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首頁(yè) 公文范文 植物組織培養(yǎng)論文

植物組織培養(yǎng)論文

發(fā)布時(shí)間:2022-05-24 09:31:46

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇植物組織培養(yǎng)論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。

植物組織培養(yǎng)論文

植物組織培養(yǎng)論文:植物組織培養(yǎng)褐變產(chǎn)生探究論文

論文關(guān)鍵詞:植物組織培養(yǎng)褐變酚類物質(zhì)多酚氧化酶醌類物質(zhì)

論文摘要:植物組織培養(yǎng)過(guò)程中,褐變問(wèn)題普遍存在,與菌類污染和玻璃話現(xiàn)象并稱為植物組織培養(yǎng)的三大難題。針對(duì)褐變難題,本文結(jié)合相關(guān)資料,對(duì)影響褐變的因素作了全面分析,褐變的影響因素是復(fù)雜的,隨植物種類外植體的部位幾生理狀況培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件的不同而危害的程度有所不同,對(duì)這些因素是內(nèi)因外界影響作用作了分析并針對(duì)這些因素提出了相應(yīng)的解決措施。

在許多植物組織培養(yǎng)過(guò)程中,常遇到褐變問(wèn)題。褐變主要發(fā)生在外植體,在植物愈傷組織的繼代、懸浮細(xì)胞培養(yǎng)以及原生質(zhì)體的分離與培養(yǎng)中也經(jīng)常發(fā)生。褐變產(chǎn)物不僅使外植體、細(xì)胞、培養(yǎng)基等變褐,而且對(duì)許多酶有抑制作用,從而影響培養(yǎng)材料的生長(zhǎng)與分化,嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致死亡。本文探討植物組織培養(yǎng)中褐變現(xiàn)象的影響因素、機(jī)理及防范措施,對(duì)我們進(jìn)行科學(xué)研究或工廠生產(chǎn),包括植物組織的培養(yǎng),原生質(zhì)體、懸浮細(xì)胞和植物器官的培養(yǎng)都有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1褐變?cè)蚣拔:?

褐變是指外植體在培養(yǎng)過(guò)程中,自身組織從表面培養(yǎng)基釋放褐色物質(zhì),以致培養(yǎng)基逐漸變成褐色,外植體也隨之進(jìn)一步變褐而死亡的現(xiàn)象。褐變的發(fā)生與外植體組織中所含的酚類化合物數(shù)量多少及多酚氧化酶活性有直接關(guān)系。很多植物,尤其是木本植物都含有較高的酚類化合物,這些酚類化合物在完整的組織和細(xì)胞中與多酚氧化酶分隔存在,因而比較穩(wěn)定。在切割外植體時(shí),切口附近的細(xì)胞受到傷害,其分割狀態(tài)被打破,酚類化合物外溢。對(duì)于外植體本身來(lái)講,酚類物質(zhì)從外植體切口向外溢出是一種自我保護(hù)性反應(yīng),可誘導(dǎo)植保素或無(wú)物理屏障的形成,以防止微生物侵染組織。但酚類很不穩(wěn)定,在溢出過(guò)程中與多酚氧化酶接觸,在多酚氧化酶的催化下,迅速氧化成褐色的醌類物質(zhì)和水,醌類物質(zhì)又會(huì)在酪氨酸酶等的作用下,與外植體組織中的蛋白質(zhì)發(fā)生聚合,進(jìn)一步引起其他酶系統(tǒng)失活。從而導(dǎo)致組織代謝活動(dòng)紊亂,生長(zhǎng)停滯,最終衰老死亡。此外,由于組織的老化病變也會(huì)使多酚氧化酶激活而引起褐變。

2褐變產(chǎn)生的機(jī)理

2.1非酶促褐變

非酶促褐變是由于細(xì)胞受脅迫或其他不利條件影響所造成的細(xì)胞程序化死亡或自然發(fā)生的細(xì)胞死亡,即壞死形成的褐變現(xiàn)象,并不涉及酚類物質(zhì)的產(chǎn)生。徐振彪等[1]將生長(zhǎng)正常的愈傷組織轉(zhuǎn)移到含NaCl的培養(yǎng)基中,組織周圍尤其是接觸培養(yǎng)基部分發(fā)生褐變,但培養(yǎng)基中沒(méi)有看到擴(kuò)散的褐化物質(zhì)。當(dāng)溫度升高時(shí)繼代保存時(shí)間過(guò)長(zhǎng),也會(huì)發(fā)生此類現(xiàn)象。但這種褐變?nèi)舨扇∵m當(dāng)措施或者愈傷組織適應(yīng)了脅迫環(huán)境就不再發(fā)生了[3]。

2.2酶促褐變

目前認(rèn)為植物組織培養(yǎng)中的褐變主要是由酶促褐變引起的,培養(yǎng)材料變褐主要是由傷口處分泌的酚類化合物引起的[4]。酶促褐變?nèi)缤话愕拿复俜磻?yīng),其發(fā)生必須具備三個(gè)條件,即酶、底物和氧。引起褐變的酶有多酚氧化酶(PPO)、過(guò)氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶等。從初次培養(yǎng)和繼代培養(yǎng)過(guò)程中試管苗的褐變程度和PPO的活性來(lái)看,表明PPO活性的高低是引起培養(yǎng)材料褐變的關(guān)鍵。引起褐變的酶的底物主要是酚類化合物,按其組成可分成3類:苯基羧酸(包括鄰羥基苯酚、兒茶酚、沒(méi)食子酸、莽草酸等),苯丙烷衍生物(包括綠原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、單寧、木質(zhì)素等),第三類是黃烷衍生物(包括花青素、黃酮、蕓香苷等),但并非所有的酚類物質(zhì)都是PPO的底物。

在正常發(fā)育的植物組織中,底物、氧氣、PPO同時(shí)存在并不發(fā)生褐變,是因?yàn)樵谡5慕M織細(xì)胞內(nèi)由于多酚類物質(zhì)分布在細(xì)胞的液泡內(nèi),而PPO則分布在各種質(zhì)體或細(xì)胞質(zhì)中,這種區(qū)域性分布使底物與PPO不能接觸。而當(dāng)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化和破壞時(shí),則為酶創(chuàng)造了與PPO接觸的條件,在氧存在的情況下使酚類物質(zhì)氧化成醌,進(jìn)行一系列的脫水、聚合反應(yīng),最后形成黑褐色物質(zhì),從而引起褐變。

3褐變產(chǎn)生的影響因素

影響植物組織培養(yǎng)褐變的因子是復(fù)雜的,因植物的種類、基因型、外植體部位及生理狀態(tài)等不同,褐變的程度也有所不同。

3.1植物種類及基因型不同的植物和不同的基因型決定了不同的褐化程度。在組織培養(yǎng)中,品種褐化難易可能是與該品種中多酚類物質(zhì)含量的多少及多酚氧化酶(PPO)活性的差異有關(guān)。

3.2外植體部位及生理狀態(tài)外植體的部位及生理狀態(tài)不同其褐化程度不同,同時(shí),不同時(shí)期和不同年齡的外植體在培養(yǎng)中褐變的程度也不同。

3.3培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基成分中的無(wú)機(jī)鹽、蔗糖濃度、激素水平等對(duì)褐變的程度的影響尤為重要。另外,其pH值也與褐變程度有較大關(guān)系。

3.4培養(yǎng)條件溫度過(guò)高或光照過(guò)強(qiáng),均可加速被培養(yǎng)組織的褐變。不利環(huán)境條件都能造成細(xì)胞的程序化死亡,溫度是誘導(dǎo)程序化死亡的主要因素[1]。

4防止外植體產(chǎn)生褐變的對(duì)策

從理論上講,酶促褐變可以通過(guò)以下三種方法加以抑制:一是除去引起氧化的物質(zhì)——氧;二是捕捉或減少聚合反應(yīng)的中間產(chǎn)物;三是抑制有關(guān)的酶。實(shí)際操作上,下列措施是被認(rèn)為行之有效的。

4.1適當(dāng)外植體的選擇

取材時(shí)應(yīng)注意選擇褐變程度較小的品種和部位作外植體。成年植株比幼苗褐變程度厲害,夏季材料比冬季及早春和秋季材料的褐變要嚴(yán)重。冬季的芽不易生長(zhǎng),宜選用早春和秋季的材料作為外植體。王異星[5]用荔枝無(wú)菌苗不同組織的誘導(dǎo)試驗(yàn)表明,莖最容易誘導(dǎo)出愈傷組織,培養(yǎng)2周后長(zhǎng)出淺黃色的愈傷組織;葉大部分不能產(chǎn)生愈傷組織或誘導(dǎo)出的愈傷組織中度褐變;而根極大部分不產(chǎn)生愈傷組織,誘導(dǎo)出的愈傷組織全部褐變。

4.2對(duì)外植體的處理

通過(guò)對(duì)較易褐變的外植體材料的預(yù)處理能減輕醌類物質(zhì)的毒害作用。處理方法如下:外植體經(jīng)流水沖洗后,在2-5℃的低溫下處理12-24小時(shí),再用升汞或70%酒精消毒,然后接種于只含有蔗糖的瓊脂培養(yǎng)基中培養(yǎng)5-7天,使組織中的酚類物質(zhì)部分滲入培養(yǎng)基中。取出外植體用0.1%漂白粉溶液浸泡10分鐘,再接種到合適的培養(yǎng)基中。若仍有酚類物質(zhì)滲出,3-5天后再轉(zhuǎn)移培養(yǎng)基2-3次,當(dāng)外植體的切口愈合后,酚類物質(zhì)減少,這樣可使外植體褐變減輕或完全被抑制。何瓊英等[6]用抗壞血酸預(yù)處理香蕉吸芽外植體,能減輕外植體褐變,從而提高芽叢誘導(dǎo)率。

4.3適宜的培養(yǎng)基

培養(yǎng)基的成分與褐變程度有關(guān),要考慮所選培養(yǎng)基的狀態(tài)和類型。

4.3.1適當(dāng)?shù)臒o(wú)機(jī)鹽濃度張妙霞等[7]在柿樹組織培養(yǎng)防止褐變所進(jìn)行的試驗(yàn)中,4種培養(yǎng)基的無(wú)機(jī)鹽以改良MS(大量元素減半)和1/2MS的效果最好,MS的效果較差,結(jié)果證明低濃度的無(wú)機(jī)鹽可促進(jìn)外植體的生長(zhǎng)與分化,減輕外植體褐變的程度。徐振彪[1]在對(duì)玉米幼胚耐NaCl愈傷組織的篩選表明,隨NaCl濃度升高,褐變現(xiàn)象加重。

4.3.2適當(dāng)和適量的激素王異星[5]在荔枝的組織培養(yǎng)過(guò)程中,培養(yǎng)基中添加1mg/LBA+0.5mg/L2,4-D時(shí),愈傷組織較堅(jiān)硬,增殖緩慢,易產(chǎn)生褐變。培養(yǎng)基中添加1mg/LBA+1mg/L2,4-D時(shí),愈傷組織淺黃疏松,增殖也快。

4.3.3培養(yǎng)基的硬度在一定范圍內(nèi),瓊脂用量大,培養(yǎng)基硬度大,褐變率低[8],這可能是培養(yǎng)基的硬度影響了酚類物質(zhì)的擴(kuò)散速度的緣故。

4.3.4培養(yǎng)基中水的硬度的影響硬度低的蒸餾水褐變率低,而使用硬度較高的自來(lái)水,褐變嚴(yán)重,甚至?xí)霈F(xiàn)褐變死亡[8]。這可能是配制培養(yǎng)基的水改變了培養(yǎng)基中無(wú)機(jī)鹽的濃度,間接地影響了植物外植體的褐變。

4.3.5培養(yǎng)基的pH值在水稻體細(xì)胞培養(yǎng)中,pH值為4.5-5.0時(shí)MS液體培養(yǎng)基可保持愈傷組織處于良好的生長(zhǎng)狀態(tài),其表面呈黃白色,而pH值為5.5-6.0時(shí),愈傷組織嚴(yán)重褐變[9]。一般來(lái)說(shuō),酸性環(huán)境(pH值為4.5-5.0)不利于褐變過(guò)程的發(fā)生[10]。

4.3.6培養(yǎng)條件如溫度過(guò)高或光照過(guò)強(qiáng),光照會(huì)提高PPO的活性,促進(jìn)多酚類物質(zhì)的氧化,從而加速被培養(yǎng)的組織褐變。高濃度CO2也會(huì)促進(jìn)褐變,其原因是環(huán)境中的CO2向細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散,細(xì)胞內(nèi)CO32-增多,CO32-與細(xì)胞膜上的CO32-結(jié)合,使有效CO32-減少,導(dǎo)致內(nèi)膜系統(tǒng)瓦解,酚類物質(zhì)與PPO相互接觸,產(chǎn)生褐變[11]。因此,初期培養(yǎng)要在黑暗或弱光下進(jìn)行。

4.4添加褐變抑制劑和吸附劑

褐變抑制劑主要包括抗氧化劑和PPO抑制劑。在培養(yǎng)基中加入偏二亞硫酸鈉、L-半胱氨酸、抗壞血酸、檸檬酸、二硫蘇糖醇等抗氧化劑都可以與氧化產(chǎn)物醌發(fā)生作用,使其重新還原為酚[12]。由于其作用過(guò)程均為消耗性的,在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意添加量,其中L-半胱氨酸和抗壞血酸均對(duì)外植體無(wú)毒副作用,在生產(chǎn)應(yīng)用中可不受限制。在水稻細(xì)胞的培養(yǎng)基中,添加植酸(PA),可防止褐變,PA分子中眾多的羥基產(chǎn)生抗氧化作用,使生色物質(zhì)的含量下降或PA與PPO分子中的Cu2+結(jié)合,從而降低了其活力。陳學(xué)森等[13]在對(duì)植酸在銀杏組織培養(yǎng)中應(yīng)用的研究中也證實(shí)了植酸具有抑制多酚氧化酶活性的作用。

