超低温保存的基本程序180
　　13.2.3　超低温保存的方法与技术180
　　13.2.4　离体保存种质的完整性182
　13.3　几种植物离体保存技术183
　　13.3.1　大田作物离体保存技术183
　　13.3.2　园艺植物离体保存技术184
　　13.3.3　林木离体保存技术185
　　13.3.4　药用植物离体保存技术187
　小结188
　思考题189
14　单倍体培养190
　14.1　单倍体的起源190
　14.2　离体条件下的小孢子发育191
　　14.2.1　离体小孢子发育途径191
　　14.2.2　离体小孢子发育的影响因素191
　　14.2.3　花粉植株形态发生方式196
　14.3　花药培养196
　　14.3.1　花药培养技术196
　　14.3.2　孤雄生殖诱导的分子机理196
　14.4　小孢子培养197
　　14.4.1　小孢子培养技术197
　　14.4.2　小孢子培养较花药培养的优越性197
　14.5　未受精子房及胚珠培养198
　　14.5.1　未受精子房培养198
　　14.5.2　未受精胚珠培养198
　　14.5.3　未受精子房及胚珠培养的影响因素198
　14.6　单倍体植株鉴定及染色体加倍198
　　14.6.1　单倍体植株鉴定方法198
　　14.6.2　单倍体植株的染色体加倍199
　14.7　小孢子（花粉）植株中的倍数变异199
　14.8　几种植物的单倍体培养技术200
　　14.8.1　大田作物单倍体培养技术200
　　14.8.2　园艺植物单倍体培养技术202
　　14.8.3　林木单倍体培养技术203
　　14.8.4　药用植物单倍体培养技术204
　小结205
　思考题205
15　原生质体培养206
　15.1　原生质体培养的意义206
　15.2　原生质体的分离206
　　15.2.1　取材206
　　15.2.2　分离原生质体所用的酶类207
　　15.2.3　酶液的pH值207
　　15.2.4　酶液的渗透压207
　　15.2.5　原生质体的游离208
　　15.2.6　原生质体的纯化208
　　15.2.7　原生质体活力的鉴定209
　15.3　原生质体培养209
　　15.3.1　原生质体的培养方法209
　　15.3.2　原生质体培养基209
　　15.3.3　植板密度210
　　15.3.4　培养条件211
　　15.3.5　原生质体再生211
　15.4　几种植物的原生质体培养技术211
　　15.4.1　水稻原生质体培养211
　　15.4.2　欧白英原生质体培养212
　　15.4.3　枇杷原生质体培养212
　　15.4.4　甘薯原生质体培养212
　小结212
　思考题213
16　体细胞杂交214
　16.1　原生质体融合214
　　16.1.1　自发融合与诱导融合214
　　16.1.2　对称融合与非对称融合217
　16.2　杂种细胞的选择217
　　16.2.1　互补筛选法218
　　16.2.2　利用物理特性差异的选择方法219
　　16.2.3　利用生长特性差异的选择方法219
　16.3　杂种细胞的培养和杂种植株再生220
　　16.3.1　杂种细胞培养的方法与技术关键220
　　16.3.2　杂种植株再生220
　　16.3.3　杂种植株的核型221
　16.4　体细胞杂种的鉴定221
　　16.4.1　形态学鉴定221
　　16.4.2　细胞学鉴定222
　　16.4.3　同工酶鉴定222
　　16.4.4　分子生物学鉴定222
　16.5　细胞质杂交223
　16.6　几种植物体细胞杂交成功的例子224
　　16.6.1　油菜种内杂交直接转移雄性不育细胞质225
　　16.6.2　马铃薯栽培种与野生种的杂种225
　　16.6.3　利用苇状羊茅和意大利黑麦草的体细胞杂种育成新型牧草225
　　16.6.4　普通小麦与墨西哥黑甜玉米的体细胞杂种225
　　16.6.5　沙打旺与紫花苜蓿的属间体细胞杂种226
　　16.6.6　柑橘不对称体细胞杂交育种进展226
　小结226
　思考题226
17　植物的遗传转化228
　17.1　植物遗传转化的方法228
　　17.1.1　农杆菌介导法228
　　17.1.2　基因枪法231
　　17.1.3　其它常用的转化方法233
　17.2　转化植株的检测234
　　17.2.1　报告基因检测235
　　17.2.2　分子杂交检测236
　17.3　几种植物遗传转化的技术236
　　17.3.1　大田作物遗传转化的技术236
　　17.3.2　园艺植物遗传转化的技术237
　　17.3.3　林木遗传转化的技术238
　　17.3.4　药用植物遗传转化的技术238
　小结239
　思考题239
附录
附录1　植物组织培养常见的英文缩略语240
附录2　植物组织培养基常用化合物的分子式及相对分子质量241
附录3　温湿度换算表242
附录4　常用培养基的配方243
附录5　推荐读物247
参考文献249