植物组培与多倍体育种相结合的研究进展
北方园艺2009(5):111～113?专题综述?
第一作者简介:邓平平(1983Ο
),女,吉林人,在读硕士,研究方向为新品种选育。E Οmail :help_you_help_me @https://www.wendangku.net/doc/8316583106.html, 。
基金项目:“十一五”科技支撑计划资助项目(2006BAD01A08)。收稿日期:2008-12-20
植物组培与多倍体育种相结合的研究进展
邓平平,罗 乐,张启翔
(北京林业大学园林学院,北京100083)
摘 要:利用组织培养可以加快多倍体的育种进程,提高多倍体的诱导成功率。现主要介绍
组织培养与多倍体育种结合应用的方法、材料、处理时间和浓度的选择,以及这种方法的优缺点,并对应用前景进行了展望。
关键词:组织培养;多倍体育种中图分类号:Q 943.1 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2009)05-0111-03
近十几年来,植物组织培养技术日臻完善,多数植
物都已经建立起了较为完善的再生体系,由于条件易于控制,现多用于与化学诱变结合诱导植物多倍体。
化学诱变与组培的结合,使得多倍体诱导中融入了组织培养的优点。首先试验条件易于控制,由于组培是在室内进行的,这就在很大程度上降低了外界环境因素对于试验的干扰和影响。其次,可以缩短育种时间,由于组培能实现快速繁殖,多倍体诱导时可一次处理大量的植物材料,大大的加快了育种进程。第三,利用组织培养技术可对诱导成功的材料进行快速繁殖,获得更多的多倍体材料。另外由于所选材料大多幼嫩,且处在分生状态的组织细胞,容易受秋水仙碱的影响,诱导成功率较高。同时方便鉴定,在短期内可快速鉴定大批量株系,筛选出多倍体,且多倍体纯度高。
1 常用诱导方式
在组培与多倍体育种相结合的应用中,常用的诱变剂是秋水仙碱,根据材料与诱导方式的不同选用不同的浓度。常用的诱导方式有浸渍法、点滴法和混培法。1.1 浸渍法
用过滤灭菌的不同浓度的秋水仙碱直接浸泡植物的组织和器官,后播于未加秋水仙碱的培养基中,此方法成功的在香石竹[1]、四季桔[2]、金柑[3]、新疆雪莲[4]等多种植物多倍体诱导中得到了应用。关于浸泡的浓度和时间目前说法不一,根据植物、组织和器官的不同而有各自较适合的剂量和处理时间。由于浸渍法与植物的组织器官直接接触,诱导成功率较高。另外为了进一步加强植物材料和药液之间的接触,提高诱导的成功率,何建等[5]将获得的无菌试管苗茎尖转移到已过滤灭
菌的浓度为0.05%、0.1%、0.2%、0.4%的秋水仙碱溶液中,放于摇床上轻轻摇动使其与秋水仙碱溶液充分接触,处理完毕用无菌水冲洗4～5次,转入到不含有秋水仙碱的继代培养基上继续培养,得到较理想的效果。1.2 点滴法
将植物材料用灭过菌的棉花包裹,滴加不同浓度的无菌秋水仙碱溶液,保持材料与药液的接触,随时滴加药液。此法可用于避免长时间的处理致使秋水仙碱溶液分解,影响加倍诱导的效果。1.3 混培法
将不同浓度的秋水仙碱溶液加入培养基中,后将材料灭菌后直接接到培养基中进行培养,由于材料只单面接触培养基,并不能较充分的与秋水仙碱药液接触,因此诱导效果并不是很理想,但也有较为成功的例子。王强等将川贝母淡黄色愈伤组织切成0.5cm ×0.5cm ×0.5cm 的小块,转入含有秋水仙碱浓度分别为100、500、1000、2000mg/L 的愈伤组织诱导培养基中,处理分别为1、5、10d ,处理完毕后转入不含秋水仙碱的分化培养基中进行分化培养,获得四倍体植株[6]。
以上3种方法各有利弊,对于不同植物材料的诱导也产生了不同的加倍效果,如郑君强等[2]用秋水仙碱诱导四季桔的研究结果表明浸渍法效果较好;而段英姿[7]等用秋水仙碱诱导菘蓝多倍体时发现秋水仙碱加入培养基中有助于多倍体的形成。
2 诱导材料的选择
用于组织培养的外植体材料均可以用来诱导多倍
体,但是秋水仙碱对于正在分裂的细胞诱导成功率较高,因此大多数学者都采用愈伤组织和丛生芽进行诱导。近年来随着诱导技术的逐渐成熟,也见了用种子、离体组织进行成功诱导的报道。2.1 种子
用种子进行多倍体诱导的试验以前多见于田间实验,但由于温度、光照条件的不确定性,对于诱导结果有
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一定的影响。因此现多用组织培养的方法进行多倍体诱导。张蜀敏等[4]用秋水仙碱浸种法:将未消毒的雪莲种子分别浸泡在0、0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1.1%的秋水仙碱与2%的二甲基亚砜溶液中共处理6h,然后将处理后的种子消毒后,接种到MS基本培养基上培养。但是试验结果并不理想,出现了较多的嵌合体。
2.2 愈伤组织
愈伤组织为正在分裂的细胞,用秋水仙碱进行处理后,较容易出现多倍体。目前用愈伤组织进行多倍体诱导取得了较成功的结果。王跃华[8]用秋水仙碱溶液诱导茎段愈伤组织,将已培养的川黄柏茎段愈伤组织切成小块分别接种在含有不同浓度的秋水仙碱(过滤灭菌)的培养基上进行芽分化培养,25d后将诱导产生的不定芽再转入不含有秋水仙碱的生根培养基中培养,40d后获得多倍体组培苗。用不同浓度的秋水仙碱溶液浸泡愈伤组织后转入不含秋水仙碱的培养基中进行培养。2.3 丛生芽
芽比较幼嫩,较容易经秋水仙碱处理后加倍,并得到较为纯和的多倍体。曹杨[9]用生姜试管苗的初生芽作为无菌材料,浸泡于0.2%秋水仙碱12h,得到较高诱导率的多倍体。
2.4 幼苗
可以先培育出无菌幼苗,后用秋水仙碱进行处理。段英姿等[10]将秋水仙碱过滤灭菌后配成含不同浓度的秋水仙碱分化培养基,将长1.5～2cm健壮幼苗转入该培养基中,分别处理5、7、10d,再转入生根培养基中培养。
2.5 叶片
叶片可直接用秋水仙碱进行处理,诱导多倍体。王鸿鹤等将秋水仙碱过滤灭菌后按不同浓度分别加入分化培养基中,将叶片预培养l周后转入上述培养基中,分别处理l、2周后,无菌水冲洗,用无菌滤纸吸干后转入分化培养基培养。但结果并不理想,随着秋水仙碱处理浓度与时间的加长,叶片受损害较为严重[11]。
2.6 茎段
茎段近来也较多的被用来诱导多倍体,并可见较成功的报道。商宏莉等[12]在无菌的条件下利用秋水仙碱对红千层无菌苗茎段进行处理,成功的诱导出了四倍体植株。
2.7 茎尖
茎尖比较幼嫩,分生能力强,经药液处理较容易获得多倍体。周堂英等[13]用不同浓度的秋水仙碱对粉葛的无菌苗茎尖进行不同时间的处理,成功诱导出遗传物质加倍的同源四倍体。
2.8 体细胞胚胎
体胚萌发早期对秋水仙碱有较强的耐受性,用体胚诱导多倍体成功率较低。李正红等[14]以地锦幼胚愈伤组织诱导的体细胞胚胎为材料用秋水仙碱浸泡处理,仅有一种处理出现了多倍体,比率为40%。
2.9 胚根
胚根较幼嫩,诱导成功率相对较高,但容易产生嵌合体。张蜀敏等[4]待种子露白后,待胚根长至1cm左右,转接至含有2%二甲基亚砜(DMSO),且分别含100、400、600mg/L秋水仙碱的MS基本培养基上依次培养12、18、24h。
3 处理浓度和时间
秋水仙碱是一种有毒药剂,处理不当会对植物造成伤害。秋水仙碱处理的浓度和时间因诱导的方法和材料的不同有所差异。浓度高、处理时间长诱导率高,但是容易对植物造成伤害;浓度低、时间短则不易得到多倍体植株。一般有效浓度为0.0006%～1.6%。但浓度大小因植物的不同和同一植物的不同部位而有所差异,因此浓度和时间的处理还要事先进行预试验,找到最适的浓度和时间。但一般0.2%～0.4%水溶液效果较好[15]。另外由于浸渍法直接与植物材料接触,故所需浓度相对较低,而混培法则相对要提高秋水仙碱的浓度(针对同一植物同一部位的处理)。
4 存在的问题
组培与化学诱变的结合存在着一些问题,一是由于需要进行足够的诱变处理才能筛选出有用的多倍体。二是由于一些植物材料尚未建立完善的组培快繁体系,因此,此方法并不能用于所有的植物上,具有局限性。三是由于室内与外界环境差异较大,室内条件单一易于控制,而田间、温室会受到诸多因素影响,这就影响了组培苗移栽的成活率,造成诱变成功的植株移栽后死亡的现象。四是目前多倍体育种主要采用的是秋水仙碱药剂,由于秋水仙碱是一种有毒物质,对于人类和环境都有一定的危害,另外也容易对植物产生毒害作用,因此寻找一种既能有效诱导多倍体,又能减少有毒危害的药剂是今后的研究方向。
5 前景展望
组培与多倍体育种的结合应用,不仅是新的诱导方法,而且可以解决一些多倍体育种中容易产生的问题,加快多倍体育种的进展,具有较为广阔的应用和发展前景。
目前对于组培体系较为完善的植物可进行大量的诱导处理培育多倍体,同时应加强蔬菜、林木、药用植物等的离体培养技术,从而实现组培与多倍体育种相结合应用,以期达到改良物种和丰富种质资源的目的。
参考文献
[1] 瞿素萍,熊丽,莫锡君,等.香石竹的多倍体诱导及其变异研究[J].西
211
北方园艺2009(5):111～113?专题综述?