常用的吸附劑有活性炭和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。活性炭是一種吸附性較強(qiáng)的無(wú)機(jī)吸附劑,能吸附培養(yǎng)基中的有害物質(zhì),包括瓊脂中的雜質(zhì)、培養(yǎng)物在培養(yǎng)過(guò)程中分泌的酚、醌類物質(zhì)以及蔗糖在高壓消毒時(shí)產(chǎn)生的5-羥甲基糠醛等,從而有利于培養(yǎng)物的生長(zhǎng)。粉末狀的活性炭與顆粒狀的活性炭相比吸附性更強(qiáng),一般在培養(yǎng)基中加入1-4g/L的活性炭。在使用過(guò)程中應(yīng)注意,盡量用最低濃度的活性炭來(lái)對(duì)抗褐變的產(chǎn)生,因?yàn)榛钚蕴康奈阶饔檬菦](méi)有選擇性的,在吸附物質(zhì)的同時(shí),也會(huì)吸附培養(yǎng)基中的其他成分,對(duì)外植體的誘導(dǎo)分化會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響[14]。而聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是酚類物質(zhì)的專一性吸附劑,在生化制備中常用作酚類物質(zhì)和細(xì)胞器的保護(hù)劑,可用于防止褐變[15]。

4.5進(jìn)行細(xì)胞篩選和多次轉(zhuǎn)移

在組織培養(yǎng)過(guò)程中,經(jīng)常進(jìn)行細(xì)胞篩選,可以剔除易褐變的細(xì)胞。在外植體接種1-2天后應(yīng)立即轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基中,能減輕酚類物質(zhì)對(duì)培養(yǎng)物的毒害作用,降低抑制作用,使外植體盡快分生,連續(xù)轉(zhuǎn)移5-6次,可基本解決外植體的褐變問(wèn)題。

植物組織培養(yǎng)論文:植物組織培養(yǎng)管理論文

論文關(guān)鍵詞:植物組織培養(yǎng)褐變酚類物質(zhì)多酚氧化酶醌類物質(zhì)

論文摘要:植物組織培養(yǎng)過(guò)程中,褐變問(wèn)題普遍存在,與菌類污染和玻璃話現(xiàn)象并稱為植物組織培養(yǎng)的三大難題。針對(duì)褐變難題,本文結(jié)合相關(guān)資料,對(duì)影響褐變的因素作了全面分析,褐變的影響因素是復(fù)雜的,隨植物種類外植體的部位幾生理狀況培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件的不同而危害的程度有所不同,對(duì)這些因素是內(nèi)因外界影響作用作了分析并針對(duì)這些因素提出了相應(yīng)的解決措施。

在許多植物組織培養(yǎng)過(guò)程中,常遇到褐變問(wèn)題。褐變主要發(fā)生在外植體,在植物愈傷組織的繼代、懸浮細(xì)胞培養(yǎng)以及原生質(zhì)體的分離與培養(yǎng)中也經(jīng)常發(fā)生。褐變產(chǎn)物不僅使外植體、細(xì)胞、培養(yǎng)基等變褐,而且對(duì)許多酶有抑制作用,從而影響培養(yǎng)材料的生長(zhǎng)與分化,嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致死亡。本文探討植物組織培養(yǎng)中褐變現(xiàn)象的影響因素、機(jī)理及防范措施,對(duì)我們進(jìn)行科學(xué)研究或工廠生產(chǎn),包括植物組織的培養(yǎng),原生質(zhì)體、懸浮細(xì)胞和植物器官的培養(yǎng)都有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1褐變?cè)蚣拔:?

褐變是指外植體在培養(yǎng)過(guò)程中,自身組織從表面培養(yǎng)基釋放褐色物質(zhì),以致培養(yǎng)基逐漸變成褐色,外植體也隨之進(jìn)一步變褐而死亡的現(xiàn)象。褐變的發(fā)生與外植體組織中所含的酚類化合物數(shù)量多少及多酚氧化酶活性有直接關(guān)系。很多植物,尤其是木本植物都含有較高的酚類化合物,這些酚類化合物在完整的組織和細(xì)胞中與多酚氧化酶分隔存在,因而比較穩(wěn)定。在切割外植體時(shí),切口附近的細(xì)胞受到傷害,其分割狀態(tài)被打破,酚類化合物外溢。對(duì)于外植體本身來(lái)講,酚類物質(zhì)從外植體切口向外溢出是一種自我保護(hù)性反應(yīng),可誘導(dǎo)植保素或無(wú)物理屏障的形成,以防止微生物侵染組織。但酚類很不穩(wěn)定,在溢出過(guò)程中與多酚氧化酶接觸,在多酚氧化酶的催化下,迅速氧化成褐色的醌類物質(zhì)和水,醌類物質(zhì)又會(huì)在酪氨酸酶等的作用下,與外植體組織中的蛋白質(zhì)發(fā)生聚合,進(jìn)一步引起其他酶系統(tǒng)失活。從而導(dǎo)致組織代謝活動(dòng)紊亂,生長(zhǎng)停滯,最終衰老死亡。此外,由于組織的老化病變也會(huì)使多酚氧化酶激活而引起褐變。

2褐變產(chǎn)生的機(jī)理

2.1非酶促褐變

非酶促褐變是由于細(xì)胞受脅迫或其他不利條件影響所造成的細(xì)胞程序化死亡或自然發(fā)生的細(xì)胞死亡,即壞死形成的褐變現(xiàn)象,并不涉及酚類物質(zhì)的產(chǎn)生。徐振彪等[1]將生長(zhǎng)正常的愈傷組織轉(zhuǎn)移到含NaCl的培養(yǎng)基中,組織周圍尤其是接觸培養(yǎng)基部分發(fā)生褐變,但培養(yǎng)基中沒(méi)有看到擴(kuò)散的褐化物質(zhì)。當(dāng)溫度升高時(shí)繼代保存時(shí)間過(guò)長(zhǎng),也會(huì)發(fā)生此類現(xiàn)象。但這種褐變?nèi)舨扇∵m當(dāng)措施或者愈傷組織適應(yīng)了脅迫環(huán)境就不再發(fā)生了[3]。

2.2酶促褐變

目前認(rèn)為植物組織培養(yǎng)中的褐變主要是由酶促褐變引起的,培養(yǎng)材料變褐主要是由傷口處分泌的酚類化合物引起的[4]。酶促褐變?nèi)缤话愕拿复俜磻?yīng),其發(fā)生必須具備三個(gè)條件,即酶、底物和氧。引起褐變的酶有多酚氧化酶(PPO)、過(guò)氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶等。從初次培養(yǎng)和繼代培養(yǎng)過(guò)程中試管苗的褐變程度和PPO的活性來(lái)看,表明PPO活性的高低是引起培養(yǎng)材料褐變的關(guān)鍵。引起褐變的酶的底物主要是酚類化合物,按其組成可分成3類:苯基羧酸(包括鄰羥基苯酚、兒茶酚、沒(méi)食子酸、莽草酸等),苯丙烷衍生物(包括綠原酸、肉桂酸、香豆酸、咖啡酸、單寧、木質(zhì)素等),第三類是黃烷衍生物(包括花青素、黃酮、蕓香苷等),但并非所有的酚類物質(zhì)都是PPO的底物。

在正常發(fā)育的植物組織中,底物、氧氣、PPO同時(shí)存在并不發(fā)生褐變,是因?yàn)樵谡5慕M織細(xì)胞內(nèi)由于多酚類物質(zhì)分布在細(xì)胞的液泡內(nèi),而PPO則分布在各種質(zhì)體或細(xì)胞質(zhì)中,這種區(qū)域性分布使底物與PPO不能接觸。而當(dāng)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化和破壞時(shí),則為酶創(chuàng)造了與PPO接觸的條件,在氧存在的情況下使酚類物質(zhì)氧化成醌,進(jìn)行一系列的脫水、聚合反應(yīng),最后形成黑褐色物質(zhì),從而引起褐變。

3褐變產(chǎn)生的影響因素

影響植物組織培養(yǎng)褐變的因子是復(fù)雜的,因植物的種類、基因型、外植體部位及生理狀態(tài)等不同,褐變的程度也有所不同。

3.1植物種類及基因型不同的植物和不同的基因型決定了不同的褐化程度。在組織培養(yǎng)中,品種褐化難易可能是與該品種中多酚類物質(zhì)含量的多少及多酚氧化酶(PPO)活性的差異有關(guān)。

3.2外植體部位及生理狀態(tài)外植體的部位及生理狀態(tài)不同其褐化程度不同,同時(shí),不同時(shí)期和不同年齡的外植體在培養(yǎng)中褐變的程度也不同。

3.3培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基成分中的無(wú)機(jī)鹽、蔗糖濃度、激素水平等對(duì)褐變的程度的影響尤為重要。另外,其pH值也與褐變程度有較大關(guān)系。

3.4培養(yǎng)條件溫度過(guò)高或光照過(guò)強(qiáng),均可加速被培養(yǎng)組織的褐變。不利環(huán)境條件都能造成細(xì)胞的程序化死亡,溫度是誘導(dǎo)程序化死亡的主要因素[1]。

4防止外植體產(chǎn)生褐變的對(duì)策

從理論上講,酶促褐變可以通過(guò)以下三種方法加以抑制:一是除去引起氧化的物質(zhì)——氧;二是捕捉或減少聚合反應(yīng)的中間產(chǎn)物;三是抑制有關(guān)的酶。實(shí)際操作上,下列措施是被認(rèn)為行之有效的。

4.1適當(dāng)外植體的選擇

取材時(shí)應(yīng)注意選擇褐變程度較小的品種和部位作外植體。成年植株比幼苗褐變程度厲害,夏季材料比冬季及早春和秋季材料的褐變要嚴(yán)重。冬季的芽不易生長(zhǎng),宜選用早春和秋季的材料作為外植體。王異星[5]用荔枝無(wú)菌苗不同組織的誘導(dǎo)試驗(yàn)表明,莖最容易誘導(dǎo)出愈傷組織,培養(yǎng)2周后長(zhǎng)出淺黃色的愈傷組織;葉大部分不能產(chǎn)生愈傷組織或誘導(dǎo)出的愈傷組織中度褐變;而根極大部分不產(chǎn)生愈傷組織,誘導(dǎo)出的愈傷組織全部褐變。

4.2對(duì)外植體的處理

通過(guò)對(duì)較易褐變的外植體材料的預(yù)處理能減輕醌類物質(zhì)的毒害作用。處理方法如下:外植體經(jīng)流水沖洗后,在2-5℃的低溫下處理12-24小時(shí),再用升汞或70%酒精消毒,然后接種于只含有蔗糖的瓊脂培養(yǎng)基中培養(yǎng)5-7天,使組織中的酚類物質(zhì)部分滲入培養(yǎng)基中。取出外植體用0.1%漂白粉溶液浸泡10分鐘,再接種到合適的培養(yǎng)基中。若仍有酚類物質(zhì)滲出,3-5天后再轉(zhuǎn)移培養(yǎng)基2-3次,當(dāng)外植體的切口愈合后,酚類物質(zhì)減少,這樣可使外植體褐變減輕或完全被抑制。何瓊英等[6]用抗壞血酸預(yù)處理香蕉吸芽外植體,能減輕外植體褐變,從而提高芽叢誘導(dǎo)率。

4.3適宜的培養(yǎng)基

培養(yǎng)基的成分與褐變程度有關(guān),要考慮所選培養(yǎng)基的狀態(tài)和類型。

4.3.1適當(dāng)?shù)臒o(wú)機(jī)鹽濃度張妙霞等[7]在柿樹組織培養(yǎng)防止褐變所進(jìn)行的試驗(yàn)中,4種培養(yǎng)基的無(wú)機(jī)鹽以改良MS(大量元素減半)和1/2MS的效果最好,MS的效果較差,結(jié)果證明低濃度的無(wú)機(jī)鹽可促進(jìn)外植體的生長(zhǎng)與分化,減輕外植體褐變的程度。徐振彪[1]在對(duì)玉米幼胚耐NaCl愈傷組織的篩選表明,隨NaCl濃度升高,褐變現(xiàn)象加重。

4.3.2適當(dāng)和適量的激素王異星[5]在荔枝的組織培養(yǎng)過(guò)程中,培養(yǎng)基中添加1mg/LBA+0.5mg/L2,4-D時(shí),愈傷組織較堅(jiān)硬,增殖緩慢,易產(chǎn)生褐變。培養(yǎng)基中添加1mg/LBA+1mg/L2,4-D時(shí),愈傷組織淺黃疏松,增殖也快。

4.3.3培養(yǎng)基的硬度在一定范圍內(nèi),瓊脂用量大,培養(yǎng)基硬度大,褐變率低[8],這可能是培養(yǎng)基的硬度影響了酚類物質(zhì)的擴(kuò)散速度的緣故。

4.3.4培養(yǎng)基中水的硬度的影響硬度低的蒸餾水褐變率低,而使用硬度較高的自來(lái)水,褐變嚴(yán)重,甚至?xí)霈F(xiàn)褐變死亡[8]。這可能是配制培養(yǎng)基的水改變了培養(yǎng)基中無(wú)機(jī)鹽的濃度,間接地影響了植物外植體的褐變。

4.3.5培養(yǎng)基的pH值在水稻體細(xì)胞培養(yǎng)中,pH值為4.5-5.0時(shí)MS液體培養(yǎng)基可保持愈傷組織處于良好的生長(zhǎng)狀態(tài),其表面呈黃白色,而pH值為5.5-6.0時(shí),愈傷組織嚴(yán)重褐變[9]。一般來(lái)說(shuō),酸性環(huán)境(pH值為4.5-5.0)不利于褐變過(guò)程的發(fā)生[10]。

4.3.6培養(yǎng)條件如溫度過(guò)高或光照過(guò)強(qiáng),光照會(huì)提高PPO的活性,促進(jìn)多酚類物質(zhì)的氧化,從而加速被培養(yǎng)的組織褐變。高濃度CO2也會(huì)促進(jìn)褐變,其原因是環(huán)境中的CO2向細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散,細(xì)胞內(nèi)CO32-增多,CO32-與細(xì)胞膜上的CO32-結(jié)合,使有效CO32-減少,導(dǎo)致內(nèi)膜系統(tǒng)瓦解,酚類物質(zhì)與PPO相互接觸,產(chǎn)生褐變[11]。因此,初期培養(yǎng)要在黑暗或弱光下進(jìn)行。

4.4添加褐變抑制劑和吸附劑

褐變抑制劑主要包括抗氧化劑和PPO抑制劑。在培養(yǎng)基中加入偏二亞硫酸鈉、L-半胱氨酸、抗壞血酸、檸檬酸、二硫蘇糖醇等抗氧化劑都可以與氧化產(chǎn)物醌發(fā)生作用,使其重新還原為酚[12]。由于其作用過(guò)程均為消耗性的,在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意添加量,其中L-半胱氨酸和抗壞血酸均對(duì)外植體無(wú)毒副作用,在生產(chǎn)應(yīng)用中可不受限制。在水稻細(xì)胞的培養(yǎng)基中,添加植酸(PA),可防止褐變,PA分子中眾多的羥基產(chǎn)生抗氧化作用,使生色物質(zhì)的含量下降或PA與PPO分子中的Cu2+結(jié)合,從而降低了其活力。陳學(xué)森等[13]在對(duì)植酸在銀杏組織培養(yǎng)中應(yīng)用的研究中也證實(shí)了植酸具有抑制多酚氧化酶活性的作用。

