植物细胞组织培养技术/全国高等农林院校生物科学类专业“十二五”规划系列教材

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胡颂平,刘选明 编
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出版社: 中国农业大学出版社
ISBN:9787565509957
版次:1
商品编码:11566132
包装:平装
丛书名: 全国高等农林院校生物科学类专业“十二五”规划系列教材
开本:16开
出版时间:2014-08-01
用纸:胶版纸
页数:396

具体描述

内容简介

  《植物细胞组织培养技术/全国高等农林院校生物科学类专业“十二五”规划系列教材》介绍了植物组织培养的基本理论和基础知识,并重点阐述了植物细胞组织培养各方面的实用技术,内容包括组织培养实验室构建和操作技术、愈伤组织培养、器官培养、胚胎培养、花药和花粉培养、细胞培养、原生质体培养和体细胞杂交、植物次生代谢物质的生产、植物脱毒技术、种质保存、植物细胞的遗传转化技术等。同时安排了18个可选择的实验项目,方便各校根据实际情况对学生进行基本的实验技能训练。书中还吸收了近年来植物细胞组培技术所取得的最新成果和先进经验,具有一定的新颖性、科学性、针对性和实用性。教材的每章末尾附有小结和思考题,供学生复习与思考。
  《植物细胞组织培养技术/全国高等农林院校生物科学类专业“十二五”规划系列教材》可供农林和综合性大学生物科学类、生物技术类、园林类、园艺类、农学类、草业类、中药类等专业作为教材使用,也可供生物类研究生、教师和科研人员以及从事植物细胞组织培养工作的技术人员、经营管理人员作参考用书。

目录

第1章 绪论
1.1 植物细胞组织培养概述
1.1.1 植物细胞组织培养的概念
1.1.2 植物细胞组织培养的理论依据
1.1.3 植物细胞组织培养的内容
1.1.4 植物细胞组织培养的特点
1.2 植物细胞组织培养发展简史
1.2.1 萌芽时期
1.2.2 发展时期
1.2.3 快速发展和应用时期
1.3 植物细胞组织培养在农业生产中的应用
1.3.1 植物离体快速繁殖
1.3.2 植物脱毒
1.3.3 植物育种上的应用
1.3.4 种质保存
1.3.5 遗传转化
1.3.6 次生代谢物质的生产
小结
思考题

第2章 植物细胞组织培养实验室的设置和基本操作技术
2.1 实验室设置及基本技术
2.1.1 实验室构成
2.1.2 基本设备
2.1.3 培养器皿及实验用具
2.1.4 洗涤技术
2.1.5 器皿烘干处理
2.1.6 灭菌技术
2.1.7 无菌操作技术
2.2 植物细胞组织培养的环境条件及营养成分
2.2.1 组织培养的环境条件
2.2.2 组织培养的营养成分
2.3 培养基的配制、灭菌与保存
2.3.1.培养基的成分
2.3.2 常用培养基的种类、配方及其特点
2.3.3 培养基的配制
2.4 外植体的选择与培养
2.4.1 外植体的选择
2.4.2 外植体的灭菌
2.4.3 外植体的接种和培养
2.4.4 外植体的成苗途径
2.4.5 外植体培养过程中常见问题及解决方法
2.5 试管苗驯化与移栽
2.5.1 试管苗的特点
2.5.2 试管苗的生长环境
2.5.3 试管苗的炼苗
2.5.4 试管苗的移栽
2.5.5 提高试管苗移栽成活率的方法
小结
思考题
实验1 实验器皿的洗涤
实验2 MS培养基的配制与灭菌

第3章 愈伤组织培养
3.1 愈伤组织的诱导与分化
3.1.1 愈伤组织的诱导
3.1.2 愈伤组织细胞的分化
3.2 愈伤组织的继代培养
3.2.1 培养基和培养条件
3.2.2 继代培养物的分化再生能力
3.2.3 继代培养物的体细胞变异
3.3 愈伤组织的形态发生
3.3.1 不定芽和根的发生
3.3.2 体细胞胚的发生
3.3.3 人工种子
3.4 愈伤组织培养的应用
小结
思考题
实验3 胡萝卜肉质根的愈伤组织诱导与培育

第4章 器官培养
第5章 胚胎培养
第6章 花粉和花药培养
第7章 细胞培养
第8章 植物原生质体培养及体细胞杂交
第9章 植物次生代谢物质生产
第10章 植物脱毒技术
第11章 种质保存
第12章 植物遗传转化
附录
附录一 植物细胞组织培养综合性大实验
实验17 红豆杉细胞培养及紫杉醇含量检测
实验18 西洋芹愈伤组织的诱导及新植株形成
附录二 学习植物组织培养主要网站
附录三 主要植物组织培养基配方
附录四 植物细胞组织培养常用英文缩写名词中文对照
参考文献