南农业大学学报(自然科学版),2004,26(5):609Ο612.
[2] 郑君强,罗筱玉,方小燕.秋水仙碱对四季桔多倍体的诱导效应[J].福建果树,2005(4):3Ο5.
[3] 郑君强,陈露薇,罗筱玉,等.金柑多倍体诱导初探[J].亚热带农业研究,2005(4):17Ο20.
[4] 张蜀敏,王晓军,郝秀英,等.新疆雪莲多倍体的诱导初探[J].西北农业学报,2008,17(1):216Ο220.
[5] 何建,冯焱,王建辉,等.长穗桑组织培养和四倍体新种质诱导[J].西南农业学报,2008,21(1):142Ο146.
[6] 王强,兰利琼,傅华龙.秋水仙碱诱导川贝母(Fritillaria cirrhosa D. Don)愈伤组织多倍体的研究[J].武汉植物学研究,2002,20(6):449Ο452. [7] 段英姿,陈玉琴,柴凤瑞.秋水仙碱诱导菘蓝多倍体的研究[J].唐山师范学院学报,2006,28(2):21Ο23.
[8] 王跃华.川黄柏多倍体诱导研究[J].中国中药杂志,2006,31(6):448Ο451.
[9] 曾杨,高山林,王蔚,等.脱病毒生姜同源四倍体的诱导和鉴定[J].药物生物技术,2006,13(5):338Ο342.
[10]段英姿,客绍英,曹静,等.秋水仙碱诱导南丹参多倍体的研究[J].中国中药杂志,2006,31(6):445Ο448.
[11]王鸿鹤,葛欣,徐启江,等.秋水仙碱诱导重瓣大岩桐(Sinningia spe2 ciosa)多倍体的研究[J].热带亚热带植物学报,1999,7(3):237Ο242. [12]商宏莉,汪卫星,向素琼,等.利用组织培养技术进行红千层多倍体诱导[J].西南农业大学学报(自然科学版),2003,25(5):396Ο399.
[13]周堂英,李惠波,向素琼,等.粉葛组织培养及同源四倍体诱导[J].中草药,2005,36(8):1230Ο1233.
[14]李正红,孙振元,彭镇华.秋水仙碱诱导地锦多倍体研究[J].核农学报,2005,19(6):430Ο435.
[15]程金水.园林植物遗传育种学[M].北京:中国林业出版社,1999: 178Ο179.
[16]谭德冠,庄南生,黄华孙.组织培养与秋水仙碱诱导相结合培育植物多倍体的应用(综述)[J].亚热带植物科学2005,34(1):77Ο80.[17]刘进平,郑成木.诱变结合植物组织培养在植物育种中的应用(综述)[J].上海农业学报,2004,20(1):19Ο22.
[18]彭尽晖,张良波,彭晓英.秋水仙碱在植物倍性育种中的应用进展[J].湖南林业科技,2004,31(5):22Ο25.
[19]张兴翠.药用百合的多倍体诱导及快速繁殖[J].西南农业大学学报, 2003,25(1):14Ο17.
[20]王俐.库拉索芦荟的多倍体诱导及其变异初报[J].云南植物研究, 2001,23(4):493Ο496.
[21]张数鑫,谢芝馨,于元杰,等.秋水仙素结合组织培养技术诱导大葱多倍体的研究[J].生物技术,2005,15(4):67Ο70.
[22]张智慧,张金渝,金航木.组织培养在药用植物育种上的应用[J].西南农业学报,2006,19(增刊):496Ο499.
[23]彭尽晖,张良波,彭晓英.秋水仙素在植物倍性育种中的应用进展[J].湖南林业科技,2004,31(5):22Ο25.
[24]乔永刚,宋芸,田永生.园艺植物多倍体育种中组织培养技术应用现状及展望[J].农业网络信息,2006(3):98Ο100.
[25]时学工,王丽萍.组织培养和化学诱导在草本花卉育种中的应用[J].种子科技,2002(1):35Ο36.
[26]胡洲鹤,覃子海,蔡玲.秋水仙素诱导桉树多倍体的初步研究[J].广西林业科学,2004,33(4):195Ο197.
[27]陈发棣,蒋甲福,房伟民.秋水仙素诱导菊花脑多倍体的研究[J].上海农业学报,2002,18(1):46Ο50.
[28]郑思乡,胡秀,雷小云,等.离体培养条件下三色堇多倍体诱导研究[J].云南农业大学学报,2003,18(4):397Ο400.
[29]郑思乡,雷小云,董志渊,等.离体培养条件下金鱼草多倍体诱导研究[J].云南林业科技,2003(4):80Ο83.
[30]王军玲,汪卫星,郭启高,等.鸡冠花离体快繁及多倍体诱导[J].分子植物育种,2008,6(1):187Ο192.
[31]张志胜,黎扬辉,姜蕾,等.红掌四倍体的离体诱导及其鉴定[J].园艺学报,2007,34(3):729Ο734.
T he R esearth of the Dom estic P lant T issu e C u ltu re in
C onnection w ith the Polyploid B reeding
DENG PingΟping,LUO Le,ZHANG QiΟxiang
(Landscape C ollege,Beijing Forestry University,Beijing100083,China)
Abstract:Tissue culture could be used to speed up the polyploid breeding process,and improve the success rate of induc2 tion.This paper described the methods,materials,processing time and the concentration,the advantages and disadvan2 tages of this method,and the application prospect.