常用的吸附劑有活性炭和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。活性炭是一種吸附性較強(qiáng)的無(wú)機(jī)吸附劑,能吸附培養(yǎng)基中的有害物質(zhì),包括瓊脂中的雜質(zhì)、培養(yǎng)物在培養(yǎng)過(guò)程中分泌的酚、醌類物質(zhì)以及蔗糖在高壓消毒時(shí)產(chǎn)生的5-羥甲基糠醛等,從而有利于培養(yǎng)物的生長(zhǎng)。粉末狀的活性炭與顆粒狀的活性炭相比吸附性更強(qiáng),一般在培養(yǎng)基中加入1-4g/L的活性炭。在使用過(guò)程中應(yīng)注意,盡量用最低濃度的活性炭來(lái)對(duì)抗褐變的產(chǎn)生,因?yàn)榛钚蕴康奈阶饔檬菦](méi)有選擇性的,在吸附物質(zhì)的同時(shí),也會(huì)吸附培養(yǎng)基中的其他成分,對(duì)外植體的誘導(dǎo)分化會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響[14]。而聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是酚類物質(zhì)的專一性吸附劑,在生化制備中常用作酚類物質(zhì)和細(xì)胞器的保護(hù)劑,可用于防止褐變[15]。

4.5進(jìn)行細(xì)胞篩選和多次轉(zhuǎn)移

在組織培養(yǎng)過(guò)程中,經(jīng)常進(jìn)行細(xì)胞篩選,可以剔除易褐變的細(xì)胞。在外植體接種1-2天后應(yīng)立即轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基中,能減輕酚類物質(zhì)對(duì)培養(yǎng)物的毒害作用,降低抑制作用,使外植體盡快分生,連續(xù)轉(zhuǎn)移5-6次,可基本解決外植體的褐變問(wèn)題。

植物組織培養(yǎng)論文:論植物組織培養(yǎng)技術(shù)在林木育種中的應(yīng)用

【摘 要】林木育種是推動(dòng)林業(yè)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)性工作。近年來(lái),針對(duì)國(guó)內(nèi)水土流失、土地沙漠化等生態(tài)問(wèn)題,國(guó)家加大了對(duì)林業(yè)發(fā)展的重視程度,各級(jí)政府和林業(yè)部門也積極響應(yīng)國(guó)家“綠色發(fā)展”理念,擴(kuò)大林木種植面積。在這種情況下,林業(yè)發(fā)展對(duì)優(yōu)質(zhì)樹種的需求量不斷上升,而傳統(tǒng)的樹種培養(yǎng)周期較長(zhǎng),短時(shí)間內(nèi)難以滿足地區(qū)林業(yè)發(fā)展需要,植物組織培養(yǎng)技術(shù)具有繁殖速度快、苗木質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)代林木育種中受到了廣泛的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】植物組織培養(yǎng) 林木育種 品種改良

植物組織培養(yǎng)是利用植物的某一組織或器官,在無(wú)菌環(huán)境下進(jìn)行培養(yǎng),并最終生產(chǎn)成完整植株的無(wú)性繁殖方法。隨著相關(guān)生物技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展,植物組織培養(yǎng)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于植物育種工作中,在推動(dòng)我國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。文章首先分析了組織培養(yǎng)技術(shù)在林木育種中的具體應(yīng)用,隨后對(duì)其應(yīng)用意義進(jìn)行了論述,最后就組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用前景進(jìn)行了總結(jié)展望。

1 組織培養(yǎng)技術(shù)在林木育種工作中的具體應(yīng)用

1.1 實(shí)現(xiàn)苗木的快速、優(yōu)質(zhì)繁殖

目前,利用植物組織或器官實(shí)現(xiàn)繁殖育苗主要有三種形式:一是誘導(dǎo)母本植株上的腋芽發(fā)育,生成新的植株;二是誘導(dǎo)植株組織形成新的體胚,然后在利用特殊培養(yǎng)方式,促使體胚發(fā)育成新的植株;三是將植物組織誘導(dǎo)生成新的愈傷組織,利用愈傷組織的再分化能力,生成新的植株芽體,實(shí)現(xiàn)擴(kuò)繁目的。三種林木育種方式各有優(yōu)缺點(diǎn),因此在開展植物組織培養(yǎng)時(shí),應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況,做到有針對(duì)性的科學(xué)選擇。

例如,在一些地理位置相對(duì)偏遠(yuǎn)、交通不便的原始林區(qū),由于人工管理困難,在林木種植上選擇松樹、柏樹林為主。這類樹木由于生長(zhǎng)環(huán)境相對(duì)惡劣,因此對(duì)樹種的質(zhì)量要求較為嚴(yán)格,以此來(lái)提高樹種移植后的成活率。在組織培養(yǎng)技術(shù)選擇上,通常以誘導(dǎo)母本腋芽發(fā)育方式為主,確保培養(yǎng)出的樹種能夠完全繼承母本優(yōu)良形狀,在短時(shí)間內(nèi)適應(yīng)移植后的新環(huán)境。而在城鎮(zhèn)郊區(qū)或是一些交通便利的農(nóng)村地區(qū),林業(yè)發(fā)展多以速生林為主,例如楊樹、桉樹、槐樹等。這類林木的優(yōu)點(diǎn)在于生長(zhǎng)速度快、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高,因此對(duì)于樹種的需求量也相對(duì)較大。在選擇組織培養(yǎng)方式上,多以誘導(dǎo)愈傷組織培養(yǎng)新植株的方法,來(lái)提高單位時(shí)間內(nèi)的樹種培養(yǎng)速度。誘導(dǎo)植株組織培養(yǎng)方式主要適用于果樹樹種繁育,一來(lái)是果樹生長(zhǎng)周期相對(duì)較長(zhǎng),對(duì)于樹種需求量較為緩和,二來(lái)是果樹對(duì)于樹種的優(yōu)良性質(zhì)要求較高,誘導(dǎo)植株組織的培養(yǎng)方式能夠?qū)崿F(xiàn)“基因優(yōu)選”功能,確保果樹經(jīng)濟(jì)價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。

1.2 植物組織、細(xì)胞及器官功能分析

植物組織培養(yǎng)所選用的必須是具有完全遺傳信息的組織或器官,包括母本植株的莖、葉、胚芽等,雖然這些組織或器官中的遺傳信息都是相同的,但是其培養(yǎng)效果也會(huì)受培養(yǎng)環(huán)境、培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分等外界因素的影響。根據(jù)這一生物特性,可以對(duì)植物的組織和器官的形成過(guò)程、結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行技術(shù)分析。例如,更加大量的植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明,以植物莖作為組織培養(yǎng)對(duì)象,培養(yǎng)過(guò)程中植株的細(xì)胞膜的通透性更強(qiáng),對(duì)于外界病毒入侵的抵抗力更明顯,根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)結(jié)論,我們?cè)谶M(jìn)行植物組織培養(yǎng)時(shí),可以有針對(duì)性的選取母本植物的組織或器官。例如松樹雖然具有較高的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,但是幼苗期的松樹抗病蟲能力較低,很容易發(fā)生病害侵襲影響,影響松樹幼苗的成活率。通過(guò)改良植物組織培養(yǎng)技術(shù),能夠極大的改善這一影響因素。

1.3 植物組織培養(yǎng)中的滅菌工作

在植物組織培養(yǎng)中,最重要的一點(diǎn)就是要防止組織或器官受到外界細(xì)菌、病毒、微生物的干擾。目前,植物組織培養(yǎng)大多數(shù)在無(wú)菌室內(nèi)進(jìn)行,但是這只是從硬件方面確保了工作環(huán)境的安全,除此之外,操作人員還應(yīng)當(dāng)保持良好的工作習(xí)慣,例如要保持操作臺(tái)干凈整潔,刀具、儀器使用前后都要做好消毒處理、佩戴標(biāo)準(zhǔn)消毒作業(yè)設(shè)備等。

植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的滅菌方法主要分為物理法和化學(xué)法,其中物理法主要包括加熱、蒸煮、射線處理、無(wú)菌水清洗等,化學(xué)方法主要是利用一些特殊的化學(xué)制劑,例如雙氧水、高錳酸鉀、漂白粉、酒精等。不同的化學(xué)藥品所針對(duì)的細(xì)菌種類也不盡相同。但是無(wú)論采取何種滅菌措施,都不可能達(dá)到完全滅菌的效果。尤其是一些帶有芽孢組織的細(xì)菌和霉菌,生存力較強(qiáng),即便是采取消毒措施后也既有可能存活下來(lái),一旦遇到富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基,這些細(xì)菌和霉菌就會(huì)大量繁殖。因此,植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)當(dāng)定期做好消毒措施,嚴(yán)格執(zhí)行消毒標(biāo)準(zhǔn),真正實(shí)現(xiàn)“無(wú)菌操作”。

2 植物組織培養(yǎng)技術(shù)在林木育種中的意義和展望

由于組織培養(yǎng)周期短,增殖率高及能全年生產(chǎn)等特點(diǎn),加上培養(yǎng)材料和試管苗的小型化,這就可使有限的空間培養(yǎng)出大量的植物,在短期內(nèi)培養(yǎng)出大量的幼苗。組織培養(yǎng)突出的優(yōu)點(diǎn)是“快”,通過(guò)這一方法在較短時(shí)期內(nèi)迅速擴(kuò)大植物的數(shù)量,以一個(gè)莖尖或一小塊葉片為基數(shù),經(jīng)組織培養(yǎng)一年內(nèi)可增殖到10000-100000株。

不可否認(rèn)的是,現(xiàn)階段的植物組織培養(yǎng)仍然面臨一些技術(shù)和操作上的問(wèn)題,其中主要集中在以下幾方面:首先,繁殖效率和繁殖質(zhì)量之間的矛盾問(wèn)題日益突出,在近幾年植樹造林活動(dòng)的影響下,各地區(qū)的林業(yè)建設(shè)活動(dòng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,無(wú)形之中增加了植物組織培養(yǎng)的工作壓力。部分管理人員盲目追求經(jīng)濟(jì)利益,將一些未達(dá)到移植條件的植株銷售給林業(yè)部門,導(dǎo)致樹苗成活率低。因此,如何做好植物組織培養(yǎng)速率與市場(chǎng)需求之間的矛盾,成為當(dāng)前組織培養(yǎng)單位所面臨的首要問(wèn)題。其次,培養(yǎng)過(guò)程中不可避免會(huì)出現(xiàn)變異植株,也會(huì)造成一定的苗木資源浪費(fèi)。

“綠色發(fā)展”理念被納入“十三五”發(fā)展規(guī)劃中,為林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展指明了方向。未來(lái)一段時(shí)間內(nèi),隨著林業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,對(duì)于樹種、苗木的需求量也會(huì)逐漸攀升,植物組織培養(yǎng)能夠很好的滿足當(dāng)前林木育種的各種需求,具有廣闊的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用推廣價(jià)值。

植物組織培養(yǎng)論文:《園藝植物組織培養(yǎng)》教學(xué)改革與實(shí)踐

摘要:對(duì)園藝植物組織培養(yǎng)教學(xué)體系進(jìn)行了研究,針對(duì)其在教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行客觀分析,通過(guò)制訂科學(xué)合理的教學(xué)大綱、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、建立開放式實(shí)驗(yàn)室及改革考核辦法,來(lái)強(qiáng)化教學(xué)效果,全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合技能。

關(guān)鍵詞:園藝植物組織培養(yǎng);教學(xué)改革;教學(xué)實(shí)踐

《園藝植物組織培養(yǎng)》是園藝專業(yè)的重要專業(yè)課程。園藝專業(yè)按照“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力”的原則,修訂了適應(yīng)學(xué)分制要求的專業(yè)人才培養(yǎng)方案。園藝植物組織培養(yǎng)這門課程對(duì)于培養(yǎng)園藝方面的專業(yè)應(yīng)用型人才具有十分重要的作用。

一、園藝植物組織培養(yǎng)課程在園藝專業(yè)中的重要地位

近年來(lái),農(nóng)業(yè)效益化和都市化進(jìn)程的不斷發(fā)展使農(nóng)業(yè)科研院所和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化園區(qū)的組培項(xiàng)目的數(shù)量迅猛增加,同時(shí),新興的組培企業(yè)也越來(lái)越多。在這種情況下,有效結(jié)合植物組織培養(yǎng)課程和生產(chǎn)實(shí)際,縮短畢業(yè)生的實(shí)際工作能力和社會(huì)需求的差距同時(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐和適應(yīng)能力就顯得尤為重要。因此,通過(guò)改革和完善園藝植物培養(yǎng)課程的教學(xué)內(nèi)容、手段和條件,合理構(gòu)建園藝植物組織培養(yǎng)課程的特色,可以有效將企業(yè)實(shí)際工作環(huán)節(jié)融入到教學(xué)過(guò)程中,從而更好地實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)園藝專業(yè)人才的目標(biāo)。

二、園藝植物組織培養(yǎng)課程在教學(xué)中的存在的問(wèn)題

1.教材編寫難以適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)模式。在編排園藝植物組織培養(yǎng)教材的過(guò)程中,相關(guān)人員應(yīng)該通過(guò)全面編排學(xué)科包含的所有知識(shí)點(diǎn)的方式來(lái)保證教材內(nèi)容的完整性和學(xué)術(shù)性。而在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,如果教材內(nèi)容太過(guò)詳細(xì),教師容易產(chǎn)生依賴心理而完全按照教材內(nèi)容進(jìn)行生硬的傳授灌輸,從而減少教學(xué)過(guò)程中與學(xué)生互動(dòng)的積極性,直接導(dǎo)致學(xué)生對(duì)教師的教學(xué)失去興趣和信心。這種教學(xué)方式與現(xiàn)代教學(xué)倡導(dǎo)的以學(xué)生為主體的探究式教學(xué)方式相矛盾。而這種教學(xué)方式所培養(yǎng)出的學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)新性。

