植物组织培养（巩振辉）（第3版）

巩振辉
2021年2月

巩振辉
2007年3月

巩振辉
2012年11月

《植物组织培养》(第3版)根据对大学生“四新学科”的培养要求，融合农学、生物学、医学、发酵工艺学、信息学等多学科理论与应用技术。全面系统地介绍了植物组织培养的概念、原理、方法与应用技术。全书分为理论篇和应用篇共18章，理论篇包括绪论、植物组织培养的基本原理、实验室的布局及设备、植物组织培养的基本技术、植物器官培养、植物组织培养技术、植物细胞培养等内容，阐述了植物组织培养的基本概念、基本原理、基本方法与技术、历史、发展方向与技术；应用篇包括植物原生质体培养、植物胚培养、植物离体快繁、人工种子、植物脱毒苗培育、植物体细胞无性系变异及筛选、次生代谢产物生产和生物转化、植物种质资源的离体保存、植物单倍体培养、体细胞杂交、植物遗传转化等内容，详细介绍了植物组织培养在农业、林业、工业等方面的应用方法与技术，一定程度上反映了国内外的研究成果与动态，并重点描述了八十多项经典或应用实例。
本书概念准确，内容丰富，资料翔实，信息量大，技术方法详细具体，图文并茂，理论与实践并举，可作为植物生产类、草业科学类、森林资源类、环境生态类及生物科学类等各专业高年级本、专科生及研究生教材，也可供相关的科研人员与生产者使用。

巩振辉，西北农林科技大学，所长、教授，982年至今，一直致力于蔬菜生物技术、蔬菜遗传育种与种质资源创新的研究与实践。先后承担并出色完成了国家高技术研究发展计划、国家自然科学基金资助项目、国家“七五”、“八五”重点科技项目、国家“十一五”科技支撑计划、国家农业科技成果转化资金项目、科技部杨凌农业生物育种中心项目、农业部“八五”科技项目、优 秀年轻教师基金项目、“春晖计划”、国家博士点基金、中科院上海植物生理生态研究所植物分子遗传国家重点开放实验室项目、陕西省“13115”科技创新工程重大科技专项、陕西省自然科学基金项目、陕西省农业分子生物学重点实验室基金项目、与英国格拉斯哥大学合作项目、与澳大利亚国立大学合作项目等课题，在辣椒和芸薹属作物种质资源搜集、创制、研究和利用以及基因的克隆和遗传转化方面开展了大量工作，获国家科技进步一等奖、二等奖各1项，省农业科技进步一等奖、三等奖各1项，西安市科技进步三等奖1项，省人民政府教学成果二等奖1项，所主持的《植物育种学》获省级精品课程。获国家发明专利授权4项，申请国家发明专利6项。克隆获得全长基因30多条，其中在GenBank注册全长基因20条，注册EST、TDF200多条。选育优良辣椒品种8个。与西安皇冠蔬菜研究所合作，将分子标记技术与常规育种技术相结合，选育出了我国第 一份具有自主知识产权的抗根结线虫的番茄新品种M158、M126和M6。
主编“十一五”规划教材《园艺植物生物技术》、《植物组织培养》、《植物育种学》和《园艺植物种子学》，先后主编和参编著作、教材30本。发表论文200余篇。

理论篇
第1章绪论2
1.1植物组织培养的简介2
1.1.1植物组织培养的概念2
1.1.2植物组织培养的类型3
1.1.3植物组织培养的优越性4
1.1.4植物组织培养的任务5
1.2植物组织培养与生物科学的关系5
1.3植物组织培养的发展简史6
1.3.1探索阶段6
1.3.2奠基阶段7
1.3.3迅速发展和应用阶段8
1.4植物组织培养的应用及展望12
1.4.1植物组织培养的应用12
1.4.2植物组织培养的展望16
小结17
思考题17