K ey w ords:Tissue culture;Polyploid breeding
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植物多倍体的诱发和鉴定
植物多倍体的诱发和鉴定 一、实验目的 通过实验，进一步了解人工诱导多倍体的原理，并初步掌握用秋水仙素诱发多倍体的一般方法及细胞学鉴定。 二、实验原理 染色体是遗传物质的主要载体。每一个物种都具有特定的形态特征。各个物种细胞内染色体的数目都是相对恒定的，这是一个重要的生物学特征。染色体数目和结构的改变，将会导致生物性状的改变。遗传学中把二倍体生物配子中所具有的染色体成为一个染色体组，通常用n来表示。而一个染色体组中包含的染色体数目成为染色体基数，用x表示。同一个染色体组的各个染色体的形态、结构和连锁基因群都彼此不同，但它们构成一个完整而协调的体系。 细胞中染色体数目的变异类型有两类：整倍体变异和非整倍体变异。整倍体变异指体细胞中染色体数目按染色体组的基数（x）成倍数增加或减少的现象。具有两套染色体组的生物体成为二倍体，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的整倍体为多倍体。多倍体按其来源可以分为：同源多倍体和异源多倍体，同源多倍体是指具有三个或三个以上相同染色体组的细胞或个体；异源多倍体是体细胞中含有两个以上不同类型染色体组的多倍体。 自然界中的多倍体主要存在于植物中，动物中的多倍体很少。多倍体可以在自然条件下产生，也可以人工诱导形成。人工诱导多倍体通常采用物理方法和化学方法。物理方法有高温、低温、超声波、嫁接和切断等，化学方法是使用秋水仙素、异生长素、萘骈乙烷来诱导多倍体。在诱导多倍体的方法中，以应用化学药剂更为有效，其中以秋水仙素效果最好，使用广泛。秋水仙素阻碍有丝分裂中细胞纺锤体的形成，这样细胞不能分离，产生染色体加倍的核。 本实验用适当浓度的秋水仙素处理洋葱或大蒜根尖，待根尖膨大后制片观察，可诱发多倍体。 三、实验材料 大蒜根尖 四、实验方法与步骤 （一）根尖多倍体的诱发 将大蒜去掉老根，置于盛水的培养皿上，25℃条件下培养发根，待不定根长出1cm时取出洗净，把水晾干后移到0.1%秋水仙素溶液中，根尖朝下，使根部浸没在药液中，于10℃培养箱中低温培养，直到根尖膨大为止。 （二）固定 用清水洗净根尖上的秋水仙素，剪取约1cm长的膨大根尖，以卡诺固定液固定2~24h，清水洗净固定液，再移入70%酒精保存。 （三）解离 将根尖放入小指管中，加1mol/L盐酸，量以没过根尖0.5cm即可，60℃恒温水浴锅中进行水解约6min。 （四）染色 倒掉解离液，用清水反复冲洗根尖，用解剖针切去1mm左右的根尖，置于载玻片上，
药用植物遗传育种学
第一章绪论 1.药用植物育种学：研究选育与繁殖药用植物新品种的原理和方法的科学。 2.育种学的任务：改变植物的遗传模式，即基因型，而不是改变其表现型，基因型相同表现型不一定相同，反之亦然。 3.药用植物育种学的容： 育种目标的制定和实现目标的相应策略；种植资源的搜集、保存、研究、利用和创新；选择的理论和方法；人工创新变异的途径、方法及技术；杂种优势利用的途径和方法；目标性状的遗传、鉴定和选育方法；药用植物育种各阶段的田间试验技术；新品种的审定、推广和种子生产。 4.获得药用植物优良品种的常规途径 从野生或者栽培品种中人工选择；通过有性或者无性杂交育种培育 5.新的育种技术 诱变育种；多倍体育种；细胞培养技术；体细胞杂交技术；转基因工程（基因添加、基因剔除、代途径转向、DNA标记辅助选择） 6.品种：经人类培育选择创造的，经济状况及农业生物学特征符合生产和消费要求，在一定的栽培条件下可以和其他群体相区别，个体间的主要相对性状相似，以适当的繁殖方式能保持其重要特征的一个栽培植物群体。 7.品种的特性： 特异性（品种间）、一致性（个体间）、稳定性（特征特性）、地区性（生态环境）、时间性（使用日期） 8.遗传改良的特点：目的性、计划性、快速性、丰富性 9.良种的作用：提高单产；改进品质；提高抗病虫害能力；减少农药污染；增强适应性及抗逆性；延长产品的供应和利用时期；适应集约化管理 第二章药用植物的繁殖方式和育种 1.有性繁殖：植物繁殖的基本方式，由雌配子（卵细胞）和雄配子（精细胞）相互结合（即受精）产生后代。 2.自花授粉植物：又名自交植物，即主要以自花授粉方式繁殖后代的植物。异交率为0～4% 。 3.自花授粉（self-pollination）：同一朵花的花粉传到同一朵花的雌蕊柱头上，或同株的花粉传播到同株的雌蕊柱头上。 4.自花受精：同株或同花的雌雄配子相结合的受精过程。 5.花器构造特点：①雌雄蕊同花、同熟，二者长度接近或雄蕊较长；②开花时间较短，甚至闭花授粉；③花器保护严密，其他花粉不易飞入。 6.异花授粉植物又名异交药用植物，主要以异花授粉方式繁殖后代的药用植物。异交率大于50%。 7.异花授粉（ cross-pollination ）：雌蕊的柱头接受异株花粉授粉。 8.异花受精：由异株的雌雄配子相结合的受精过程。 9花器构造特点：①雌雄异株（dioecious），雌花和雄花分别生长在不同的植株上，如大麻、菠菜等；②雌雄同株异花（monoecious），雌花和雄花分别着生在同一植株的不同部位，如玉米、黄瓜；③雌雄同花但自交不亲和，如甘薯、白菜、向日葵等。 10. 风媒花的特征是：多为单性花，单被或无被，花粉量多，柱头面积大并有粘液等 11. 虫媒花的特征是：多为两性花，雌蕊和雄蕊不同时成熟，有蜜腺、香气，花被颜色鲜艳，花粉量少，花粉粒表面多具突起，花的形态构造比较适宜昆虫传播。 12. 常异花授粉药用植物：同时依靠自花和异花授粉两种方式繁殖后代的药用植物
植物的多倍体培养
植物多倍体培养 4月10日起 摘要：植物多倍体是指每个细胞中的染色体数具有3套或更多套数的植物。随着染色体组倍数的增加，有可能使一些作物的经济性状发生有利的变化。因此，植物多倍体的研究和利用是育种工作中值得重视的途径之一。本次实验就是通过用拟南芥种子作为实验材料，通过培育多倍体拟南芥，来熟悉掌握一般的多倍体诱导的方法。 1.引言 1916年温克勒（H.Winkler）在番茄与龙葵的嫁接试验中发现，在愈伤组织长成的枝条中有番茄的四倍体。自1937年布莱克斯利（https://www.wendangku.net/doc/8316583106.html,keslee）和埃弗里（A.G.Avery）利用秋水仙素诱发曼陀罗四倍体获得成功以后，各国相继展开人工诱发多倍体的试验研究。1947年，木原均、西山市三发表《利用三倍体无子西瓜之研究》，报导了三倍体无子西瓜选育成功。1959年，西贞夫等利用四倍体结球甘蓝和四倍体白菜杂交，成功地育成双二倍体新种——“白蓝”。目前，已有1000多种植的获得了多倍体。中国于20世纪50年代开始多倍体育种的研究。70年代以来，蔬菜多倍体育种取得许多重要进展，已培育出三倍体、四倍体西瓜，四倍体甜瓜以及萝卜、番茄、茄子、芦笋、辣椒和黄瓜等蔬菜多倍体材料。 多倍化后，多个等位基因互作产生了更多的组合和更多样的功能变化，从而比二倍体亲本拥有更高的杂合性和更迅速的环境适应力，表现为抗逆性增强及克服远缘杂交的不育性等特点而倍受园艺育种学家的青睐。 多倍化导致植物基因组发生部分或全部的重复，其后伴随着DNA排除、DNA同质化、基因沉默和染色体重排等，从而改变了二倍体祖先基因组中基因连锁关系、遗传平衡及遗传修饰式样赋予多倍体基因组新的细胞遗传学特性,使之在细胞形态、核型特征以及基因表达等方面表现出极大的生物学多样性，从而加速物种的进化。 经典理论认为，植物天然多倍体基因组主要起源于体细胞有丝分裂异常、未减数分裂配子融合和种间杂交三个途径。 目前的研究，特别是2003年拟南芥全基因组测序完成之后，多倍体的认识有了新的概念，像拟南芥这种典型的二倍体植物，基因组极小，但却是一个典型的endopolyploid，在生长过程中存在普遍的基因组多倍化事件，科学家研究认为是基因组的表达需要而使得拟南