2.傳統(tǒng)教學(xué)方式難以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)模式基本是以教師為主。通常情況下,教師在上課之前事先準(zhǔn)備好所需的實(shí)驗(yàn)材料并設(shè)置好具體的實(shí)驗(yàn)流程。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程中學(xué)生需要根據(jù)教師設(shè)置好的實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn)操作。一般來(lái)說(shuō),傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法無(wú)法真正發(fā)揮效力,因?yàn)橹参锝M織培養(yǎng)以實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平為發(fā)展的根本,其側(cè)重于實(shí)驗(yàn)者實(shí)踐能力,對(duì)操作水平有著極高的要求。植物組織培養(yǎng)在教學(xué)實(shí)踐中要高度重視實(shí)踐技能,在教學(xué)活動(dòng)中要確保學(xué)生的主體地位,鼓勵(lì)學(xué)生自主探究,通過(guò)學(xué)生自我實(shí)踐提升植物組織培養(yǎng)技能,進(jìn)而體現(xiàn)出園藝植物組織培養(yǎng)課程的宗旨。

3.傳統(tǒng)教學(xué)模式難以實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)。傳統(tǒng)園藝植物組織培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)的定位相對(duì)較低,只是簡(jiǎn)單地要求對(duì)知識(shí)和技術(shù)的一般性認(rèn)識(shí)和了解,缺乏對(duì)知識(shí)和技術(shù)能力的深入性探討和研究的要求。然而,傳統(tǒng)的園藝植物培養(yǎng)的教學(xué)方法和教學(xué)模式相對(duì)來(lái)說(shuō)比較落伍,填鴨式的灌輸教學(xué)模式也比較陳舊。在這樣的教學(xué)方法和模式下,學(xué)生只能了解到相對(duì)空洞的理論性知識(shí),更無(wú)法達(dá)到現(xiàn)代教育的教學(xué)目標(biāo)。因此,在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中,教師不但要尊重課程本身的發(fā)展規(guī)律及其特點(diǎn),還要重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,樹立全新的教學(xué)觀念,積極采用多媒體等新技術(shù)手段,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,構(gòu)建良好的學(xué)習(xí)氛圍,鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,從而有效深化學(xué)生對(duì)植物組織培養(yǎng)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)。

三、提升園藝植物組織培養(yǎng)教學(xué)效果的對(duì)策

1.合理規(guī)劃理論教學(xué)內(nèi)容。在信息無(wú)比豐富的知識(shí)爆炸時(shí)代,學(xué)生從來(lái)不滿足于單一知識(shí)的學(xué)習(xí)。當(dāng)下學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)理論知識(shí),更要掌握有效學(xué)習(xí)的能力,還要學(xué)習(xí)將理論知識(shí)和社會(huì)實(shí)踐有效結(jié)合起來(lái)。植物組織培養(yǎng)課程不僅對(duì)學(xué)生提出了扎實(shí)掌握課程理論知識(shí)的要求,還提出了領(lǐng)會(huì)和掌握植物組織培養(yǎng)的實(shí)用技術(shù)的要求。另外,學(xué)生還應(yīng)對(duì)植物組織培養(yǎng)方面世界前沿的高端技術(shù)有一定的認(rèn)識(shí)和了解,同時(shí),還要具備將理論知識(shí)應(yīng)用到社會(huì)實(shí)踐生活中的能力。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中所掌握的技術(shù)和知識(shí)水平存在差異,因此,教師應(yīng)該因材施教并根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)順序,從而提高教學(xué)效率。

2.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、手段。(1)尊重學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的主體性。在新的教育教學(xué)大綱指導(dǎo)下,實(shí)驗(yàn)教學(xué)獲得了革新,在實(shí)驗(yàn)中要充分尊重學(xué)生的主體性,提升學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手能力。實(shí)驗(yàn)課程以小班制為基礎(chǔ),每班人數(shù)控制在25人以內(nèi),在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師要盡量縮短講授時(shí)間,在對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁蟆⒎椒ā⒆⒁馐马?xiàng)講解完畢大膽鼓勵(lì)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)。學(xué)生根據(jù)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的講解以及自身知識(shí)獨(dú)立實(shí)驗(yàn),在獨(dú)立探究中自主解決實(shí)驗(yàn)中所出現(xiàn)的問(wèn)題,若出現(xiàn)無(wú)法解決的問(wèn)題應(yīng)主動(dòng)向教師提問(wèn),面對(duì)學(xué)生的提問(wèn),教師要給予針對(duì)性的指導(dǎo)。(2)實(shí)施開放實(shí)驗(yàn)室制度。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室由教師控制,在教師的控制下,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng),實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的準(zhǔn)備以及實(shí)驗(yàn)所需材料均有教師主導(dǎo),學(xué)生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)只是對(duì)教師實(shí)驗(yàn)示范的機(jī)械重復(fù),在這種傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下,學(xué)生難以準(zhǔn)確采集實(shí)驗(yàn)材料,不會(huì)科學(xué)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)流程,對(duì)實(shí)驗(yàn)的反饋也僅僅停留于理論知識(shí),這對(duì)于學(xué)生自學(xué)學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)和探究學(xué)習(xí)能力的提升是極為不利的。為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,教師可以針對(duì)學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,然后根據(jù)學(xué)生的實(shí)踐能力全面開放實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生在與教師的溝通后可以進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn),教師也可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰膭?lì)學(xué)生自主探索實(shí)驗(yàn)。

3.現(xiàn)代教學(xué)手段和方法的靈活應(yīng)用。(1)教學(xué)方法的靈活運(yùn)用。園藝植物組織培養(yǎng)是現(xiàn)代生物學(xué)重要組成部分,以遺傳學(xué)、微生物學(xué)、植物生理學(xué)、植物學(xué)等學(xué)科為基礎(chǔ),因而在進(jìn)行教學(xué)中,教師可以提出其他學(xué)科教學(xué)專業(yè)的問(wèn)題為引子,激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性,或者以生活中的真實(shí)事件為課程導(dǎo)入,讓學(xué)生對(duì)事件給予反饋,提升學(xué)生課堂參與度,在師生互動(dòng)中有利于營(yíng)造良好的課堂氛圍。(2)教學(xué)手段的靈活運(yùn)用。植物組織培養(yǎng)是一門操作性很強(qiáng)的課程。因此,教師應(yīng)該合理采用直觀性較好的教學(xué)方法。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,教師可以將實(shí)物直觀展現(xiàn)在學(xué)生面前,使學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容有直觀形象的了解和認(rèn)識(shí)。比如,教師可以帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室,在對(duì)實(shí)物的實(shí)地參觀過(guò)程對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)介紹,從而幫助學(xué)生深刻記憶設(shè)備名稱和特征。再比如,講解植物離體培養(yǎng)成苗過(guò)程等內(nèi)容相對(duì)較為復(fù)雜而且耗時(shí)較長(zhǎng)。對(duì)于這種情況,教師可以采用多媒體技術(shù)手段輔助教學(xué),將實(shí)驗(yàn)整個(gè)過(guò)程制作成內(nèi)容豐富的課件,然后,通過(guò)多媒體課件的展示,使學(xué)生形象地理解教學(xué)內(nèi)容并加深實(shí)驗(yàn)過(guò)程的理解。(3)深入植物組織培養(yǎng)工廠。園藝植物組織培養(yǎng)技術(shù)與社會(huì)生活緊密聯(lián)系。在我國(guó),植物組織培養(yǎng)的工廠已經(jīng)十分常見(jiàn),很多工廠都通過(guò)植物組織培養(yǎng)在工廠內(nèi)進(jìn)行蔬菜、果樹和花卉等植物的機(jī)械化繁殖。植物的繁殖不再受到傳統(tǒng)方式的時(shí)間和空間的局限,從而實(shí)現(xiàn)了工廠式的周年連續(xù)生產(chǎn)。植物組織培養(yǎng)對(duì)植物生長(zhǎng)控制因子實(shí)現(xiàn)了人工調(diào)節(jié),在可控制的環(huán)境內(nèi)實(shí)現(xiàn)植物快速繁殖,滿足社會(huì)的需求。同時(shí),引入植物脫病技術(shù),不但可以有效提升植物的質(zhì)量,還可以提高植物健康繁殖的速度。總體來(lái)說(shuō),植物組織培養(yǎng)的發(fā)展前景十分樂(lè)觀。

4.考評(píng)方式多樣化。考評(píng)直接反映出學(xué)生對(duì)《園藝植物組織培養(yǎng)技術(shù)》課程的學(xué)習(xí)成效,如果教師只依據(jù)卷面成績(jī)來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià),那么就會(huì)讓整個(gè)考評(píng)過(guò)程缺失客觀性和有效性。因此,教師在對(duì)學(xué)生進(jìn)行課程考評(píng)的時(shí)候,就可以把多種考評(píng)方式結(jié)合在一起,并從多個(gè)方面去對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況做出客觀的評(píng)價(jià),從而讓課程的考評(píng)能夠?qū)崿F(xiàn)客觀性和有效性。比如:教師可以把理論知識(shí)考評(píng)、實(shí)驗(yàn)考評(píng)、技能實(shí)際應(yīng)用能力考評(píng)這三者合理地結(jié)合在一起,并讓它們按照一定比例進(jìn)行分?jǐn)?shù)劃分,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行全方位的考評(píng)。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)園藝植物組織培養(yǎng)技術(shù)地不斷提高和發(fā)展,大多數(shù)農(nóng)林院校為了更好地進(jìn)行園藝植物組織培養(yǎng)的教學(xué)都將《園藝植物組織培養(yǎng)》這門課程設(shè)置為學(xué)生的必修或選修課程。由于園藝植物形態(tài)變化相對(duì)較大而且種類偏多,園藝植物組織培養(yǎng)教學(xué)活動(dòng)的開展應(yīng)以園藝植物組織培養(yǎng)技術(shù)和理論為先決條件,并根據(jù)不同園藝植物的不同特點(diǎn),從而使學(xué)生扎實(shí)掌握基礎(chǔ)理論知識(shí),并將其與實(shí)踐操作有效結(jié)合。另外,教師在授課過(guò)程中要合理把控好授課重點(diǎn),尤其是對(duì)植物組織培養(yǎng)專業(yè)特征的明確。

植物組織培養(yǎng)論文:植物組織培養(yǎng)課程教學(xué)實(shí)踐探討

摘要 通過(guò)對(duì)植物組織培養(yǎng)課程教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)評(píng)價(jià)的實(shí)踐探索,總結(jié)改進(jìn),加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),以培養(yǎng)學(xué)生的綜合技能和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞 植物組織培養(yǎng);教學(xué)實(shí)踐;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

植物組織培養(yǎng)是一項(xiàng)近年來(lái)迅速發(fā)展的生物技術(shù),已滲透到生物學(xué)科的各個(gè)領(lǐng)域,成為生物學(xué)的重要研究技術(shù)和手段[1],并廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、工業(yè)和醫(yī)藥業(yè),產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,成為當(dāng)代生物科學(xué)中一門較有生命力的學(xué)科。植物組織培養(yǎng)是生物技術(shù)應(yīng)用專業(yè)和園林技術(shù)專業(yè)的職業(yè)技能模塊之一,學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí),掌握植物組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本操作技能,最后達(dá)到用植物組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行植物脫毒快繁的全過(guò)程。目前,多數(shù)農(nóng)林院校都已開設(shè)植物組織培養(yǎng)課程[2]。漢中職業(yè)技術(shù)學(xué)院農(nóng)林系依托優(yōu)秀的教學(xué)團(tuán)隊(duì)和植物組織培養(yǎng)良好的市場(chǎng)前景,經(jīng)過(guò)充分考察論證,在2010年成立植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室,并于2010―2011學(xué)年在生物技術(shù)及應(yīng)用、園林技術(shù)及應(yīng)用2個(gè)專業(yè)2個(gè)年級(jí)3個(gè)班開設(shè)此課程,經(jīng)過(guò)1年的課程教學(xué),取得良好的教學(xué)效果和社會(huì)評(píng)價(jià),現(xiàn)就教學(xué)過(guò)程進(jìn)行探討。

植物組織培養(yǎng)技術(shù)是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,實(shí)驗(yàn)課是該課程教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。為保證學(xué)生熟練掌握組織培養(yǎng)技術(shù),學(xué)院把課程的重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力上。為了保證學(xué)生在掌握組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)的同時(shí),加強(qiáng)其實(shí)踐操作能力的培養(yǎng),學(xué)院在教學(xué)中進(jìn)行了一些改革嘗試。

1 改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和認(rèn)識(shí)能力

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),即學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上對(duì)課本中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證,這雖然能使學(xué)生加深對(duì)理論的理解,但不利于其思維能力、認(rèn)識(shí)能力的培養(yǎng)和提高,特別是對(duì)于學(xué)情復(fù)雜的高職學(xué)生。因此,根據(jù)該課程的特點(diǎn),學(xué)生在教師指導(dǎo)下,進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn),效果會(huì)更好。如所用培養(yǎng)基配方不同,植物生長(zhǎng)效果也各異。教師在教學(xué)中并不是直接將這些實(shí)驗(yàn)方法告訴學(xué)生,而是指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn),最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)和分析,得出最佳的方案或結(jié)果,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到接種外植體、材料大小、取材季節(jié)、滅菌方法等均對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大影響。這樣不僅加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力和觀察能力,提高了實(shí)驗(yàn)效果,還提高了學(xué)生的動(dòng)手能力。