前言/序言


超越试管的生命魔法:探索植物组织培养的奇妙世界 植物组织培养,这项起源于20世纪初的革命性技术,如今已成为现代植物科学研究与产业发展不可或缺的基石。它宛如一场精妙的生命魔法,赋予了我们从一片微小的植物组织或细胞出发,在实验室的无菌环境中,诱导出完整植株的神奇能力。这门技术不仅深刻地改变了我们认识植物生命运作的方式,更在推动农业生产、物种保护、药物研发等诸多领域扮演着至关重要的角色。 想象一下,在严苛控制的环境下,一粒种子从发芽、生长到最终成为一棵成熟的植物,需要经历阳光、水分、养分、适宜温度等一系列复杂条件的配合。而植物组织培养,则巧妙地将这一过程“浓缩”并“重塑”,让生命得以在更为精细和可控的条件下绽放。其核心在于利用植物细胞的全能性,即植物体内的单个细胞或一小群细胞,在适宜的培养基和环境条件下,能够分化发育并最终形成一个完整的、具有繁殖能力的个体。 这种强大的生命潜能,为我们打开了无数扇通往未知的大门。在农业领域,它意味着可以快速、高效地繁殖优良品种。传统的种子繁殖,往往受到亲本性状不稳定、繁殖周期长、病虫害传播等因素的限制。而组织培养技术,则可以从一株优良的母株上取下极小的组织片段(称为外植体),在培养基中进行无菌繁殖,短短几个月内就能获得成千上万株基因型完全一致的健全植株。这不仅极大地提高了繁殖效率,更能保证子代植株的优良性状得到稳定遗传,从而为培育高产、抗病、抗逆的作物品种提供了强有力的技术支撑。 更令人振奋的是,植物组织培养还能帮助我们对抗严峻的生物多样性危机。许多珍稀濒危植物,由于生存环境恶化、繁殖能力低下等原因,正面临灭绝的威胁。通过组织培养技术,我们可以从这些濒危物种的少量个体上获取组织,进行离体培养,大规模繁殖,然后将这些“复活”的生命重新放归野外,为濒危物种的保护争取宝贵的时间和机会。这不仅仅是技术的胜利,更是我们对地球生命负责任态度的体现。 在药物研发和健康产业方面,植物组织培养同样展现出巨大的潜力。许多具有药用价值的天然化合物,其提取和合成过程往往十分复杂且成本高昂。而通过组织培养,我们可以利用特定的植物细胞或组织,在体外高效地生产这些具有生物活性的次生代谢产物。例如,某些植物细胞系被成功诱导,可以在培养过程中大量积累抗癌、抗氧化或具有抗菌作用的化合物,为新药的研发提供了前所未有的物质基础。这不仅能够降低药物的生产成本,更能加速新药的发现和上市进程,造福人类健康。 除了直接的生产和保护应用,植物组织培养在基础科学研究中也扮演着不可或缺的角色。科学家们可以利用这项技术,在高度控制的环境下,研究植物基因的功能、细胞分化发育的机制、植物对环境胁迫的响应等一系列生命科学的根本问题。例如,通过对植物细胞进行遗传转化,引入或沉默特定基因,可以深入探究该基因在植物生长发育、抗性形成等过程中的作用。这种精细化的研究手段,为我们理解植物生命奥秘提供了强大的工具。 这项看似神奇的技术,其背后是严谨的科学原理和精细的操作流程。整个过程可以概括为几个关键的步骤: 1. 外植体的选择与消毒: 选择健康的、生长旺盛的母株,并选取适宜的组织器官作为外植体,如茎尖、叶片、根尖、胚、花药等。由于培养环境是无菌的,因此,对所选取的外植体进行彻底的表面消毒至关重要。这通常涉及到使用酒精、次氯酸钠等消毒剂,在严格控制浓度和作用时间下进行处理,以杀灭外植体表面的微生物,防止其在培养过程中污染培养基,导致培养失败。 2. 培养基的配制: 培养基是植物组织在离体培养过程中赖以生存和生长的“土壤”。它需要提供植物生长所需的一切基本营养物质,包括无机盐(宏量元素和微量元素)、碳源(通常为蔗糖)、维生素、氨基酸等。此外,更重要的是,培养基中需要添加植物激素,如生长素(Auxin)和细胞分裂素(Cytokinin),它们在植物的细胞分裂、分化和器官发生过程中起着至关重要的调控作用。