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生物技术及应用论文关于生物技术的论文 生物技术在药用植物中的应用及研究进展 摘要：参阅大量文献资料对近年来生物技术在我国药用植物研究中的应用进展进行了综述。从组织培养技术在药用植物中的应用、细胞培养的研究概况、基因工程和分子生物学在药用植物中的应用等内容出发，指明了生物技术在我国药用植物中的应用前景。 关键词：中草药；生物技术；组织培养；基因工程 我国野生药用植物种质资源非常丰富，已发现11 000多种药用植物，种类和数量均居世界首位，为我国研制新的天然药物奠定了良好的资源基础。但传统的中草药获取方法是以采集和消耗大量的野生植物资源为代价的，当采集和消耗量超过自然资源的再生能力时，必然会导致物种濒危甚至灭绝。为了解决药用植物的供需矛盾，人们多采用人工栽培的方法扩大药源，但在人工栽培药用植物时又面临着花费时间长、繁殖系数小、耗种量大、种子带病与农药残留等问题，严重影响了产量和品质。近年来，生物技术的兴起，为我国药用植物的研究和发展提供了良机和手段。 1 植物组织培养 1.1历史与现状
近40年来，植物组织培养已成为生物学科研究的重要技术手段，并在农业、林业、医药业等行业中被广泛应用，产生了巨大的经济效益和社会效益。而我国药用植物组织培养的研究，可以追溯到20世纪60年代。1964年。中国科学院上海植物生理研究所罗士韦教授等首先报道了人参组织培养获得成功的研究成果。到目前为止，已有100多种药用植物通过离体培养获得试管植株，其中大多数为珍贵的药用植物。其中有的还利用试管繁殖技术用于生产栽培种植药材，如苦丁茶、芦荟、怀地黄、枸杞、金钱莲等。宁夏农林科学院枸杞研究所利用试管繁殖与嫩枝扦插相结合的方法繁殖新品种宁杞1号和宁杞2号苗木100多万株，加速了该品种的推广。 1.2组织培养技术在药用植物中的应用 1.2.1 药用植物种苗的快速繁殖利用植物组织培养技术进行药用植株无性繁殖来解决药用植物天然资源不足这一棘手问题，具有成本低、效率高、生产周期短、无性遗传特性一致的优点。特别是对某些种子繁殖慢、难繁殖的药用植物。组织培养通过选择材料的部位(如根、茎、叶的段、片、块等)，运用培养基获得芽体，最后培养成为植株。现在已经在药用植物中广泛应用，已在上百种药用植物上成功完成组织培养。 1.2.2无性植株的再生无性植株的再生是对植物通过组织培养和遗传工程进行品种改良的一个先决条件，也是实现获得大量人工种苗的重要途径，目前我国药用植物用组织培养技术繁殖的无性系可概括
药用植物辐射育种研究进展【文献综述】
文献综述 生物工程 药用植物辐射育种研究进展 摘要：药用植物辐射育种是提高中药材产量和质量的重要途径，在中药现代化中发挥着相当重要的作用。本文简述了近年来辐射育种技术的发展，以及辐射诱变技术在药用植物中的应用。总结了药用植物辐射育种的现状及问题，并探讨了药用植物辐射育种的发展方向及前景。 关键词：药用植物；辐射育种；应用概况 随着21世纪生命科学研究的深入和仪器分析的发展，全球对药用植物的开发与利用迅速加强。在我国，药用植物经过几千年的应用与发展，已经形成了具有悠久历史的传统中医药。到目前为止，我国已报道并应用的药用植物有11000多种[1]。随着中药的现代化推进，药用植物的大量使用，野生药用植物资源已急剧减少，而栽培的药用植物，由于大量的栽培，导致了品质退化、产量下降、病虫害发生日益突出[2]。为了保证和不断提高药用植物的质量和产量，药用植物的辐射育种得到了广泛关注和重视。 在我国，药用植物的育种工作曾长期停留在以移植和应用农作物传统常规育种技术为主的初级阶段。但近年来，随着生物技术的发展，药用植物的辐射育种工作取得了较大的进展，加速了药用植物新品种选育和良种繁育的进程。本文着重从辐射育种方面介绍目前我国药用植物育种的研究进展。 1 常规育种技术 在我国，药用植物的育种工作曾长期停留在以移植和应用农作物传统常规育种技术为主的初级阶段。随着生物技术的快速发展，通过结合常规育种技术，药用植物的育种工作取得了较大进展，加速了药用植物新品种选育和良种繁育的进程[3]。目前我国的育种方法有：选择育种、杂交育种、诱变育种和生物技术育种。 诱变育种是人为地利用物理诱变因素和化学诱变剂，对植物的种子、器官、细胞以及DNA等进行诱变处理，能在较短时间内获得有利用价值的突变体，可根据育种目标选育新品种[4]。辐射诱变育属于物理诱变育种的其中一种，是利用
植物组织培养研究进展
植物组织培养研究进展 摘要 植物组织培养技术作为一种科研手段,发展异常迅猛。从组织培养的原理、培养过程中遇到的问题以及前景和展望这3方面综述了我国近几年植物组织培养的新研究。 关键词: 组织培养；存在问题；措施；发展 20 世纪后半叶，植物组织培养发展十分迅速，利用组织培养，不仅可以生产大量的优良无性系，并可获得人类需要的多种代谢物质；细胞融合可打破种属间的界限，克服远缘杂交不亲和性障碍，在植物新品种的培育和种性的改良中有着巨大的潜力；还可获得单倍体、三倍体及其它多倍体、非整倍体；组织培养的植物细胞也成为在细胞水平上分析研究的理想材料[1]。因此，植物组织培养广泛应用于植物科学的各个分支，如植物学、植物生理学、遗传学、育种学、栽培学、胚胎学、解剖学、病理学等，并广泛应用在农业、林业、医药业等多种行业，产生了巨大的经济效益和社会效益，被认为是一项很有潜力的高新技术。 1组织培养的基本原理 1.1植物组织培养的概念 植物组织培养技术是指在无菌条件下，将离体的植物器官(如根尖、茎尖、叶、花、未成熟的果实、种子等)、组织(如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)、细胞(如体细胞、生殖细胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生质体培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱发产生愈伤组织或潜伏芽等，或长成完整的植株的技术[2]。 1.2植物组织培养的依据 植物组织培养的依据是植物细胞“全能性”及植物的“再生作用”。1902年，德国著名植物学家GHaberlanclt根据细胞学理论[3]，大胆地提出了高等植物的器官和组织可以不断分割，直到单个细胞，即植物体细胞在适当的条件下具有不断分裂和繁殖，发育成完整植株的潜力的观点。1943年，美国人White在烟草愈伤组织培养中, 偶然发现形成一个芽, 证实了GHaberlanclt的论点[4]。在许多科学家的努力下，植物组织培养技术得到了迅速发展，其理论和方法趋于完善和成熟，并广泛应用产生了巨大的经济效益和社会效益。 1.3培养基的选择 组织培养的基础培养基有MT、MS、SH、White等[5]。由于不同植物所需要的生长条件有所不同，会对培养基做一些不同的处理，一般采用较多的是MS。组织培养采用固体培养基的较多，但只有在植物周围的营养物和激素被吸收，如果其他残留的培养基也能被利用，对工厂化生产的成本减少方面有很大的帮助。董雁等[6]利用回收转换后废弃的继代培养基，加入原继代培养基30 %浓度母液的培养基，培养效果与原继代培养基的基本相同，说明继代培养基再利用是可行的，这为规模化组培育苗开辟了新的途径。杜勤[7]等在无外源激素条件下，研究液体和固体培养基对黄瓜子叶培养器官分化的影响，结果用液体培养基直接诱导花芽率更高，分化高峰期出现的时间也更早，说明液体培养基对外植体的生长更有利，只是固体培养基更易操作而被较广泛应用。 2植物组织培养过程中存在的问题 2.1 污染问题 组织培养过程中的污染包括内因污染和外因污染。内因污染指由于外植体的表面或者内部带菌而引起的污染；外因污染则是主要由环境污染和操作不当引起，是指在接种或培养过程中病菌入侵，例如培养基、接种工具和接种室消毒不严格以及操作不规范等[8]。 针对植物组织培养中污染产生的原因，应从以下2个方而着手来控制污染。一是控制外植体自身带菌，外植体的表而带菌可以经过一系列的杀菌处理来减少；而外植体的内部带菌是不