2 運(yùn)用多種教學(xué)資源,改進(jìn)教學(xué)方法,變單一教學(xué)方法為多種教學(xué)方法綜合運(yùn)用

漢中職業(yè)技術(shù)學(xué)院在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室安裝了投影教學(xué)設(shè)備,教師可在實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生進(jìn)行該門課程的講授,課程教學(xué)結(jié)合現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段,采用了講與練結(jié)合、精講與多練,包括先講后練、先練后講、講中有練及練中有講等多種教學(xué)方式,讓學(xué)生切身參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)。實(shí)驗(yàn)室既是操作實(shí)踐室又是多媒體教室,真正做到教、學(xué)、做一體化。在教學(xué)環(huán)節(jié)的組織上,應(yīng)加強(qiáng)討論式、啟發(fā)式、參與式的教學(xué)[3],以推動(dòng)現(xiàn)代教學(xué)方式的應(yīng)用。充分利用多媒體、錄像、參觀等教學(xué)手段,使學(xué)生能夠在學(xué)中做,在做中學(xué)。植物組織培養(yǎng)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程[4],但又離不開理論教學(xué)。理論部分主要采用多媒體課件講解,同時(shí)配合錄像、實(shí)物標(biāo)本等多種教學(xué)形式進(jìn)行。在實(shí)踐教學(xué)的環(huán)節(jié)中,邊實(shí)驗(yàn)邊學(xué)習(xí),以學(xué)生對(duì)植物組織培養(yǎng)基本技能的掌握為主,鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。在講到組培室的構(gòu)造及儀器設(shè)備的使用時(shí),教師改變老式的講授方法,放手讓學(xué)生自主學(xué)習(xí),對(duì)照設(shè)備看說(shuō)明書,并和同學(xué)一起探討使用方法及注意事項(xiàng),這樣既鍛煉了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,又打破了填鴨式的灌輸,收到很好的效果。學(xué)生做的組培苗分類放置,每次上課時(shí)都可以看到他們親手做的組培苗發(fā)生的變化,培養(yǎng)了學(xué)習(xí)興趣,提高了動(dòng)手的積極性。在講到組培苗的褐化和玻璃化以及組培苗的污染時(shí),可把學(xué)生做壞的組培苗單獨(dú)放置,一邊講解,一邊答疑解惑,和學(xué)生互動(dòng),形象直觀,加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。學(xué)院還與漢中市植物研究所、漢中市農(nóng)科所聯(lián)系,組織學(xué)生參觀組培中心,使學(xué)生對(duì)室外煉苗移栽和馬鈴薯微型種薯的培育等一整套組培技術(shù)有了系統(tǒng)的、直觀的認(rèn)識(shí),把枯燥的學(xué)習(xí)變成了快樂(lè)的實(shí)踐。

3 因材施教,突出重點(diǎn)

漢中職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物技術(shù)和園林技術(shù)同時(shí)開課,教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)實(shí)際情況,重新編排教材,設(shè)計(jì)為6個(gè)學(xué)習(xí)情境,教學(xué)重點(diǎn)突出在生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的組織培養(yǎng)技術(shù),但根據(jù)專業(yè)的特點(diǎn),內(nèi)容有所側(cè)重。生物技術(shù)專業(yè)偏重于馬鈴薯脫毒組培苗和甘薯組培苗,而園林專業(yè)則偏重于花卉的組織培養(yǎng)教學(xué),如菊花、蘭花的組培技術(shù)。教學(xué)過(guò)程從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,循序漸進(jìn),一步步掌握組培技術(shù)并上升到高層次的對(duì)整個(gè)專業(yè)認(rèn)知。

4 人人參與,培養(yǎng)集體意識(shí)

由于學(xué)生水平層次不齊,學(xué)習(xí)態(tài)度不一。所以在組培課上,把學(xué)生按照男女性別、學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手能力的高低進(jìn)行交叉搭配分組,相互配合共同完成項(xiàng)目任務(wù),通過(guò)合作,每個(gè)人都有了鍛煉機(jī)會(huì),都參與到課程情境中,增強(qiáng)了責(zé)任心,提高了團(tuán)隊(duì)意識(shí),提升了班級(jí)凝聚力。

5 實(shí)行學(xué)習(xí)與考證相結(jié)合制度

為了更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要,該門課程采取學(xué)習(xí)與考證相結(jié)合的制度,設(shè)有培養(yǎng)基制作工、接種工等工種技能鑒定,考核合格后發(fā)放相應(yīng)工種資格證,通過(guò)率達(dá)到97%,實(shí)現(xiàn)了技能訓(xùn)練和生產(chǎn)實(shí)戰(zhàn)一體化,獲得了用人單位的一致歡迎和好評(píng)。

6 積極完善,不斷創(chuàng)新

雖然組培課教學(xué)在短短一年的時(shí)間里就有了如此大的進(jìn)步,但由于條件有限,還有許多需要改進(jìn)的方面:一是要進(jìn)一步加大實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)投入,增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備,建立專用溫室大棚,為組培課的教學(xué)實(shí)訓(xùn)提供良好的配套條件。二是要進(jìn)一步搭建產(chǎn)學(xué)合作平臺(tái),和科研單位緊密合作,充分利用本行業(yè)的企業(yè)資源,開展社會(huì)服務(wù),走向社會(huì)化,真正做到學(xué)以致用。

植物組織培養(yǎng)論文:國(guó)內(nèi)外苔蘚植物組織培養(yǎng)研究進(jìn)展

摘 要:文章在對(duì)苔蘚植物的特征及組織培養(yǎng)研究簡(jiǎn)史進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)介紹了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)苔蘚植物組織培養(yǎng)材料及基質(zhì)的選擇、外植體的消毒方法、培養(yǎng)基成分的選擇及培養(yǎng)條件的篩選等4個(gè)方面的研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞:苔蘚植物;組織培養(yǎng);消毒方法;培養(yǎng)基

苔蘚植物是植物界中比較特殊的一個(gè)植物類群,主要生活在陰濕的環(huán)境中,是一類由水生向陸生過(guò)渡的重要的原始高等植物。苔蘚植物生活史為典型的異型世代交替,孢子體則寄生于配子體上生活,孢子在產(chǎn)生新的配子體過(guò)程中還需要經(jīng)過(guò)一個(gè)原絲體階段。目前,全世界大約有2.3萬(wàn)種苔蘚植物,其種類僅次于被子植物。

苔蘚植物能夠蓄積大量水分,因此對(duì)水土保持與涵養(yǎng)、森林及某些附生植物的發(fā)育都有極其重要的作用。此外,苔蘚植物還含有脂類、萜類、黃酮類、生物堿、醌類等活性物質(zhì),因此具有極高的藥用價(jià)值。

苔蘚植物的組織培養(yǎng)歷史可以追溯到1902年Haberlandt的研究和1905年Goebel等人的研究,此后的50余年時(shí)間內(nèi),科學(xué)家的關(guān)注點(diǎn)更多的集中于被子植物組織培養(yǎng)上,對(duì)苔蘚植物的組織培養(yǎng)幾無(wú)涉及。1957年,Allsopp利用石地錢和小葉苔的孢子進(jìn)行組織培養(yǎng),首次成功獲得相應(yīng)愈傷組織及再生葉狀體。此后,世界范圍內(nèi)的關(guān)于苔蘚植物組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)研究逐漸展開并取得了一定的成果。

1 苔蘚植物組織培養(yǎng)供試材料及基質(zhì)

目前,可以用于苔蘚植物組織培養(yǎng)的材料主要是苔蘚植物的配子體、孢子體和原絲體,此外還可以利用其生殖器官、芽孢、游離原生質(zhì)體等。1960年,Ward以Knudson培養(yǎng)基培養(yǎng)金發(fā)蘚和波葉仙鶴蘚的孢子并獲得其無(wú)菌原絲體,并在添加了蔗糖的基本培養(yǎng)基中利用該無(wú)菌原絲體誘導(dǎo)獲得了相應(yīng)的愈傷組織及再生植株。2003年,高永超等利用牛角蘚配子體莖段誘導(dǎo)獲得相應(yīng)愈傷組織,并探討了蔗糖及大量元素對(duì)愈傷組織細(xì)胞生長(zhǎng)的影響。2007年,于傳梅利用膨葉唇蘚苔和溪苔的葉狀體、柳葉蘚的莖段、短葉蘚和江岸立碗蘚的孢子進(jìn)行組織培養(yǎng),獲得了相應(yīng)的愈傷組織或再生植株。

2 苔蘚植物組織培養(yǎng)供試材料的消毒

可用于苔蘚植物外植體消毒的試劑包括乙醇、次氯酸鈉、升汞等,不同的供試材料和不同部位的外植體所用消毒劑有所不同。 Saboljevic等研究表明,適用于Aloina aloides孢子和配子體消毒的次氯酸鈉濃度分別為120.00g?L-1和90.00g?L-1。于傳梅(2007)研究表明,適用于膨葉唇蘚苔和溪苔的葉狀體消毒的試劑為0.1%次氯酸鈉,消毒時(shí)間為5分鐘。梁書峰(2010)研究表明,適用于真蘚外植體消毒的方法是:先用70%乙醇處理5秒,然后用5%次氯酸鈉處理30秒鐘,其外植體存活率可以達(dá)到70%;而適用于東亞砂蘚外植體消毒的方法則是0.1%氯化汞消毒5秒或10秒,用次氯酸鈉消毒會(huì)導(dǎo)致東亞砂蘚外植體變紅而無(wú)法存活。

3 苔蘚植物組織培養(yǎng)供試材料培養(yǎng)基成分的選擇

目前,用于苔蘚植物組織培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基如苔蘚植物組織培養(yǎng)常用的培養(yǎng)基有MS培養(yǎng)基、Knop培養(yǎng)基及Benecke培養(yǎng)基等。適用于不同苔蘚植物外植體培養(yǎng)和植株再生的基本培養(yǎng)基的種類不同,培養(yǎng)基中的成分也有所不同。RANI的研究表明,最適宜促使小珠蘚配子囊形成的GA3濃度為10-7mol?L-1。陳靜文(2006)對(duì)小立碗蘚組織培養(yǎng)研究結(jié)果表明,適于小立碗蘚組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基為添加有0.5%葡萄糖和0.8%瓊脂的K2培養(yǎng)基。于傳梅(2007)研究表明,適用于短葉蘚包子萌發(fā)的培養(yǎng)基為分別添加了1%蔗糖和瓊脂(pH6.2)的Knop培養(yǎng)基或Benecke培養(yǎng)基。魏志穎(2015)研究表明,Beneck培養(yǎng)基最適于山墻蘚原絲體擴(kuò)展及配子體生長(zhǎng),培養(yǎng)基中瓊脂含量與山墻蘚生長(zhǎng)速度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),蔗糖可明顯促進(jìn)原絲體的形成和擴(kuò)展生長(zhǎng),當(dāng)蔗糖濃度為15g?L-1時(shí),分化產(chǎn)生的芽體數(shù)目最多,培養(yǎng)基中的IAA、IBA、2,4-D可以顯著促進(jìn)山墻蘚莖部伸長(zhǎng)生長(zhǎng),但2,4-D同時(shí)會(huì)加速其衰老,6-BA則會(huì)促使莖尖端細(xì)胞膨大成球狀,KT則可以誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織。

4 苔蘚植物組織培養(yǎng)供試材料培養(yǎng)條件的選擇

影響苔蘚植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)條件有很多,如溫度、光照、pH、水分和濕度等,不同的苔蘚植物材料在組織培養(yǎng)中對(duì)上述條件要求有所不同。Vashishta(1987)在25℃條件下對(duì)3種苔蘚植物組織培養(yǎng)研究表明,光照強(qiáng)度為3500lx時(shí),3種苔蘚植物原絲體均開始生長(zhǎng)并發(fā)育良好,且產(chǎn)生芽數(shù)也最多。陳靜文(2006)對(duì)3種蘚類植物組織培養(yǎng)的研究表明,適于真蘚和小立碗蘚生長(zhǎng)發(fā)育的培養(yǎng)條件是(25±1)℃,3500lx和光照周期為12h/12h;適于小蛇苔組織培養(yǎng)的條件是(18±1)℃,3000lx和光照周期為12h/12h。劉應(yīng)迪等(2001)對(duì)3種蘚類植物組織培養(yǎng)研究表明,適于垂蘚和大羽蘚生長(zhǎng)發(fā)育的濕度為70~80%,而適于濕地匍燈蘚生長(zhǎng)發(fā)育的濕度則為80~90%。崔巍(2012)對(duì)毛尖紫萼蘚的組織培養(yǎng)研究結(jié)果表明,適于毛尖紫萼蘚原絲體生長(zhǎng)及配子體再生的溫度為(23±1)℃,最適光照條件是3000lx和光照周期為12h/12h,適于其原絲體生長(zhǎng)的Prat培養(yǎng)基pH為5.5,而適于其進(jìn)行擴(kuò)展生長(zhǎng)的Benecke培養(yǎng)基pH則為6.0。

目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)苔蘚植物組織培養(yǎng)的研究還相對(duì)較少,且研究?jī)?nèi)容也多局限在孢子萌發(fā)或原絲體發(fā)育方面,對(duì)其繼代培養(yǎng)及擴(kuò)大培養(yǎng)則研究較少,未來(lái)的苔蘚植物組織培養(yǎng)可以更加側(cè)重于這一方面,以此從苔蘚植物中獲取更多的對(duì)人類有益的次生代謝產(chǎn)物及抗逆基因,使其更好的為人類服務(wù)。

作者簡(jiǎn)介:鄭艷冰(1976-),女,黑龍江省黑河市人,副教授,碩士研究生,主要從事植物遺傳學(xué)研究。

植物組織培養(yǎng)論文:植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)素對(duì)西南鳳尾蕨組織培養(yǎng)的影響

摘要:以西南鳳尾蕨(Pteris wallichiana)的成熟孢子為外植體,以MS、1/2MS為基本培養(yǎng)基,研究了植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)素對(duì)西南鳳尾蕨離體組織培養(yǎng)的影響。結(jié)果表明,不同細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)激素配比對(duì)西南鳳尾蕨的組織培養(yǎng)影響不同,最適誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 2.0 mg/L;最適增殖培養(yǎng)基為MS+6-BA 1.0 mg/L +NAA 1.0 mg/L+AC 1.0 g/L,最高增殖倍數(shù)為7.05倍;最適生根壯苗培養(yǎng)基為1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L,生根率達(dá)到90%以上。

關(guān)鍵詞:西南鳳尾蕨(Pteris wallichiana);植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)素;組織培養(yǎng)

西南鳳尾蕨(Pteris wallichiana),為鳳尾蕨科鳳尾蕨屬大型陸生植物,生長(zhǎng)于海拔800~2 000 m的林下溝谷或林緣,分布于中國(guó)西南及臺(tái)灣、廣東、廣西等地[1]。其味苦、澀、性涼,具有清熱止痢、定驚、止血的功能,主治痢疾、小兒驚風(fēng)、外傷出血等癥[2]。西南鳳尾蕨葉形優(yōu)美、葉色青翠碧綠,具有較高的園林觀賞價(jià)值和藥用價(jià)值。藥用蕨類植物含有生物堿、黃酮類、酚類等多種活性物質(zhì),對(duì)多種疾病具有明顯的治療作用[3]。