激素的种类、浓度和比例的精确配制,是诱导不同发育反应(如愈伤组织形成、胚状体诱导、器官发生等)的关键。 3. 诱导与增殖: 将消毒后的外植体接种到预先配制好的、含有适宜植物激素的培养基上,并在特定的温度、光照等条件下进行培养。在外植体表面,细胞会开始分裂,形成一层未分化的细胞团,称为愈伤组织(Callus)。愈伤组织具有高度的分裂能力,可以进一步增殖,为后续的再生提供细胞来源。在这个阶段,通过调整培养基中的激素比例,可以诱导愈伤组织向特定的方向分化,例如,增加细胞分裂素的比例可能促进芽的形成,而增加生长素的比例则可能促进根的形成。 4. 再生与器官发生: 在适宜的培养基和环境条件下,愈伤组织或直接从外植体上,开始分化出具有形态特征的器官,如芽(Shoot)和根(Root)。这一过程被称为器官发生(Organogenesis)。通过不断调整培养基的成分,可以诱导形成完整的植株。另一种重要的再生途径是胚状体诱导(Somatic Embryogenesis),在这种情况下,植物细胞或愈伤组织直接发育形成类似于种子胚的结构,这些胚状体经过进一步发育,也能形成完整的植株。 5. 生根与移栽: 当诱导出的芽长度达到一定程度后,需要将其转移到含有适宜生根诱导剂的培养基上,使其生根,形成完整的幼苗。一旦幼苗具有足够发达的根系和叶片,就可以将其从无菌的培养环境中取出,经过适应性锻炼(炼苗),最终移栽到土壤中进行正常生长。炼苗过程通常是将幼苗逐步暴露在非无菌环境和自然光照下,使其逐渐适应外界环境,提高成活率。 植物组织培养技术的应用领域极为广泛,几乎涵盖了所有重要的植物类型。从我们日常食用的粮食作物、蔬菜、水果,到观赏性的花卉,再到具有特殊经济价值的药用植物、香料植物,甚至是我们难以触及的野生植物,都可以通过组织培养进行高效繁殖和研究。 例如,在花卉产业中,许多名贵的观赏植物,如兰花、玫瑰、非洲菊等,其传统繁殖方式产量低、周期长、且难以保持品种纯度。而通过组织培养,可以在短时间内大量繁殖出与母本性状完全一致的优质花卉种苗,极大地满足了市场需求,并为花卉新品种的培育提供了基础。 在林业领域,对于一些生长缓慢、经济价值高的树种,如红木、檀香等,组织培养技术也提供了有效的繁殖手段,有助于加快这些珍贵木材的生产和可持续利用。同时,对于一些具有抗病性的树种,通过组织培养可以快速繁育出抗病苗木,从而有效减少森林病虫害造成的损失。 然而,植物组织培养技术的实践并非一蹴而就,它对操作者的专业技能、实验室条件、以及对植物生理学和分子生物学知识的要求都非常高。无菌操作是贯穿整个过程的生命线,任何一个环节的疏忽都可能导致污染,前功尽弃。同时,不同植物物种、甚至同一物种的不同品种,其对培养基成分、激素配比、环境条件的需求都存在差异,需要进行大量的试验和优化,才能找到最佳的培养方案。 尽管存在挑战,植物组织培养技术的发展仍在不断向前。随着分子生物学、基因工程等领域的不断进步,科学家们正努力将基因编辑、合成生物学等前沿技术与组织培养相结合,创造出更具潜力的应用前景。例如,通过基因编辑技术,可以在组织培养过程中直接对植物基因组进行修饰,培育出具有特定抗性、更高营养价值或特殊功能的新型作物品种,为解决全球粮食安全和人类健康问题提供新的解决方案。 总而言之,植物组织培养技术是一项集生命科学、农学、医学等多个学科交叉的复杂而精妙的技术。它不仅仅是实验室里的一项操作,更是连接了自然界的生命奇迹与人类改造自然的智慧。从孕育生命到保护物种,从药物研发到农业革新,这项技术正在以其独特的魅力,深刻地影响着我们的世界,并持续为人类社会的发展贡献着力量,让我们得以窥见植物生命无限的可能性。