园林植物遗传育种(专套本详细整理)
一、名词 1遗传学：是研究生物体遗传与变异规律的科学；是研究生物体遗传信息和表达规律的科学；是研究和了解基因本质的科学。 2?遗传：指生物亲代与子代之间相似的现象。 3?变异：生物亲代与子代之间以及子代个体之间性状上的差异。 4.表型模写：环境条件的改变所引起的表型变异与某些基因引起的变化相似的现象，有时亦称为饰变。 5?个体发育：生物体的性状是从受精卵开始逐步形成的，这就是个体发育过程。 6. 细胞分化：在一个生命周期中，性状逐渐发生变化，这是细胞分化过程。分化的细胞通过遗传控制的形态建成构成一个结构和功能完美协调个体。所以，细胞分化是个体发育的基础。 7?系统发育：种群从原有的一种共同形态向另一种共有形态功能过渡的过程。是生物界共同的进化历程。 8?园林植物：园林植物是观赏植物的泛称，指具有一定观赏价值，使用于室内外布置以美化环境并丰富人们生活的植物。 主要包括：园林树木、花卉、草坪草和地被植物。 9. 花卉：①狭义花卉：卉，草本植物总称，花卉--开花的草本植物--有观赏价值的草本植物。 ②广义花卉：除草本花卉外，包括木本观花植物。 10?园林植物育种学：园林植物育种是通过引种、选种、杂交或良种繁育等途径改良观赏植物固有类型而创造新品种的一门科学。是一门应用科学。 11品种：（1）经人工选择培育，在遗传上相对纯合稳定，在形态和生物学特性上相对一致，并作为生产资料在农业生产中应用的作物类型（中国农业百科全书）。DUS :品种的三个基本特征：特异性，稳定性，一致性。 ⑵根据特异性（形态学、细胞学、化学等）可以和其它品种相区别的栽培植物群体，不因繁殖（有性或无性）而失去重要特性（联合国粮农组织和国际种子检验协会《种子法指南》）。 （3）具有在特定条件下表现为不妨碍利用的优良、适应、整齐、稳定和特异性的家养动植物群体（景士西）。 12. 细胞：细胞是生物体结构的基本单位；细胞是代谢和功能的基本单位：细胞是生长发育的基础；细胞是遗传的基本单位，具有全能性，在一定条件下能发育成新的个体。 13. 染色体：是细胞核中易被碱性染料染色的物质，在细胞分裂期形成特定的形态。细胞分裂间期称为染色质。（常染色质、异染色质），染色单体：复制时产生的染色体拷贝。细胞分裂中期的染色体是由两个染色单体组成的，两个染色单体在对应的空间位置上以着丝粒结合在一起。 14. A染色体：通常把正常恒定数目的染色体称为A染色体。包括常染色体和性染色体。 B染色体：把细胞中除正常染色体以外，额外出现的染色体称为B染色体，也成为超数染色体或副染色体。 15?染色体组：生物为完成其生活机能所必需的包含了最小基因群的一组染色体，又称染色体基数（X）。 16?着丝点：着丝粒两侧的具有三层盘状或球状结构的蛋白 17.同源染色体：形态与结构相似的一对染色体，一条来自父本，一条来自母本。 18?非同源染色体：形态与结构不同的染色体互称非同源染色体。 19?组型：又称核型，是指染色体组在细胞有丝分裂中期的表型，是染色体数目、大小、形态特征的总和。 20. 组型分析：在对染色体进行测量计算的基础上，进行同源染色体配对、分组排列并进行形态分析的过程，又称核型分析。核型模式图：将一个染色体组的全部染色体逐条按其特征画下来，再按长短、形态等特征排列起来的图称为核型模式图。 21. 有丝分裂：真核细胞的染色质凝集成染色体、复制的姐妹染色单体在纺锤丝的牵拉下分向两极，从而产生两个染色体数和遗传性相同的子细胞核的一种细胞分裂类型 22 ?减数分裂：又称成熟分裂，是在性母细胞成熟形成配子时所发生的一种特殊的有丝分裂，因其使体细胞染色体数目减半，故称减数分裂。 23?二价体：联会的一对同源染色体称为二价体。 24. 四合体：一个二价体含有4条染色单体，也称为四合体。 25. 自花授粉：同一朵花内或同株花朵间的授粉。 26?异花授粉：不同株的花朵问授粉。 27. 联会：减数分裂前期I偶线期来自两个亲本的同源染色体侧向靠紧，像拉链似的并排配对现象。 28. 受精：雄配子（精子）与雌配子（卵细胞）融合为1个合子过程。 29?双受精：一个精核与卵细胞结合成合子，将来发育成胚，另一个精核与两个极核结合，将来发育成胚乳，这一过程被称为双受精。双受精现象是被子植物在有性繁殖过程中特有的现象。 30.转录：以DNA双链之一为模版，将DNA上的遗传信息通过碱基互补的方式记载到mRNAb的过程。 31 .翻译：以mRNA为模版，tRNA为运载工具，将tRNA转运来的氨基酸，按照mRNAk的密码顺序相互连接起来形成多肽，并进一步折叠起来成为蛋白质的过程。 32. 三联体密码：mRNAt，三个相连的碱基决定一种氨基酸，这样相连的三个碱基成为一个密码子，又称三联体密码。 4 种碱基可以组合成64种密码子，生物体内只有20种氨基酸，因此，多个密码子代表一个氨基酸。 中心法则：遗传信息由DNA到DNA的复制以及遗传信息由DNA到RNA再到蛋白质的转录和翻译的过程，就是生物学上的中心法则。 33. 基因：具有遗传效应的DNA片段。 34. 经典遗传学：基因是突变、交换、功能的三位一体的最小
药用植物资源研究与进展
药用植物资源研究与进展 教学大纲 学时：36学时考试方式：考试与综述 教学方式：讲授与实习考察主讲老师：王弘 课程类型：本科生选修课 授课对象：药学专业本科生；对中药、天然药物有兴趣的医学部学生 开设目的: 人类面对各种疾病危害、资源危机等严重问题，新的药用资源寻找和可持续开发利用具有非常重要的意义。近年来，随着人们回归自然的意识增强，天然药物在解除疾病危害和医疗保健等方面的优势日益被重视，需求量急剧增加。药用植物资源是自然界生物资源的重要组成部分，是天然药物的主要来源，但由于人们长期的过度采挖，造成生态破坏，致使多种野生资源濒临灭绝。因此如何科学保护利用药用植物资源是天然药物研究领域急待解决的问题。 药用植物资源学研究范围广泛，是采用多学科手段和方法研究植物资源的一门应用性科学。本课程是在介绍药用植物资源学基本概念和方法的同时，注重该领域研究新成果的介绍，并安排一定课时的实习考察，通过学习可以使学生熟悉药用植物资源研究的基本方法，了解该领域研究的新进展，拓宽知识，为今后的研究生学习和从事天然药物相关研究打好基础，因此对于药学院学生有必要学习药用植物资源研究的相关知识。作为一门选修课，也可以满足对中药和天然药物研究有兴趣的医学部学生的需要，广泛的指导人们有方向、有目的探寻新的药用资源，促进药用植物资源的可持续性发展利用。 课程内容 一、概论 4学时 植物资源基本概念 药用植物资源学的发展历史-本草学 药用植物资源的特点与分类 研究现状和存在的问题 二、药用植物资源的分布与优势资源 4 学时 药用植物学和生态学基础知识简介 药用植物资源分布与道地药材
三、药用植物资源的调查和保护 4学时 药用植物资源的调查 药用植物资源的保护 药用植物园和保护区介绍 中药材生产质量管理规范（GAP） 四、药用植物资源化学研究进展 2 学时 植物资源化学的基本知识 药用植物资源化学研究进展 五、药用植物资源的开发与可持续性发展 6学时 植物资源开发的基本原则 药用植物资源的三级开发研究 药用植物新资源的发现 药用植物资源的开发途经- 研究范例介绍 六、民族植物药和国外植物药的研究进展3学时 民族植物药的研究进展 国外植物药的研究进展 七、新技术在药用植物资源研究中的应用 3学时 生物技术、3S技术等在药用植物资源研究中的应用 八、参观与考察 10学时 药用植物园、栽培基地参观 药用植物资源科研及实际应用考察
植物组织培养的研究进展和发展趋势