隨著觀賞植物的發(fā)展和對(duì)蕨類藥用植物的利用,人們對(duì)蕨類植物的需求量日益增大。由于繁育技術(shù)不過(guò)關(guān),野外采挖對(duì)野生蕨類植物資源造成嚴(yán)重的破壞,人類活動(dòng)的干擾加之植物本身的原因使蕨類資源受到威脅[4]。在傳統(tǒng)的繁殖方法上,蕨類主要是依靠孢子繁殖和分株繁殖,而孢子繁殖在自然環(huán)境中的成苗率很低,分株繁殖則需要時(shí)間長(zhǎng)并且得到的有效苗數(shù)量少,不能在短期內(nèi)滿足大量種苗的需求[5]。因此采用生物組織培養(yǎng)技術(shù),可以有效在短時(shí)間內(nèi)提高西南鳳尾蕨的繁殖速度和質(zhì)量。為了更好地開發(fā)西南鳳尾蕨中藥資源和觀賞價(jià)值,本研究通過(guò)在培養(yǎng)基中添加不同的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)素,對(duì)西南鳳尾蕨優(yōu)良植株組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行探討和研究,為西南鳳尾蕨的組培快繁提供技術(shù)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試西南鳳尾蕨樣品采自廣西壯族自治區(qū)藥用植物園科研基地內(nèi)野生健壯無(wú)病蟲害的植株,選取其成熟孢子為外植體。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 外植體的消毒 取西南鳳尾蕨帶有成熟孢子的葉片,先用流水清洗葉片表面塵土污垢,然后用洗潔精溶液擦拭,并置于燒杯中進(jìn)行流水沖洗15~20 min,再移至超凈工作臺(tái)上,用75%乙醇滅菌15~20 s,無(wú)菌水沖洗1 遍,用0.1% HgCl2浸泡8~14 min進(jìn)行消毒,無(wú)菌水浸泡清洗3~4 次,每次約5 min,清洗時(shí)用玻棒不斷攪拌,利于徹底洗出汞。然后將材料移置于滅菌的器皿內(nèi),用無(wú)菌濾紙吸干葉片表面水分后,用消毒好的解剖刀將孢子接種到培養(yǎng)基中。

1.2.2 培養(yǎng)基的選擇 孢子誘導(dǎo)、繼代增殖培養(yǎng)基以MS為基本培養(yǎng)基、添加蔗糖30 g/L、瓊脂4 g/L,同時(shí)設(shè)不同的激素配比,孢子誘導(dǎo)培養(yǎng)基的激素配比分別設(shè)置為:6-BA 0.5 mg/L+NAA(0.1、0.5、1.0)mg/L;6-BA 1.0 mg/L+NAA(0.5、1.0、1.5)mg/L;繼代增殖培養(yǎng)基設(shè)不同激素配比的配方為:6-BA(0.5、1.0、1.5、2.0、2.5)mg/L+NAA 0.1 mg/L+AC 1.0 g/L;6-BA 1.0 mg/L+NAA(0.1、0.5、1.0、1.5、2.0) mg/L+AC 1.0 g/L;生根培養(yǎng)基以MS、1/2MS為基本培養(yǎng)基,并在每升加入蔗糖30 g、瓊脂4 g,設(shè)不同激素配比4種,分別為:MS+NAA 0.5 mg/L、MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L、1/2MS+NAA 0.3 mg/L、1/2MS+6-BA 0.5 mg/L +NAA 0.5 mg/L。以上培養(yǎng)基的pH均為5.8。

1.2.3 培養(yǎng)條件 設(shè)置其培養(yǎng)條件為溫度(25±3) ℃,光照度20~30 μmol/(m2?s),光照時(shí)間12 h/d,進(jìn)行孢子離體誘導(dǎo)、繼代增殖與生根培養(yǎng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 消毒條件的篩選

以0.1% HgCl2為消毒劑,設(shè)計(jì)1組消毒時(shí)間試驗(yàn),分別設(shè)置5、8、11、14和17 min 5個(gè)時(shí)間梯度,將外植體接種于培養(yǎng)基20 d后統(tǒng)計(jì)污染率和成活率。結(jié)果(表1)表明,樣品經(jīng)0.1% HgCl2溶液消毒時(shí)間11 min時(shí),消毒的效果最好,成功率達(dá)到80%。處理時(shí)間大于11 min時(shí)污染率降低,但死亡率明顯的上升,當(dāng)消毒時(shí)間為17 min時(shí)死亡率高達(dá)70%。而處理時(shí)間小于11 min時(shí)死亡率下降,但污染率較高,不利于外植體的誘導(dǎo)萌芽。

2.2 孢子離體誘導(dǎo)試驗(yàn)

以MS為基本培養(yǎng)基,采用不同的激素配比對(duì)孢子進(jìn)行離體誘導(dǎo),試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。結(jié)果表明,當(dāng)6-BA濃度不變時(shí),添加不同濃度NAA對(duì)西南鳳尾蕨的孢子誘導(dǎo)產(chǎn)生影響,當(dāng)NAA濃度在0.1~2.0 mg/L時(shí),隨著濃度的升高,有利于孢子的誘導(dǎo),形成的芽苗質(zhì)地緊密,數(shù)量較多。6-BA 1.0 mg/L+NAA 2.0 mg/L組合時(shí)孢子的誘導(dǎo)率最高,試驗(yàn)重復(fù)多次均得到相同的結(jié)果。

2.3 不同外源激素對(duì)西南鳳尾蕨苗繼代增殖的影響

將西南鳳尾蕨的無(wú)菌芽接入含有不同激素配比的繼代增殖培養(yǎng)基上,每天觀察接入芽的微小變化,10 d后逐漸萌發(fā)出新芽,繼而芽數(shù)慢慢增多,30 d后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和觀察芽苗增殖的情況。結(jié)果(表3)表明,在6-BA 1.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L+AC 1.0 g/L的繼代培養(yǎng)基上,對(duì)西南鳳尾蕨的葉叢增殖有明顯的促進(jìn)作用,在NAA 0.1~1.0 mg/L濃度范圍內(nèi),隨著NAA的濃度增大,增殖系數(shù)不斷增大,但當(dāng)NAA增加到1.5 mg/L時(shí)增殖系數(shù)反而有所下降。在B8號(hào)(6-BA 1.0 mg/L +NAA 1.0 mg/L+AC 1.0 g/L)培養(yǎng)基中,苗的葉片濃綠,生長(zhǎng)情況良好,該培養(yǎng)基中增殖倍數(shù)最大,且植株健壯,芽苗的質(zhì)量較好。

2.4 不同外源激素對(duì)西南鳳尾蕨苗生根的影響

將誘導(dǎo)出的繼代苗單切接入不同激素組合的西南鳳尾蕨生根培養(yǎng)基中,培養(yǎng)30 d后進(jìn)行觀察并統(tǒng)計(jì)生根率。結(jié)果(表4)表明,西南鳳尾蕨試管苗在添加不同濃度生長(zhǎng)激素的MS、1/2MS培養(yǎng)基上均能生根,苗的顏色濃綠,有少數(shù)的苗根部出現(xiàn)微黃,觀察發(fā)現(xiàn)4種生根培養(yǎng)基誘導(dǎo)生根的情況,根粗大小依次為C4、C3、C2、C1,在生根培養(yǎng)基C4中生根效果最好,植株粗壯呈墨綠色,平均根數(shù)16.3,平均根長(zhǎng)3.07 cm,平均的苗高8.1 cm,生根率均達(dá)到90%以上。而以1/2MS為基本培養(yǎng)基的生根培養(yǎng)基無(wú)論在生根率、根粗和苗高都優(yōu)于MS為基本培養(yǎng)基的生根培養(yǎng)基。

2.5 再生苗的移栽

將西南鳳尾蕨的試管苗經(jīng)過(guò)壯苗生根培養(yǎng)后,挑選生長(zhǎng)旺盛、健康根系發(fā)達(dá)的試管苗移入溫室內(nèi)放置,松開蓋子并保持瓶?jī)?nèi)水分充足。3 d后取出試管苗洗凈根部培養(yǎng)基,移栽于栽培的基質(zhì)中,每天噴灑少量的水,基質(zhì)以排水良好,不易發(fā)霉為宜。同時(shí)適度的遮陰,保持一定的濕度。移栽15 d左右,葉片開始慢慢的舒展,2個(gè)月后成活率達(dá)到90%。

3 小結(jié)與討論

在培養(yǎng)基中添加不同生長(zhǎng)調(diào)節(jié)素如細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素,細(xì)胞分裂素常與生長(zhǎng)素相配合,用以調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂、細(xì)胞伸長(zhǎng)、細(xì)胞分化和器官形成,是植物快速生長(zhǎng)所必需的因素,是誘導(dǎo)植物產(chǎn)出芽、生根的關(guān)鍵因素[6,7]。不同植物或同一植物在不同的培養(yǎng)階段組織培養(yǎng)體系所需要的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)素濃度和種類的組合配比是不相同的[8]。

本研究采用孢子進(jìn)行離體誘導(dǎo)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)孢子在6-BA 1.0 mg/L+NAA 2.0 mg/L配比的誘導(dǎo)培養(yǎng)基中,獲得了較為理想的協(xié)調(diào)作用效果,出現(xiàn)綠芽點(diǎn)進(jìn)而形成葉叢團(tuán)。研究表明,多種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)素之間的協(xié)同作用要比單獨(dú)一種激素的使用效果更好[9]。本研究結(jié)果也表明,在西南鳳尾蕨的芽苗增殖和生根的培養(yǎng)中,6-BA、NAA的配合使用更利于西南鳳尾蕨的生長(zhǎng)。此外,還受到光照度、活性炭、溫度的影響。適當(dāng)?shù)恼{(diào)整光照度,不僅有利于植物的生根,還能對(duì)株高和增殖率產(chǎn)生促進(jìn)作用。活性炭能清除培養(yǎng)基中植物組織在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的對(duì)培養(yǎng)物有不良或毒副作用的物質(zhì),提高培養(yǎng)物體內(nèi)可溶性蛋白和總糖的含量,以利于植物的生長(zhǎng)[10]。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),西南鳳尾蕨在培養(yǎng)一段時(shí)間后,底部會(huì)出現(xiàn)褐化的情況。相對(duì)而言,在培養(yǎng)基中添加適量的活性炭能減少西南鳳尾蕨試管苗的褐化現(xiàn)象。

植物組織培養(yǎng)論文:基于職業(yè)院校技能大賽的《植物組織培養(yǎng)》課程教學(xué)改革探索

摘 要:全國(guó)職業(yè)院校技能大賽推動(dòng)了職業(yè)院校專業(yè)的教學(xué)改革,《植物組織培養(yǎng)》課程以植物組織培養(yǎng)比賽項(xiàng)目為依托,根據(jù)技能大賽競(jìng)賽試題,參照相關(guān)的職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)領(lǐng)域的職業(yè)崗位(群)的任職要求,對(duì)課程內(nèi)容、課程的組織與實(shí)施、教學(xué)方法與考核評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行了探索與實(shí)踐。

關(guān)鍵詞:植物組織培養(yǎng);職業(yè)技能大賽;課程改革

全國(guó)職業(yè)院校技能大賽“植物組織培養(yǎng)”賽項(xiàng)通過(guò)競(jìng)賽實(shí)際操作,檢驗(yàn)參賽選手在真實(shí)的工作環(huán)境與條件下進(jìn)行植物組織培養(yǎng)技術(shù)的操作能力和選手的職業(yè)素質(zhì),操作技術(shù)主要考核母液配制、培養(yǎng)基制作、無(wú)菌轉(zhuǎn)接3個(gè)基本能力。通過(guò)競(jìng)賽檢驗(yàn)高職學(xué)生進(jìn)行優(yōu)良品種和無(wú)病毒苗木的快速繁育和培育的能力,培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作能力,從而提升學(xué)生的職業(yè)能力;在推進(jìn)學(xué)校與企業(yè)合作的同時(shí)實(shí)現(xiàn)工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式,推進(jìn)園林園藝類專業(yè)建設(shè)與教學(xué)改革,培養(yǎng)行業(yè)高素質(zhì)技能型人才。自2011年以來(lái),“植物組織培養(yǎng)”賽項(xiàng)共組織了3次全國(guó)大賽,即2011年、2012年和2014年。我院共組織參加省賽3次,分別在2011年獲得省賽三等獎(jiǎng),2012年獲得省賽三等獎(jiǎng),2014獲得省賽二等獎(jiǎng),并取得國(guó)賽二等獎(jiǎng)。作為植物組織培養(yǎng)賽項(xiàng)的指導(dǎo)老師,筆者在6a來(lái)全程指導(dǎo)訓(xùn)練與教學(xué)工作,不斷進(jìn)行新的教學(xué)探索和嘗試。

《植物組織培養(yǎng)》課程教學(xué)改革以技能大賽為鍥機(jī),結(jié)合學(xué)院2012年的第3輪教學(xué)改革,進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)改革,項(xiàng)目組成員2013年參與編寫“A”聯(lián)盟項(xiàng)目化教材。課程教學(xué)改革旨在以賽促改,以賽促教,以賽促練,以賽促學(xué)[1]。課程考核改變傳統(tǒng)的以理論試卷為主的模考核式,加重技能考核比重,結(jié)合平時(shí)考核、筆試、實(shí)際操作等多種考核形式,合理評(píng)定學(xué)生的成績(jī)。

1 技能大賽背景下課程教學(xué)內(nèi)容的選取

全國(guó)職業(yè)院校技能大賽是引領(lǐng)職業(yè)院校教學(xué)改革和技術(shù)創(chuàng)新的重要手段[1]。植物組織培養(yǎng)競(jìng)賽項(xiàng)目是體現(xiàn)新知識(shí)、新技術(shù)、新技能的競(jìng)賽,競(jìng)賽試題以國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的知識(shí)和技能要求為基礎(chǔ),結(jié)合高職技能型人才培養(yǎng)要求和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)崗位需要。

植物組織培養(yǎng)項(xiàng)目比賽內(nèi)容主要包括MS母液化合物配制、MS培養(yǎng)基配制(不需滅菌)及馬鈴薯組培苗繼代培養(yǎng)的無(wú)菌操作。技能比賽主要是要求學(xué)生熟練使用組織培養(yǎng)相關(guān)儀器設(shè)備,能進(jìn)行種苗的工廠化生產(chǎn)和管理[2]。本課程根據(jù)技能大賽中出現(xiàn)的試題、設(shè)備和技能考核內(nèi)容,開發(fā)符合高職學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)、體現(xiàn)專業(yè)技能應(yīng)用的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目[3]。按照課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接、教學(xué)過(guò)程與生產(chǎn)過(guò)程對(duì)接、學(xué)歷證書與職業(yè)資格證書對(duì)接的要求,圍繞工作崗位所需知識(shí)和能力進(jìn)行課程教學(xué),以培養(yǎng)職業(yè)能力為本位,結(jié)合三級(jí)花卉園藝師職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)和全國(guó)職業(yè)院校技能大賽競(jìng)賽項(xiàng)目,重新組織和設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容(見(jiàn)圖1)。例如,大賽的一個(gè)技能考核內(nèi)容為馬鈴薯脫毒苗繼代繁殖的無(wú)菌操作,本課程根據(jù)該考核內(nèi)容,重新對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行規(guī)劃,調(diào)整并增加了馬鈴薯試管苗的脫毒實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