用户评价

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阅读《植物细胞培养技术》的过程,对我而言更像是一次探索未知世界的旅程。我一直对植物神奇的再生能力感到好奇,而这本书就像一把钥匙,为我打开了这扇神秘的大门。我最先被吸引的是书中对于“离体培养”概念的阐释,它将植物的各个部位,从根、茎、叶到花、果,甚至是胚和愈伤组织,都描绘成了潜在的培养对象,这极大地拓展了我对植物生命潜能的认知。书中详细介绍了不同类型的外植体在培养过程中的行为模式,以及如何选择最适宜的外植体来获得最佳的培养效果。我特别关注了关于“愈伤组织诱导与继代培养”的部分,作者深入浅出地讲解了激素在愈伤组织形成中的关键作用,并详细阐述了不同激素配比对愈伤组织生长速率和形态的影响。通过书中的图文并茂的展示,我仿佛亲眼目睹了植物细胞从休眠状态被激活,然后疯狂增殖,最终形成不定形的愈伤组织的奇妙过程。这种对于生命活动微观层面的细腻描绘,让我对植物的生长发育有了更深刻的理解,也激发了我进一步探究植物分子机制的兴趣。

评分

我一直觉得,植物细胞组织培养技术是一个既有科学严谨性,又充满艺术性的领域,而《植物细胞组织培养技术》这本书,恰恰能够将这两者巧妙地融合。在阅读过程中,我被书中对于“生物技术应用”章节的描绘所深深吸引。它不仅仅是讲解了如何进行细胞培养,更是将这项技术与现代农业、林业乃至医药产业的紧密联系展现出来。比如,书中详细介绍了如何利用组织培养技术进行优良品种的快速繁殖,这对于农业生产和育种具有划时代的意义。我还了解到,通过组织培养,我们可以在短时间内获得大量的种苗,而且这些种苗往往具有纯度高、抗病性强等优点,这能够有效地解决传统育种方式周期长、效率低的瓶颈。此外,书中还提及了一些更前沿的应用,例如利用组织培养技术生产次生代谢产物,以及在基因工程中的应用。这些内容让我看到了植物细胞组织培养技术的广阔前景,也让我对未来的农业发展充满了期待。

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这本《植物细胞组织培养技术》给我留下了相当深刻的印象,即使在阅读它之前,我对组织培养这个领域也并非一无所知。然而,这本书以一种系统且详尽的方式,将那些零散的知识点串联起来,并且填补了我理解上的不少空白。尤其令人称道的是,它并没有停留在理论层面,而是通过大量实际操作的细节和步骤,将复杂的实验流程变得清晰易懂。我尤其欣赏它在“无菌操作”这一基础环节所花费的篇幅,虽然许多初学者可能会觉得它枯燥,但作者却用生动形象的语言和细致入微的描述,强调了无菌操作对于组织培养成功的重要性,并且列举了可能出现的各种污染及其应对方法。这让我意识到,看似简单的无菌室操作,实则蕴含着大量的科学原理和经验积累。此外,书中对于培养基的配制,也进行了非常细致的阐述,从各种营养物质的来源、作用,到如何根据不同植物材料和培养目的调整配方,都给出了详实的指导。我尝试着按照书中的方法配制了几种培养基,发现比我以往的操作更加准确和有效,成功率也有了显著提高。这本书真的像一位经验丰富的导师,循循善诱,让我这个“菜鸟”也能逐步掌握这项技术。

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总的来说,这本书在植物细胞组织培养技术的教学方面,无疑是一部非常成功的教材。它不仅仅是知识的传授,更是能力的培养。我尤其欣赏书中对于“实验设计与数据分析”的讲解。作者强调,科学研究不仅仅是动手操作,更重要的是严谨的实验设计和客观的数据分析。书中提供了一些案例,展示了如何根据研究目的设计合理的实验方案,包括如何设置对照组、如何选择合适的检测指标,以及如何对实验结果进行统计分析。这让我意识到,在进行组织培养实验时,不能仅仅是“照猫画虎”,而是要带着科学研究的态度,去设计、去操作、去分析。我尝试着按照书中提供的方法,对自己的一个小型实验进行了数据记录和初步分析,发现这样做能够更清晰地了解实验的有效性,也为后续的优化提供了更可靠的依据。这本书的实用性和前瞻性,确实让我受益匪浅。

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这本书在讲解植物细胞组织培养技术方面,确实做到了深入浅出的水平。我一直认为,要真正掌握一项技术,光有理论是不够的,更需要大量的实践和经验。而这本教材,恰恰在这两个方面都做得非常出色。它不仅仅是罗列了一堆理论知识,而是将这些理论知识与具体的实验操作紧密结合。例如,在介绍“器官发生”这一章节时,作者不仅解释了根、芽、胚等器官形成的生理生化基础,还详细讲解了不同培养阶段所需的光照、温度、湿度等环境因素的调控方法。我记得书中有提到,针对不同植物种类,甚至同一植物的不同发育阶段,都需要精细调整培养条件,这一点让我对组织培养的复杂性和精密度有了全新的认识。此外,书中还提供了一些常见问题的分析和解决思路,例如培养过程中出现的褐化现象、继代培养时遇到的生长迟缓等,作者都给出了详细的解释和有效的应对策略。这对于我们在实际操作中遇到困难时,能够提供及时的指导和帮助,大大降低了实验的失败率,也提升了我们的学习信心。

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