植物组织培养的研究进展和发展趋势 （甘肃农业大学生命科学技术学院植物生物技术，甘肃兰州730070） 摘要:植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。本文简要概述了植物组织培养的概念及研究进展，较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状，最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词：组织培养；研究进展；发展趋势 Research Progress in Plant Tissue Culture and trends (College of life science and technology of plant biotechnology of Gansu Agricultural University,gansulanzhou 730070) Abstract: Plant tissue culture plant cells are totipotent under the principle and developed a biotechnology. This article provides a brief overview of the concepts and plant tissue culture research, a more comprehensive overview of plant tissue culture propagation of new technologies as well as in detoxification, breeding, germplasm conservation, extraction of secondary metabolites, and other aspects of gene transfer research status , Finally, the future trends in plant tissue culture. Key words: organizational culture; research status; trends 引言 植物组织培养是20世纪之初，以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术，是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体，在人工配制的环境里培养成完整的植株，也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934 年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究，已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学 等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一[1]。近年来，随着 科学技术的不断发展，植物组织培养新方法和新技术不断涌现，研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪，生物技术是最有生命力的一门学科，而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段，被认为具有巨大的潜力，现就植物组织培养技术研究进展做一简单综述。 1在植物育种上的应用 植物组织培养技术对培养有粮作物品种开辟了全新的途径。目前，国内外已
园林植物遗传育种学》试题及答案
园林植物遗传育种学考试试题 姓名： 一、名词解释（每个 5 分，共 40 分） 1. 品种： 2. 有性繁殖 3. 春化作用 4. 诱变育种 5. 种质资源 6人工种子 7.原生质体 8.细胞全能性 二、简答题（每题 6 分，共 30 分） 1. 简述园林植物种质资源保存的主要方法以及各自的特点。 2. 引种成功的标准是什么？ 3. 简述园林植物育种的主要目标性状？ 4. 简述选择育种的程序？ 5. 与其他常规育种方法相比，单倍体育种有哪些优势？ 三、论述题（每题10分，共30 分） 1. 论述植物基因表达调控过程。 2.论述诱变育种的意义 3. 以一种一二年生花卉为例，论述杂交优势育种的一般程序。
《园林植物育种学》试卷参考答案 一、名词解释（每小题 3 分，共 15 分） 1. 品种：指遗传上相对一致，具有相似或一致的外部形态特征，具有一定经济价值的某一种栽培植物个体的总称。 2.有性繁殖：通过亲本的雌雄配子受精而形成合子，近一半分裂、分化和发育而产生后代的过程。 3. 春化作用：一些植物必须经历一定的低温处理才能促进花芽形成和花器官发育的现象。量。 4. 诱变育种：人为的利用理化因素，诱发生物体产生遗传物质的突变，经分离、选择、直接或间接地培育新品种的育种途径。 5. 种质资源：经过长期自然演化和人工创造而形成的一种重要的自然资源，是改良植物的基因来源 6.人工种子：通过组织培养技术，将植物体细胞诱导成形态和生理上均与合子胚相似的体细胞胚，然后将其包埋于一定营养成分和保护功能介质中，组成类似种子的单位。 7.原生质体：去细胞壁厚的裸露细胞团。 细胞全能性：指细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性。 二、简答题（回答要点，每小题 6 分，共 30 分） 1. 简述园林植物种质资源保存的主要方法以及各自的特点。 ①就地保存：保存原有的生态环境与生物多样性，保存费用较低；但易受自然灾害。（ 1.5 分）
植物多倍体在植物育种中的作用和意义共6页文档
植物多倍体在植物育种中的作用和意义2019-08-29 09:11:08| 分类：生物技术|举 一个物种细胞中染色体形态结构和数目的恒定性是这个种的重要特征。我们把二倍体个体中能维持配子或配体正常功能的、最低数目的一套染色体称为染色体组或基因组。当生物体内细胞染色体组数达到3组或3组以上者，称为多倍体。多倍体在植物进化中有很重要的意义。随着植物自然演化地位的提高，多倍体所占比例增大。据有关资料显示，自然界中，多倍体在裸子植物中占物种的13%，在单子叶植物中占42.8%,在双子叶植物中占68.6%,即显花植物中约有一半的物种是通过多倍体途径形成的次生种,其中有些是在一个属内存在着不同倍数的种,有些是在同一种内存在着不同倍数的品种。遗传学上把一个属内不同种的染色体按某一基数而倍增的现象称为染色体倍数性系列，或多倍体系列。处在倍数性系列上的植物，因其基因剂量存在差异、所以各有相异的表型，它们在细胞染色体尚未数清以前，就早已为形态分类学家区分为不同的种群。 多倍体(polyploid)是高等植物染色体进化的显著特征。一般所讲的多倍体是指染色体组的数目在3(3n)或3以上(>3n)的个体、居群和种，如3倍体(3n)、4倍体(4n)、5倍体(5n)等都是多倍体。多倍体的种类，根据产生方法分为：天然多倍体(natural polyploid)和人工多倍体(artificial polyploid)；根据染色体来源分为同源多倍体(homologous polyploid)，增加的染色体来源于同一物种和异源多倍体（heterologous polyploid），增加的染色体来源于不同的物种或不同的属；根据染色
组培的研究进展及发展趋势