圖1 課程模塊與學(xué)習(xí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

《植物組織培養(yǎng)》課程采用基于工作過(guò)程的課程設(shè)計(jì)思路,按照植物組織培養(yǎng)崗位對(duì)從業(yè)人員知識(shí)、能力和素質(zhì)要求,以植物組織培養(yǎng)的工作過(guò)程和工藝流程安排教學(xué),組建教學(xué)項(xiàng)目,在教學(xué)模塊中穿插進(jìn)各崗位技能,使培養(yǎng)的學(xué)生能夠獨(dú)立從事植物組織培養(yǎng)各個(gè)崗位的工作[4](見(jiàn)圖2)。

圖2 企業(yè)工作流程與典型任務(wù)分析

2 教學(xué)模式與方法

根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容的設(shè)置,建立理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程體系[5]。理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合即實(shí)踐課與理論課一體化,邊理論、邊實(shí)踐,理論夠用,實(shí)踐求精,實(shí)踐教學(xué)課時(shí)占到總課時(shí)數(shù)的50%以上,并形成相對(duì)獨(dú)立的實(shí)踐教學(xué)體系,在實(shí)踐教學(xué)中挑選出幾項(xiàng)基本技能,反復(fù)操作,不斷強(qiáng)化。

實(shí)施實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中,以小組為單位,每小組有2名學(xué)生組成(參照技能大賽要求)。教學(xué)過(guò)程為:(1)各小組領(lǐng)取工作任務(wù)單;(2)小組成員自己明確每個(gè)成員的任務(wù);(3)查閱資料及教師示范完成上述工作任務(wù)單實(shí)驗(yàn),并寫出相應(yīng)的操作步驟(課余完成);(4)方案實(shí)施:依照具體的方案實(shí)施;(5)評(píng)估:在實(shí)施過(guò)程中,存在哪些問(wèn)題并及時(shí)解決這些問(wèn)題;(6)檢測(cè):學(xué)生對(duì)所做實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行成果展示,教師加以考核。

實(shí)踐教學(xué)分小組訓(xùn)練(2人一組),增加操作的反復(fù)次數(shù),單人考核;定期開展技能比賽,結(jié)合每年11月份的學(xué)院技能大賽(原科技創(chuàng)新節(jié))進(jìn)行課程操作考核,同時(shí)備選第2年的省技能大賽選手。植物組織培養(yǎng)操作考核內(nèi)容與技能大賽接軌,也主要包括MS化合物母液配制、MS培養(yǎng)基配制及組培苗繼代培養(yǎng)的無(wú)菌操作。

3 “理實(shí)一體化”項(xiàng)目化教學(xué)教材建設(shè)

項(xiàng)目組成員參與編寫高職高專規(guī)劃教材《植物組織培養(yǎng)》(汪本琴主編),并選作教材。該教材將理論和實(shí)訓(xùn)結(jié)合起來(lái),以任務(wù)驅(qū)動(dòng)引出理論知識(shí),以單元實(shí)訓(xùn)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)安排;教材的側(cè)重點(diǎn)在操作技能,理論以夠用為度,根據(jù)實(shí)訓(xùn)需要解決的問(wèn)題,引出理論知識(shí);要求理論知識(shí)淺顯易懂,簡(jiǎn)潔明了,可操作性強(qiáng)。

4 教師隊(duì)伍建設(shè)

高職技能大賽植物組織培養(yǎng)項(xiàng)目考察更多的是學(xué)生的技能水平,這不僅為老師提供了非常好的自我檢驗(yàn)的機(jī)會(huì),也對(duì)教師提出了更高的要求,從根本上扭轉(zhuǎn)了教師過(guò)去那種重理論、輕技能的教學(xué)思想。技能大賽使指導(dǎo)老師認(rèn)識(shí)到學(xué)生技能培養(yǎng)的重要性,樹立起技能教育的理念[6]。技能大賽要求指導(dǎo)教師在具有良好專業(yè)知識(shí)素養(yǎng)的同時(shí),具有較高水平的操作能力、較強(qiáng)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)與指導(dǎo)能力以及良好的教學(xué)組織能力,能引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)知識(shí)、提高技能。我院教師隊(duì)伍培養(yǎng)通過(guò)參與科技服務(wù)項(xiàng)目、考評(píng)員培訓(xùn)、參與校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)等等,提高教師的專業(yè)實(shí)踐技能。在植物組織培養(yǎng)課程的教學(xué)過(guò)程中,由課程負(fù)責(zé)人組織建立了一個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì),豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員、實(shí)驗(yàn)室管理人員和企業(yè)能工巧匠參與實(shí)踐教學(xué),共同制定教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃等,并集中對(duì)學(xué)生的基本技能和提升技能進(jìn)行專項(xiàng)講解和訓(xùn)練,在提高學(xué)生的專業(yè)技能的同時(shí)建立一支結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良、技術(shù)過(guò)硬的專兼職結(jié)合的教師隊(duì)伍。

5 教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系

課程考核采取以過(guò)程性評(píng)價(jià)為主的多樣化評(píng)價(jià)措施。評(píng)價(jià)考察學(xué)生在知識(shí)、技能、素質(zhì)方面是否達(dá)到目標(biāo),全方位、多角度的反映一個(gè)學(xué)生的真實(shí)成績(jī)和綜合能力[3]。過(guò)程考核是教師結(jié)合每個(gè)學(xué)生在完成各個(gè)典型工作任務(wù)時(shí)的具體表現(xiàn),考核的指標(biāo)涉及學(xué)生的出勤,資料準(zhǔn)備情況、任務(wù)分工合理情況、項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程的完成效果及速度、報(bào)告總結(jié)及成果展示等方面。以技能考核為主,分多次進(jìn)行,貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中。最后綜合理論考試、平時(shí)考核和技能考核等幾項(xiàng)成績(jī)給學(xué)生一個(gè)綜合的評(píng)價(jià)。本課程考核具體做法為:過(guò)程性評(píng)價(jià)(60%)+終結(jié)性評(píng)價(jià)(40%)。其中過(guò)程性評(píng)價(jià)中崗位技能(即隨堂現(xiàn)場(chǎng)考核)60%,學(xué)習(xí)過(guò)程40%(其中考勤20%,實(shí)驗(yàn)報(bào)告和總結(jié)20%)。終結(jié)性評(píng)價(jià)即期末測(cè)試,其中技能操作考核50%,理論筆試50%。這樣的考核方式不但調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,而且充分體現(xiàn)了職業(yè)教育學(xué)生為主體的特點(diǎn),有利于全面培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力。

6 結(jié)語(yǔ)

植物組織培養(yǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于優(yōu)良品種快繁、脫毒種苗生產(chǎn)、種質(zhì)資源保存等方面[2]。“植物組織培養(yǎng)”賽項(xiàng)推動(dòng)了高職院校園藝技術(shù)、園林技術(shù)等專業(yè)的教育教學(xué)改革。我院植物組織培養(yǎng)課程團(tuán)隊(duì)通過(guò)組織參加技能大賽,不斷提高自身能力,改革課程教學(xué),更新教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)過(guò)程主要在組培實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,實(shí)踐教學(xué)時(shí)分組訓(xùn)練,單人考核,并在課堂開展技能考核。技能大賽使課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步明確了教學(xué)標(biāo)準(zhǔn),并把實(shí)踐教學(xué)訓(xùn)練體系做實(shí)、做細(xì);技能大賽使學(xué)生對(duì)職業(yè)操作規(guī)范、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和操作水平有了明確的認(rèn)識(shí),加快了學(xué)生職業(yè)技能的發(fā)展、專業(yè)技能的提高和加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)。隨著植物組織培養(yǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和我國(guó)教育教學(xué)改革的深人實(shí)施,只有不斷探索和采用具有創(chuàng)新性的教學(xué)理念、方法和手段,才能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高學(xué)生的職業(yè)能力。

植物組織培養(yǎng)論文:園林植物報(bào)春花的組織培養(yǎng)

摘 要:本試驗(yàn)以報(bào)春花葉片、莖段作為外植體,進(jìn)行了初代組織培養(yǎng),并進(jìn)行增殖、生根培養(yǎng)。結(jié)果表明:75%的酒精(0.5 min)+0.1%升汞(8 min)具有很好的消毒作用;MS +6-BA 1.0 mg?L-1+NAA 0.2 mg?L-1是不定芽分化的最佳培養(yǎng)基配比;MS+6-BA 1.0 mg?L-1 +NAA 0.2 mg?L-1是不定芽增殖的最佳培養(yǎng)基配比;1/2MS+NAA 0.2 mg?L-1是生根的最佳培養(yǎng)基配比。

關(guān)鍵詞:報(bào)春花;外植體;培養(yǎng)基

報(bào)春花 (Primula malacoides Franch.)又名小種櫻草、七重樓,報(bào)春花科報(bào)春花屬,葉片長(zhǎng)卵形或圓形,葉緣有齒,葉柄長(zhǎng)5 cm左右。花葶高20~30 cm,花冠高腳碟狀。多生長(zhǎng)于荒野、田邊,原產(chǎn)于中國(guó)的云南、貴州,各地栽培,頗具觀賞性。

報(bào)春花原產(chǎn)中國(guó),草本植物。喜氣候溫涼、濕潤(rùn)的環(huán)境和排水良好、富含腐殖質(zhì)的土壤,不耐高溫和強(qiáng)烈的直射陽(yáng)光,多數(shù)亦不耐嚴(yán)寒。葉基生,全株被白色絨毛。花通常2型,排成傘形花序或頭狀花序。花期為12月至次年4月,早春開花為本屬植物的重要特性,其中文名報(bào)春和學(xué)名均含有早花的意思。近年來(lái)發(fā)展很快,已成為當(dāng)前一類重要的園林花卉。

組織培養(yǎng)又叫離體培養(yǎng),通常指從植物體中分離出符合需求的組織(器官、細(xì)胞、原生質(zhì)體等),在人工無(wú)菌操作條件下,進(jìn)行培養(yǎng)從而獲得再生的完整植株,或者生產(chǎn)出具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的其他產(chǎn)品的技術(shù)。本試驗(yàn)以報(bào)春花葉片、莖段為外植體,進(jìn)行了初代組織培養(yǎng),并進(jìn)行增殖、生根培養(yǎng),在建立報(bào)春花組織培養(yǎng)無(wú)菌體系的基礎(chǔ)上,對(duì)比了外植體不同滅菌方法對(duì)滅菌效果的影響,以及不同激素濃度對(duì)報(bào)春花葉片、莖段芽分化、不定芽增殖及其生根的影響。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

使用材料取自盆栽報(bào)春花的葉片和莖段。

1.2 試驗(yàn)材料的處理

組織培養(yǎng)前,先從室內(nèi)培養(yǎng)的盆栽植株上取生長(zhǎng)旺盛的報(bào)春花葉片和嫩莖作外植體,取材后放入燒杯里,用大量的水洗去表面附著物后,再放到自來(lái)水管下進(jìn)行二次沖洗(時(shí)間約60 min),然后放入到瓶中,在超凈工作臺(tái)上再迅速用無(wú)菌蒸餾水沖洗3遍后等分為2份。每種消毒劑處理15瓶,每瓶接種4塊,處理方法見(jiàn)表1。最后,用無(wú)菌蒸餾水沖洗6次。將葉片橫切和縱切后切成1 cm×1 cm大小,將嫩莖切成1 cm左右的莖段作外植體用。

1.3 培養(yǎng)基配比

基本培養(yǎng)基為MS,瓊脂為6 g,蔗糖濃度為3%,pH 值為5.8。初代培養(yǎng)基為:(1)MS+6-BA 0.5 mg?L-1+NAA 0.1 mg?L-1;(2)MS+6-BA 0.5 mg?L-1+NAA 0.2 mg?L-1;(3)MS+6-BA 1.0 mg?L-1+NAA 0.1 mg?L-1;(4)MS+6-BA 1.0 mg?L-1+NAA 0.2 mg?L-1;(5)MS+6-BA 2.0 mg?L-1+NAA 0.1 mg?L-1;(6)MS+6-BA 2.0 mg?L-1+NAA 0.2 mg?L-1。增殖培養(yǎng)基為:(7)MS+6-BA 1.0 mg?L-1+NAA 0.1 mg?L-1;(8)MS+6-BA 1.0 mg?L-1+NAA 0.2 mg?L-1。生根培養(yǎng)基為:(9)1/2MS+NAA 0.1 mg?L-1;(10)1/2MS+NAA 0.2 mg?L-1。培養(yǎng)室內(nèi)溫度為(25±2) ℃,光照強(qiáng)度1 500~2 000 lx,每天光照12 h,補(bǔ)光燈在光照不夠的條件下及時(shí)補(bǔ)光。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同消毒劑處理的消毒效果

進(jìn)行初代培養(yǎng)10 d后對(duì)120瓶培養(yǎng)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果見(jiàn)表2。處理Ⅰ、處理Ⅱ的消毒效果差異明顯,處理Ⅱ的消毒效果是處理Ⅰ的17倍,因此單獨(dú)使用酒精對(duì)報(bào)春花外植體進(jìn)行消毒處理,污染率高,效果不太好;而用70%酒精(0.6 min)+0.1%HgCl2(10 min)對(duì)報(bào)春花外植體消毒效果明顯。

2.2 不同外植體誘導(dǎo)愈傷組織的時(shí)間

經(jīng)過(guò)初代培養(yǎng)10 d后,對(duì)每種培養(yǎng)基中莖段和葉片愈傷組織形成情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì),從表3可看出,由于培養(yǎng)基配比不同,如果培養(yǎng)基配比合適,報(bào)春花葉片在第11天就可以形成愈傷組織,而莖段需要在第15天左右才能形成,其誘導(dǎo)時(shí)間比用葉片作為外植體的時(shí)間要長(zhǎng)約4 d左右。