第2章植物组织培养的基本原理18
2.1植物细胞的全能性18
2.1.1细胞全能性的性与相对性19
2.1.2植物细胞全能性表现19
2.2植物细胞的分化与脱分化19
2.2.1植物细胞的分化19
2.2.2植物细胞的脱分化20
2.2.3植物细胞的再分化21
2.3植物的形态建成21
2.3.1愈伤组织诱导与器官分化21
2.3.2植物体细胞胚胎发生22
2.3.3离体器官诱导24
2.3.4影响植物离体形态发生的因素24
2.4植物基因表达与位置效应及器官分化信息的传递26
2.4.1基因表达与位置效应26
2.4.2器官分化信息的传递28
小结29
思考题29

第3章植物组织培养实验室的布局及设备31
3.1实验室布局31
3.1.1准备室31
3.1.2接种室33
3.1.3培养室33
3.1.4驯化室33
3.1.5其他部分34
3.2基本仪器设备34
3.2.1灭菌设备34
3.2.2接种设备36
3.2.3培养器皿与设备37
3.2.4检测设备39
3.2.5驯化设备40
3.2.6其他辅助设备40
小结42
思考题42

第4章植物组织培养的基本技术43
4.1培养基的成分与配制技术44
4.1.1培养基的成分44
4.1.2培养基的类型48
4.1.3培养基的选择48
4.1.4培养基的制备49
4.2灭菌技术52
4.2.1环境灭菌52
4.2.2培养基灭菌53
4.2.3外植体灭菌54
4.2.4用具灭菌56
4.2.5污染的类型及克服方法56
4.3外植体的种类及其接种技术58
4.3.1外植体的种类58
4.3.2外植体的选择58
4.3.3外植体的接种59
4.4培养条件及其调控技术60
4.4.1温度60
4.4.2光照60
4.4.3气体60
4.4.4湿度61
4.4.5培养基的渗透压61
4.4.6培养基pH值61
4.5继代培养技术61
4.5.1继代培养的作用61
4.5.2继代培养中的驯化现象和衰退现象61
4.6试管苗驯化移栽技术62
4.6.1试管苗特点62
4.6.2试管苗驯化63
4.6.3试管苗移栽64
小结65
思考题65

第5章植物器官培养66
5.1植物器官培养的程序66
5.1.1外植体的选择、消毒及其接种66
5.1.2形态发生67
5.1.3诱导生根与再生植株的移栽69
5.2植物营养器官培养70
5.2.1植物根段培养70
5.2.2植物茎段培养73
5.2.3植物叶培养77
5.3植物繁殖器官培养79
5.3.1植物花器官培养79
5.3.2植物幼果培养80
小结80
思考题81

第6章植物组织培养技术82
6.1植物分生组织培养82
6.1.1植物分生组织培养的概念和意义82
6.1.2分生组织培养的方法82
6.1.3影响分生组织培养的因素84
6.2植物愈伤组织培养86
6.2.1愈伤组织培养的基本过程87
6.2.2影响愈伤组织培养的因素89
6.3其他组织培养91
6.3.1植物薄层组织培养91
6.3.2植物髓组织培养91
6.3.3植物韧皮组织培养92
小结92
思考题93

第7章植物细胞培养94
7.1植物单细胞的分离94
7.1.1由植物器官分离单细胞94
7.1.2由培养组织中分离单细胞95
7.2植物单细胞的培养96
7.2.1单细胞培养方法96
7.2.2单细胞培养的影响因素100
7.3植物细胞的悬浮培养101
7.3.1细胞悬浮培养方法101
7.3.2培养基103
7.3.3悬浮培养细胞的同步化104
7.3.4细胞增殖的测定105
7.3.5悬浮培养细胞的植株再生106
7.3.6影响细胞悬浮培养的因素107
小结109
思考题109

应用篇
第8章植物原生质体培养111
8.1植物原生质体培养的意义112
8.2植物原生质体的分离112
8.2.1取材112
8.2.2分离原生质体所用的酶类113
8.2.3酶液的pH值与反应温度114
8.2.4酶液的渗透压114
8.2.5原生质体的游离115
8.2.6原生质体的纯化116
8.2.7原生质体活力的鉴定117
8.3植物原生质体的培养118
8.3.1原生质体的培养方法118
8.3.2原生质体培养基118
8.3.3植板密度119
8.3.4培养条件120
8.3.5原生质体再生120
小结122
思考题122