组培的研究进展及发展趋势 植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的原理而发展起来的一门生物技术。简要概述了植物组织培养的概念及研究进展，较全面的综述了植物组织培养新技术以及在快繁脱毒、育种、种质资源保存、次生代谢物提取、基因转化等方面的研究现状，最后展望了植物组织培养的发展趋势。 关键词：组织培养；新技术；应用现状；发展趋势 植物组织培养是20世纪之初，以植物细胞全能性为理论基础发展起来的一门新兴技术，是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体，在人工配制的环境里培养成完整的植株，也称离体培养或植物克隆。自1902年德国科学家Haberlandt提出植物细胞具有全能性理论, 到1934年美国White 等用番茄根进行离体培养证实这一观点以来,植物离体培养技术在基础理论和应用研究，已广泛应用到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种以及生物化学等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一。近年来，随着科学技术的不断发展，植物组织培养新方法和新技术不断涌现，研究重点也由器官、细胞水平向分子、基因方向转移。21世纪，生物技术是最有生命力的一门学科，而植物组织培养作为一种基本的试验技术和基础的研究手段，被认为具有巨大的潜力。 一、植物组织培养新技术的研究 随着科学技术的发展和对植物组织培养技术的不断深入研究，一些新的培养方法和技术不断出现，为植物组织培养技术的不断优化和发展提供了新的途径。 1.新型光源的应用 光是植物生长发育必不可少的重要因素之一，光照长短、光质、光周期对植物的生长、形态建成、光合作用、新陈代谢以及基因表达均有调控作用。传统的组织培养光源灯普遍存在寿命短、发热量大且不均以及发光效率不理想等缺点。LED作为植物组织培养光源早在1991年就有栽培试验。研究发现, 光质比例和光照强度可调的LED 光源比通常植物组织培养使用的荧光灯更能有效地促进试管苗的光合作用和生长发育。蒋要卫利用LED作为大花蕙兰组培苗光源的研究发现, LED光源可以显著改善大花惠兰试管苗的生长状况和提高其品质。日本的田中道男等运用阴极荧光灯( CCFL)作为文心兰试管苗光源, 结果表明其地上部干、鲜重和试管苗的高度都有显著提高。另外田中道男等利用SILHOS 作为生菜组织培养光源, 获得了高质量的组织培养苗。目前LED是组织培养中最有效的人工照明光源，而CCFL等新型光源是未来发展的主要方向。 2.开放组织培养技术 传统的植物组织培养属于严格的封闭式培养，因而造成灭菌成本偏高、培养基易污染、外界环境调控难度大等缺点。而开放组织培养新技术是在外加抗菌剂的条件下，使植物组织培养脱离严格无菌的操作环境，在自然开放的有菌环境中进行，恰好弥补了这些不足。赵青华等采用开放式组培技术，在培养基中添加抑菌剂，克服了非灭菌条件下魔芋组织培养污染问题，有效地简化了实验步骤，降低了生产成本。何松林的研究表明在添加抗菌剂的开放式组培中，文心
植物的多倍体培养
植物的多倍体培养 植物多倍体培养 4 月10 日起 摘要：植物多倍体是指每个细胞中的染色体数具有3 套或更多套数的植物。随着染色体组倍数的增加，有可能使一些作物的经济性状发生有利的变化。因此，植物多倍体的研究和利用是育种工作中值得重视的途径之一。本次实验就是通过用拟南芥种子作为实验材料，通过培育多倍体拟南芥，来熟悉掌握一般的多倍体诱导的方法。 1. 引言 1916 年温克勒( H.Winkler )在番茄与龙葵的嫁接试验中发现，在愈伤组织长成的枝条中有番茄的四倍体。自1937 年布莱克斯利( https://www.wendangku.net/doc/8316583106.html,keslee )和埃弗里( A.G.Avery ) 利用秋水仙素诱发曼陀罗四倍体获得成功以后，各国相继展开人工诱发多倍体的试验研究。 1947 年，木原均、西山市三发表《利用三倍体无子西瓜之研究》，报导了三倍体无子西瓜选育成功。1959 年，西贞夫等利用四倍体结球甘蓝和四倍体白菜杂交，成功地育成双二倍体新种——“白蓝”。目前，已有1000多种植的获得了多倍体。中国于20世纪50 年代开始多倍体育种的研究。70 年代以来，蔬菜多倍体育种取得许多重要进展，已培育出三倍体、四倍体西瓜，四倍体甜瓜以及萝卜、番茄、茄子、芦笋、辣椒和黄瓜等蔬菜多倍体材料。 多倍化后，多个等位基因互作产生了更多的组合和更多样的功能变化，从而比二倍体亲本拥有更高的杂合性和更迅速的环境适应力，表现为抗逆性增强及克服远缘杂交的不育性等特点而倍受园艺育种学家的青睐。 多倍化导致植物基因组发生部分或全部的重复，其后伴随着DNA排除、DNA同质化、 基因沉默和染色体重排等，从而改变了二倍体祖先基因组中基因连锁关系、遗传平衡及遗传修饰式样赋予多倍体基因组新的细胞遗传学特性, 使之在细胞形态、核型特征以及基因表达等方面表现出极大的生物学多样性，从而加速物种的进化。 经典理论认为，植物天然多倍体基因组主要起源于体细胞有丝分裂异常、未减数分裂配子融合和种间杂交三个途径。 目前的研究，特别是2019 年拟南芥全基因组测序完成之后，多倍体的认识有了新的概念，像拟南芥这种典型的二倍体植物，基因组极小，但却是一个典型的endopolyploid ，在生长过程中存在普遍的基因组多倍化事件，科学家研究认为是基因组的表达需要而使得拟南 芥在生长过程中基因组不断的复制自我，因此，自身的基因型以及内源加倍在目前也被认为是多倍体产生的一个重要途径 人工诱导多倍体的方法很多（在以大蒜根尖多倍体鉴定中）已详细说明，分为物理的（温度剧变、机械损伤、各种射线处理等）和化学方法的（各种植物碱、麻醉剂、植物生长激素等）诱导方法。其中，秋水
生物技术在药用植物中的应用及研究进展
生物技术在药用植物中的应用及研究进展 摘要：参阅大量文献资料对近年来生物技术在我国药用植物研究中的应用进展进行了综述。从组织培养技术在药用植物中的应用、细胞培养的研究概况、基因工程和分子生物学在药用植物中的应用等内容出发，指明了生物技术在我国药用植物中的应用前景。 关键词：中草药；生物技术；组织培养；基因工程 我国野生药用植物种质资源非常丰富，已发现11 000多种药用植物，种类和数量均居世界首位，为我国研制新的天然药物奠定了良好的资源基础。但传统的中草药获取方法是以采集和消耗大量的野生植物资源为代价的，当采集和消耗量超过自然资源的再生能力时，必然会导致物种濒危甚至灭绝。为了解决药用植物的供需矛盾，人们多采用人工栽培的方法扩大药源，但在人工栽培药用植物时又面临着花费时间长、繁殖系数小、耗种量大、种子带病与农药残留等问题，严重影响了产量和品质。近年来，生物技术的兴起，为我国药用植物的研究和发展提供了良机和手段。 1植物组织培养 1.1历史与现状 近40年来，植物组织培养已成为生物学科研究的重要技术手段，并在农业、林业、医药业等行业中被广泛应用，产生了巨大的经济效益和社会效益。而我国药用植物组织培养的研究，可以追溯到20世纪60年代。1964年。中国科学院上海植物生理研究所罗士韦教授等首先报道了人参组织培养获得成功的研究成果。到目前为止，已有100多种药用植物通过离体培养获得试管植株，其中大多数为珍贵的药用植物。其中有的还利用试管繁殖技术用于生产栽培种植药材，如苦丁茶、芦荟、怀地黄、枸杞、金钱莲等。宁夏农林科学院枸杞研究所利用试管繁殖与嫩枝扦插相结合的方法繁殖新品种宁杞1号和宁杞2号苗木100多万株，加速了该品种的推广。 1.2组织培养技术在药用植物中的应用 1.2.1药用植物种苗的快速繁殖利用植物组织培养技术进行药用植株无性繁殖来解决药用植物天然资源不足这一棘手问题，具有成本低、效率高、生产周
我国药用植物育种的现状与发展前景
我国药用植物育种的现状与发展前景 日期：2009-05-27 作者：高山林来源：《中国农业信息》 摘要：药用植物是中医药事业的原材料，其质量的优劣直接影响中药系列产品的质量和疗效。药用植物的遗传育种工作对提高中药材的产量和质量起着十分关键的作用，是重要的应用基础研究领域。是真正实现我国GAP药材标准化生产的前提和基础。药用植物的遗传和品种改良在国内外均已引起了有关方面的重视。本文对目前药用植物遗传育种的现状和国内外已经取得的工作成果进行了综述，尤其对应用生物新技术进行药用植物育种的成果和今后的研究前景提出了展望和建议。 关键词：药用植物，遗传育种，中药现代化 中医药是我国民族医药的瑰宝，历史悠久,疗效确切,越来越受到世界各国的重视，目前，随着全球人民生活水平的提高和对回归大自然呼声的日益增长，人民对天然药物的向往和需求越来越强烈和迫切。加上目前大部分化学药物都具有一定的毒副作用，对人类的健康产生较大的潜在影响和威胁，而天然药物往往具有确切而稳定的疗效和保健功能，一般较少有毒副作用；因此各国政府和人民越来越多地把健康和保健寄托在天然药物上。近几年来，天然药物研究和开发的产品越来越多，产值正在快速增长。天然药物的原材料主要来自药用植物，因此深入进行药用植物的研究和开发将具有十分重要的意义。为了保证和不断提高药用植物的质量（尤其是有效化学成分的含量）和产量，药用植物的遗传研究和育种改良工作必将提到一个重要的议事日程：现就本人30年来从事药用植物遗传育种方面研究工作的体会、结合目前国内外药用植物遗传育种工作开展的情况和其应用发展前景，提出来进行商榷和探讨。 1 药用植物的特殊性和重要性 药用植物是一类具有特殊用途的经济植物，对人类健康具有重要的医疗和保健作用，尤其在我国，药用植物经过几千年的应用和发展，已经形成了具有悠久历史的传统中医药学，到目前为止，我国已报道应用的药用植物有11000种，中药材是我国药用植物的主要部分，有300多种，而常用的中药材有120多种，是我国中医药事业的原材料，其质量的优劣直接影响中药系列产品的质量和疗效。在中药材的研究和生产方面，药用植物的遗传育种工作是十分重要的应用基础研究。药用植物的品种改良工作在国外已引起了有关方面的重视，1983年联合国工业发展组织（UNIDO）在匈牙利召开的第二次世界药物生产研讨会上，各国专家一致呼吁：重视和加强药用植物的遗传改良工作。植物药在世界上需求量增长很快，而植物药主要分布在亚洲，非洲和拉丁美洲等地区的发展中国家，这些国家拥有极其丰富的药用植物资源，也是全人类的珍贵财产和宝库。因此,发展中国家有条件，也义不容辞地肩负着药用植物遗传资源
国内外苔藓植物组织培养研究进展
国内外苔藓植物组织培养研究进展 文章在对苔藓植物的特征及组织培养研究简史进行简要介绍的基础上，重点介绍了国内外学者对苔藓植物组织培养材料及基质的选择、外植体的消毒方法、培养基成分的选择及培养条件的筛选等4个方面的研究进展。 标签：苔藓植物；组织培养；消毒方法；培养基 苔藓植物是植物界中比较特殊的一个植物类群，主要生活在阴湿的环境中，是一类由水生向陆生过渡的重要的原始高等植物。苔藓植物生活史为典型的异型世代交替，孢子体则寄生于配子体上生活，孢子在产生新的配子体过程中还需要经过一个原丝体阶段。目前，全世界大约有2.3万种苔藓植物，其种类仅次于被子植物。 苔藓植物能够蓄积大量水分，因此对水土保持与涵养、森林及某些附生植物的发育都有极其重要的作用。此外，苔藓植物还含有脂类、萜类、黄酮类、生物碱、醌类等活性物质，因此具有极高的药用价值。 苔藓植物的组织培养历史可以追溯到1902年Haberlandt的研究和1905年Goebel等人的研究，此后的50余年时间内，科学家的关注点更多的集中于被子植物组织培养上，对苔藓植物的组织培养几无涉及。1957年，Allsopp利用石地钱和小叶苔的孢子进行组织培养，首次成功获得相应愈伤组织及再生叶状体。此后，世界范围内的关于苔藓植物组织培养的实验研究逐渐展开并取得了一定的成果。 1 苔藓植物组织培养供试材料及基质 目前，可以用于苔藓植物组织培养的材料主要是苔藓植物的配子体、孢子体和原丝体，此外还可以利用其生殖器官、芽孢、游离原生质体等。1960年，Ward 以Knudson培养基培养金发藓和波叶仙鹤藓的孢子并获得其无菌原丝体，并在添加了蔗糖的基本培养基中利用该无菌原丝体诱导获得了相应的愈伤组织及再生植株。2003年，高永超等利用牛角藓配子体茎段诱导获得相应愈伤组织，并探讨了蔗糖及大量元素对愈伤组织细胞生长的影响。2007年，于传梅利用膨叶唇藓苔和溪苔的叶状体、柳叶藓的茎段、短叶藓和江岸立碗藓的孢子进行组织培养，获得了相应的愈伤组织或再生植株。 2 苔藓植物组织培养供试材料的消毒 可用于苔藓植物外植体消毒的试剂包括乙醇、次氯酸钠、升汞等，不同的供试材料和不同部位的外植体所用消毒剂有所不同。Saboljevic等研究表明，适用于Aloina aloides孢子和配子体消毒的次氯酸钠浓度分别为120.00g·L-1和90.00g·L-1。于传梅（2007）研究表明，适用于膨叶唇藓苔和溪苔的叶状体消毒的试剂为0.1%次氯酸钠，消毒时间为5分钟。梁书峰（2010）研究表明，适用
园林植物遗传育种学
园林植物遗传育种学 教案 适用园林、药用植物高职班 学校：楚雄农校 任课教师：罗春梅 二OO六年八月二十日
第一篇园林植物遗传学 第1章园林植物遗传学基础 计划学时：2学时属累计学时：1-2学时 教学目的：让学生了解遗传与变异的概念和关系，分离规律的实质。 教学重点：基因型和表现型的概念，分离规律的实质。 教学难点：分离规律的实质。 教学方法：理论讲解 教学过程：[A]组织教学 [B]讲授新课 第一节遗传、变异和环境 一、遗传学的概念 遗传学是研究生物遗传与变异的科学。即是一门研究亲子代之间的传递和继承的科学。 如：为什么出现“种瓜得瓜，种豆得豆”，“一娘生九子，九子各不同”等现象，这些都属于遗传学解决的问题。 二、遗传与变异的概念及关系 （一）遗传 1、概念：指亲代的性状又在子代出现的现象。 2、原因：是由于遗传物质从亲代传递给了子代，使得子代按照遗传物质的规定，发育成了与亲代相似的各种性状。 3、遗传物质：指生物体的细胞内部传递遗传信息的物质，能自我复制。染色体是遗传物质的载体。染色体的主要成分是DNA和蛋白质。其中DNA（脱氧核糖核酸）就是遗传物质。少数病毒不含DNA，其遗传物质是RNA(核糖核酸)。 4、基因：是遗传物质（DNA）的基本单位。它是DNA分子链中各个微小的区段。基因控制着生物的某个或某些性状。具有相对的稳定性。 （二）变异 1、概念：指生物的亲代与子代或同一亲本的子代个体之间，有些性状彼此不同的现象。 2、变异的类型
生物的变异是很复杂的，在农业生产中常有这样的情况：在田间选择穗大粒多的变异植株为亲本，把它们的种子种下去后，在子代中有的保持了亲代穗大粒多的性状，有的却不能。这就说明，并不是所有的变异都能遗传。我们把能遗传的变异称为可遗传的变异，不能遗传的称为不遗传的变异。 （1）不遗传的变异 指生物性状的变异不能遗传给子代。 原因主要是由于外界的环境条件而引起，即环境条件仅能使生物的某些外部性状发生变异，而遗传物质并未变化。 （2）可遗传的变异 指能够遗传的变异。 原因主要是由于遗传物质发生了变化，故所产生的变异可遗传给后代。 （3）两种变异的区分及其重要性 两种变异主要根据其变异性状能否遗传来进行区分，这两种变异有时容易分清楚，而有时不易分清。例如：象植物的花冠颜色、形状及籽粒颜色、穗色、芒的长短、茸毛的有无等这些性状，往往受环境影响较小，若发生变异，一般是可以遗传的。如：长芒小麦后代中产生无芒的变异，红粒高粱后代中出现白粒变异单株等。类似这样的性状变异，一般是能够遗传的。 而有些性状如穗子大小、植株高矮、叶色的深浅等，往往受环境条件影响大，类似这里边些性状发生就异，可能是由于遗传物质变化造成，也可能是由于地力肥瘦不同造成，或者是由于两种变异共同作用的结果。对于育种工作来讲，能够遗传的就异是遗传育种工作的重要课题之一，因为只有从可遗传的变异中才能选育出新品种。 三、遗传与变异的关系 遗传和变异是生物界最普遍和最基本的两个特征，两者是生命运动中的一对矛盾，它们是对立而又统一的，正是由于这对矛盾的不断运动才使生物界生生不息、世代留传和更新发展，不断进化。 遗传使生物性状得到相对稳定，但这种不变是相对的，通过变异使得这种稳定性遭到破坏，在一定范围内表现差异，产生新的性状，使生物