第9章植物胚培养123
9.1植物胚培养的类型和意义123
9.1.1植物胚培养的类型123
9.1.2植物胚培养的意义123
9.2植物胚培养的方法124
9.2.1子房培养124
9.2.2胚珠培养125
9.2.3成熟胚培养126
9.2.4幼胚培养127
9.2.5胚乳培养129
9.3植物的离体授粉技术131
9.3.1离体授粉的方法132
9.3.2影响离体授粉的因素134
9.4不同植物的胚培养技术134
9.4.1大田作物胚培养技术134
9.4.2园艺植物胚培养技术135
9.4.3林木植物胚培养技术137
9.4.4药用植物胚培养技术138
小结139
思考题139

第10章植物离体快繁140
10.1植物离体快繁的意义140
10.2植物离体快繁的方法140
10.2.1无菌培养的建立141
10.2.2茎芽增殖的途径142
10.2.3影响茎芽增殖的因素143
10.3植物离体快繁中存在的问题及解决途径143
10.3.1培养物污染143
10.3.2褐化144
10.3.3玻璃化146
10.3.4性状变异148
10.3.5黄化148
10.4植物无糖离体快繁技术148
10.4.1植物无糖组织培养的概念148
10.4.2植物无糖组织培养技术148
10.4.3影响植物无糖培养的因素151
10.4.4无糖组织培养技术的局限性152
10.5不同植物的离体快繁技术153
10.5.1大田作物离体快繁技术153
10.5.2园艺植物离体快繁技术154
10.5.3林木植物离体快繁技术159
10.5.4药用植物离体快繁技术160
小结162
思考题162

第11章人工种子163
11.1人工种子的概念及研究人工种子的意义163
11.1.1人工种子的概念163
11.1.2人工种子的结构167
11.1.3研究人工种子的意义167
11.2人工种子的制备方法和技术168
11.2.1目标植物和外植体的选取168
11.2.2胚状体和胚类似物的诱导169
11.2.3人工种子的包埋172
11.3人工种子的贮藏与萌发174
11.3.1人工种子贮藏技术174
11.3.2人工种子发芽试验176
11.4不同植物的人工种子制作技术176
11.4.1大田作物人工种子制作技术176
11.4.2园艺植物人工种子制作技术177
11.4.3林木植物人工种子制作技术178
11.4.4药用植物人工种子制作技术179
小结180
思考题180

第12章植物脱毒苗培育181
12.1植物脱毒的意义181
12.2植物脱毒的方法182
12.2.1热处理脱毒182
12.2.2茎尖培养脱毒183
12.2.3茎尖超低温冷冻脱毒184
12.2.4抗病毒剂的应用185
12.2.5其他脱毒方法185
12.3脱毒苗的鉴定186
12.3.1脱毒效果的检测186
12.3.2脱毒苗农艺性状的鉴定192
12.3.3无病毒原种的保存和应用192
12.4不同植物的脱毒苗培育技术192
12.4.1大田作物的脱毒苗培育技术192
12.4.2果树的脱毒苗培育技术195
12.4.3蔬菜的脱毒苗培育技术196
12.4.4花卉的脱毒苗培育技术199
12.4.5药用植物的脱毒苗培育技术200
12.4.6林木植物的脱毒苗培育技术202
小结203
思考题203

第13章植物体细胞无性系变异及筛选204
13.1植物体细胞无性系变异的来源204
13.1.1源于外植体的变异204
13.1.2离体培养诱导的变异206
13.2植物体细胞无性系变异的遗传学基础207
13.2.1染色体变化207
13.2.2基因突变209
13.2.3基因扩增209
13.2.4细胞质基因变异209
13.2.5转座因子活化210
13.2.6DNA甲基化210
13.3植物体细胞无性系的筛选210
13.3.1突变细胞离体筛选的方法211
13.3.2体细胞无性系变异筛选的程序212
13.3.3影响细胞突变体筛选效果的因素212
13.3.4体细胞无性系变异的鉴定213
13.3.5几种体细胞突变体筛选技术214
小结218
思考题218

第14章次生代谢产物生产和生物转化219
14.1细胞的大量培养219
14.1.1培养系统219
14.1.2培养技术222
14.2天然化合物的生产225
14.2.1生物反应器的放大225
14.2.2目的产物的分离纯化226
14.3生物转化229
14.3.1生物转化的原理229
14.3.2生物转化的方法231
14.3.3影响植物生物转化的因素232
14.4次生代谢产物的生产与应用233
14.4.1次生代谢产物生产在制药工业中的应用233
14.4.2次生代谢产物生产在食品工业中的应用235
小结237
思考题238

第15章植物种质资源的离体保存239
15.1限制生长保存239
15.1.1低温保存240
15.1.2高渗透压保存240
15.1.3生长抑制剂保存240
15.1.4降低氧分压保存241
15.1.5干燥保存法241
15.2超低温保存241
15.2.1超低温保存的原理241
15.2.2超低温保存的基本程序242
15.2.3超低温保存的方法与技术242
15.2.4离体保存种质的完整性245
15.3不同植物的离体保存技术246
15.3.1大田作物离体保存技术246
15.3.2园艺植物离体保存技术247
15.3.3林木植物离体保存技术249
15.3.4药用植物离体保存技术250
小结252
思考题253

第16章植物单倍体培养254
16.1单倍体的起源254
16.1.1自然界自发产生单倍体254
16.1.2人工诱导产生单倍体254
16.2离体条件下的小孢子发育255
16.2.1活体小孢子发育过程255
16.2.2离体小孢子发育途径256
16.2.3离体小孢子发育的影响因素257
16.2.4花粉植株形态发生方式261
16.3花药培养和花粉培养262
16.3.1花药培养262
16.3.2花粉培养262
16.3.3小孢子培养的优越性263
16.4未受精子房与胚珠培养263
16.4.1未受精子房培养264
16.4.2未受精胚珠培养264
16.4.3未受精子房、胚珠培养的影响因素264
16.5单倍体植株鉴定及染色体加倍265
16.5.1单倍体植株鉴定方法265
16.5.2单倍体植株的染色体加倍266
16.6不同植物的单倍体培养技术266
16.6.1大田作物单倍体培养技术266
16.6.2园艺植物单倍体培养技术268
16.6.3林木植物单倍体培养技术271
16.6.4药用植物单倍体培养技术273
小结274
思考题275

第17章植物体细胞杂交276
17.1原生质体融合276
17.1.1自发融合与诱导融合276
17.1.2对称融合与非对称融合278
17.2杂种细胞的选择280
17.2.1互补筛选法280
17.2.2利用物理特性差异的选择方法280
17.2.3利用生长特性差异的选择方法280
17.3杂种细胞的培养及再生281
17.3.1杂种细胞培养的方法与技术关键281
17.3.2杂种植株再生283
17.3.3杂种植株的核型283
17.4体细胞杂种的鉴定283
17.4.1形态学鉴定283
17.4.2细胞学鉴定283
17.4.3分子生物学鉴定284
17.5细胞质杂种284
17.6几种植物体细胞杂交的成功实例285
17.6.1马铃薯野生种与栽培种原生质体融合与培养285
17.6.2紫花苜蓿与百脉根原生质体培养及不对称体细胞杂交286
17.6.3茶树叶片和胚根原生质体的分离及PEG诱导融合288
17.6.4马铃薯与茄子原生质体融合290
小结296
思考题296

第18章植物遗传转化297
18.1植物遗传转化的方法297
18.1.1农杆菌介导法297
18.1.2基因枪法302
18.1.3其他常用的转化方法304
18.2转化植株的检测306
18.2.1报告基因检测306
18.2.2分子杂交检测307
18.3不同植物的遗传转化技术308
18.3.1大田作物的遗传转化技术308
18.3.2园艺植物的遗传转化技术309
18.3.3林木植物的遗传转化技术311
18.3.4药用植物的遗传转化技术312
小结312
思考题313

附录314
附录1《植物组织培养》(第3版)课程思政教学点参考314
附录2植物组织培养常见的英文缩略语317
附录3植物组织培养基常用化合物的分子式及分子量319
附录4温湿度换算表320
附录5常用培养基的配方(1)321
附录6常用培养基的配方(2)322
附录7常用培养基的配方(3)323

参考文献325