2.3 激素對(duì)初代培養(yǎng)的影響

將經(jīng)過(guò)消毒組合Ⅱ處理好的外植體接種到初代培養(yǎng)基1~6,培養(yǎng)11 d后,大部分葉片的切塊邊緣首先開始膨大,長(zhǎng)出淡綠色的愈傷組織,并呈疏松的顆粒狀,有部分葉片在切口處直接產(chǎn)生不定芽;接種20 d后愈傷組織表面出現(xiàn)綠色芽點(diǎn),開始分化出0.2~0.5 cm的不定芽,35 d后頂芽萌動(dòng)并長(zhǎng)出側(cè)芽和分枝。

表4是第36天出芽的外植體統(tǒng)計(jì)數(shù),激素的影響由表4中可以看出。在培養(yǎng)過(guò)程中還發(fā)現(xiàn),當(dāng)6-BA 2.0 mg?L-1、NAA0.1 mg?L-1時(shí),在后期出現(xiàn)部分芽苗玻璃化、失綠現(xiàn)象;當(dāng)NAA 0.2 mg?L-1、6-BA 2.0 mg?L-1時(shí),分化出的不定芽形態(tài)明顯弱小;當(dāng)6-BA 1.0 mg?L-1、NAA 0.2 mg?L-1時(shí),誘導(dǎo)率較高,而且芽苗生長(zhǎng)健壯,芽苗利用率也好。因此,初代培養(yǎng)的最適培養(yǎng)基配比為MS+6-BA 1.0 mg?L-1+NAA 0.2 mg?L-1。

2.4 激素對(duì)增殖培養(yǎng)的影響

將初代培養(yǎng)得到的芽叢和分枝切割成帶1~2個(gè)節(jié)的小段,轉(zhuǎn)接到培養(yǎng)基7~8上,約15 d后,就可以不斷長(zhǎng)出大量的芽和分枝,培養(yǎng)基7和8中的芽都有增殖,但是培養(yǎng)基配比8的效果好,分化叢生芽芽體健壯,數(shù)量多,長(zhǎng)勢(shì)良好,適合葉、莖段的繼代培養(yǎng)。當(dāng)NAA為0.1 mg?L-1時(shí),有部分芽生長(zhǎng)良好,但部分芽體長(zhǎng)勢(shì)較略差,長(zhǎng)不高,影響叢生芽的大量繼代增殖(表5)。

2.5 激素對(duì)生根培養(yǎng)的影響

切取分化增殖所得到的高約2~3 cm生長(zhǎng)健壯的叢生芽苗,將分枝切成帶有2個(gè)節(jié)的莖段,轉(zhuǎn)接種到添加不同濃度NAA的生根培養(yǎng)基9~10中。在生根培養(yǎng)進(jìn)行到第30天的時(shí)候,對(duì)叢生芽的生根情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),結(jié)果見(jiàn)表6。

當(dāng)在1/2MS基本培養(yǎng)基中添加NAA濃度為0.1 mg?L-1(培養(yǎng)基9)時(shí),生根率為85.0%,平均生根數(shù)達(dá)到12.6條,根長(zhǎng)為1. 0 cm左右。當(dāng)添加NAA濃度為0.2 mg?L-1(培養(yǎng)基10)后,誘導(dǎo)的叢生芽生根率升高,達(dá)到97.5%,平均生根數(shù)有13.8條左右,并且根粗壯,苗長(zhǎng)勢(shì)良好,根長(zhǎng)為1.4 cm左右。

3 結(jié)論與討論

由于報(bào)春花葉片肉質(zhì)光滑,易于表面滅菌消毒,無(wú)菌操作簡(jiǎn)單,切割過(guò)程也容易操作,瓶苗移栽后管理較粗放,組培繁殖極易見(jiàn)效率,經(jīng)濟(jì)效益亦是可觀的。

因?yàn)橹参矬w表面常附有各種各樣的微生物,無(wú)菌操作過(guò)程中,對(duì)于植物材料表面的消毒尤為重要,因?yàn)橐坏нM(jìn)培養(yǎng)基,微生物就會(huì)迅速滋生造成植物材料死亡。75%酒精(0.5 min)+0.1%HgCl2(8 min)的消毒處理有更強(qiáng)的殺菌能力和穿透力,而且有濕潤(rùn)作用,對(duì)報(bào)春花葉片和莖段的消毒處理效果明顯。

植物激素的種類和配比,是使植物組織分化出苗和快速增殖的重要因素,通過(guò)此次不同梯度培養(yǎng)基配比,發(fā)現(xiàn)雖然都能使植物分化出苗和增殖,但是低濃度和高濃度的激素配比使植物分化出苗較慢,同時(shí)細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素比例過(guò)高,導(dǎo)致玻璃化苗的產(chǎn)生,其中MS+6-BA 1.0 mg?L-1+NAA 0.2 mg?L-1激素配比最佳,利于報(bào)春花愈傷組織的生長(zhǎng)和分化,進(jìn)行初代培養(yǎng);MS+6-BA 1.0 mg?L-1+NAA 0.2 mg?L-1是最有利于增殖的培養(yǎng)基;最適生根培養(yǎng)基為1/2MS+NAA 0.2 mg?L-1。

植物組織培養(yǎng)論文:開放性實(shí)驗(yàn)在植物組織培養(yǎng)教學(xué)改革中的探索

【摘 要】植物組織培養(yǎng)是一門實(shí)踐技能要求極高的專業(yè)課程,將開放性實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于植物組織培養(yǎng)教學(xué)改革中,是為了更好地進(jìn)行課程建設(shè),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】開放性實(shí)驗(yàn) 教學(xué)改革 植物組織培養(yǎng)

植物組織培養(yǎng)是一門以基礎(chǔ)理論知識(shí)作為指導(dǎo),以準(zhǔn)確直觀的實(shí)踐操作為衡量標(biāo)準(zhǔn)的理實(shí)一體化課程。對(duì)于教學(xué)而言,相較于基礎(chǔ)理論知識(shí),實(shí)踐教學(xué)顯得更為重要。隨著傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)模式固有弊端的凸顯,因材施教、分層教學(xué)的開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式逐漸成為教學(xué)改革的發(fā)展方向。

一 植物組織培養(yǎng)教學(xué)改革

1.植物組織培養(yǎng)課程的特點(diǎn)

第一,實(shí)驗(yàn)課程比重大。植物組織培養(yǎng)是指采用無(wú)菌操作方法,培養(yǎng)植物的離體細(xì)胞組織、器官,使其再生成為完整植株的技術(shù)。植物組織培養(yǎng)是以操作技術(shù)為優(yōu)秀,實(shí)驗(yàn)技能要求很高的課程。因此,實(shí)踐教學(xué)模式很大程度上決定了這門課程開設(shè)效果的成敗。第二,前沿科技對(duì)課程沖擊很大。植物組織培養(yǎng)技術(shù)起源于20世紀(jì)初,在快繁種苗等多個(gè)方面取得了巨大的成績(jī)。隨著前沿科技的不斷更新,植物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展也是日新月異,教學(xué)本身也存在著知識(shí)更新問(wèn)題。

2.植物組織培養(yǎng)課程中存在的問(wèn)題

植物組織培養(yǎng)是在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)展起來(lái)的新型學(xué)科,是實(shí)驗(yàn)技術(shù)性較強(qiáng)的學(xué)科之一,教材雖然歷經(jīng)數(shù)次修訂,但目前仍存在不少問(wèn)題。第一,理論教學(xué)比例過(guò)重,實(shí)踐技能熟練度不高。相較于理論教學(xué)的扎實(shí),實(shí)踐技能培訓(xùn)成為教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)。由于師資力量的不足、課時(shí)安排的限制等問(wèn)題,學(xué)生的實(shí)際操作能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于企業(yè)要求。第二,學(xué)校教育與社會(huì)生產(chǎn)的脫節(jié)。企業(yè)為了保證生產(chǎn)效益,所采用的是最先進(jìn)的設(shè)備儀器及最頂尖的生產(chǎn)工藝。相較之下,學(xué)校從實(shí)驗(yàn)設(shè)備到理論知識(shí)都是無(wú)法和企業(yè)相提并論的,這也造成了這門課程教學(xué)的另一難題。

二 開放性實(shí)驗(yàn)的開展

開放性教學(xué)是一種從時(shí)間、地點(diǎn)、內(nèi)容、方法和手段上對(duì)學(xué)生全方位開放的教學(xué)模式。開放性實(shí)驗(yàn)是以“學(xué)生為優(yōu)秀、教師為輔”,強(qiáng)調(diào)在基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的前提下,合理設(shè)計(jì)教學(xué)方法,以調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)為目的。

1.開放性實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的異同

第一,開放性實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系。開放性實(shí)驗(yàn)是以傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中存在部分驗(yàn)證性的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),其目的是要學(xué)生熟悉操作規(guī)范、掌握實(shí)驗(yàn)的基本技能以及提高實(shí)驗(yàn)效率。只有充分掌握了實(shí)驗(yàn)的基本技能,才能通過(guò)閱讀大量資料、結(jié)合操作技能、合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并嚴(yán)格且完善地開展實(shí)驗(yàn)。開放性實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)、提高和升華。第二,開放性實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的區(qū)別。(1)目的不同:傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)主要以驗(yàn)證為目的,開放性實(shí)驗(yàn)不是看重結(jié)果,而是追求在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生所表現(xiàn)出的能力。(2)主體不同:傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)是以教師為主導(dǎo),學(xué)生只需按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書做實(shí)驗(yàn)。而在開放性實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生才是主體和主導(dǎo),教師從旁協(xié)助,適當(dāng)?shù)靥岢鲂薷囊庖?jiàn),并不參與實(shí)驗(yàn)步驟的制定、儀器的選擇等具體環(huán)節(jié)。

2.開放性實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)

第一,開放性實(shí)驗(yàn)室的建立。隨著開放性實(shí)驗(yàn)的發(fā)展,實(shí)驗(yàn)室的地位日益提高,廣大師生迫切要求實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行方式的突破。建設(shè)開放性實(shí)驗(yàn)室不能局限于時(shí)間和空間上的開放,更為重要的是教學(xué)體制、內(nèi)容、方法、觀念上的開放。開放性實(shí)驗(yàn)室的建立不僅有利于實(shí)踐教學(xué)改革,也能充分利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器,同時(shí)有助于學(xué)生綜合素質(zhì)的提升和教師專業(yè)領(lǐng)域及教學(xué)水平的提高。第二,考核方式改革。開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求教師具備更高的知識(shí)素養(yǎng)、操作能力、協(xié)調(diào)能力以及靈活應(yīng)變的能力,教學(xué)設(shè)計(jì)成為重中之重。學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、完成實(shí)驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)后的分析總結(jié),都可以體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和對(duì)知識(shí)點(diǎn)的把握。因此,考核模式不僅應(yīng)看實(shí)驗(yàn)結(jié)果,也應(yīng)該結(jié)合整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程本身。強(qiáng)化對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考核,既是充分調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性,也使考核更加完善和科學(xué)。

三 開放性實(shí)驗(yàn)在植物組織培養(yǎng)教學(xué)改革中的探索

1.確定典型工作任務(wù),優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

為了達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的目的,我們采取了一系列的措施,包括:修改人才培養(yǎng)方案,加大實(shí)踐教學(xué)比重;聘請(qǐng)企業(yè)能工巧匠,促進(jìn)校企結(jié)合;優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣;開放實(shí)驗(yàn)室,促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)等。

2.建立開放性實(shí)驗(yàn)室

結(jié)合本校的基本情況,將開放實(shí)驗(yàn)條件較好的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室作為開放性實(shí)驗(yàn)室以及加速植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。具體措施有:購(gòu)置先進(jìn)的儀器設(shè)備,建立和完善開放性實(shí)驗(yàn)室管理的規(guī)章制度,組建無(wú)菌室等。

3.以賽促改

2014年4月,我系參加了陜西省高等職業(yè)院校技能大賽,在植物組織培養(yǎng)比賽中獲得第三名的成績(jī)。一方面,比賽促進(jìn)了我們對(duì)開放性教學(xué)的重視,成績(jī)也是對(duì)我們實(shí)踐教學(xué)改革工作的認(rèn)可和鼓勵(lì)。另一方面,學(xué)生也更加重視實(shí)踐操作能力,為日后就業(yè)練好扎實(shí)的基本功。

綜上所述,開放性實(shí)驗(yàn)在植物組織培養(yǎng)教學(xué)改革中發(fā)揮了效果,隨著植物組織培養(yǎng)課程改革的逐步完善,開放性實(shí)驗(yàn)將會(huì)在更多的實(shí)踐教學(xué)中發(fā)揮作用。

植物組織培養(yǎng)論文:藥用植物金果欖組織培養(yǎng)初探

摘要:以金果欖(Tinospora capillipes Gagnep.)幼嫩莖段為外植體,添加不同濃度的6-芐基腺嘌呤 (6-BA)、吲哚-3-丁酸 (IBA)、萘乙酸(NAA)、激動(dòng)素(KT)、赤霉素(GA),研究不同培養(yǎng)基對(duì)金果欖試管苗誘導(dǎo)、增殖和生根的影響。結(jié)果表明,金果欖啟動(dòng)培養(yǎng)的最佳培養(yǎng)基為MS+1.0 mg/L 6-BA +0.5 mg/L KT +0.1 mg/ L 2,4-D,腋芽誘導(dǎo)率達(dá)95.1%;增殖的最佳培養(yǎng)基為MS+0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L GA+0.2 mg/L NAA,增殖系數(shù)達(dá)到16.1;生根的最佳培養(yǎng)基為1/2MS+0.2 mg/L IBA +0.4 mg/L NAA,30 d時(shí)生根率為85.4%,10 d后煉苗移栽到塘泥和河沙(3∶1,體積比)的混合基質(zhì)中,30 d后移栽成活率可達(dá)87.3%以上。

關(guān)鍵詞:金果欖(Tinospora capillipes Gagnep.);莖段;組織培養(yǎng);誘導(dǎo);生根

金果欖(Tinospora capillipes Gagnep.)為防己科青牛膽屬常綠纏繞藤本植物,主產(chǎn)于四川、湖南、廣西、湖北、貴州等地,具有清熱解毒、利咽止痛的功效,主治咽喉腫痛、癰疽疔毒、泄瀉、痢疾、脘腹熱痛等[1-3]。金果欖塊根含掌葉防己堿(Palnmtine)和咖倫賓(Colmtfifin)、巴馬汀、藥根堿、非洲防己堿、千金藤堿、蝙蝠葛堿和木蘭花堿[4-6]等成分,民間廣泛用于治療胃痛。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,金果欖有明顯的抗炎鎮(zhèn)痛、抗菌、抗腫瘤、降血糖、抗應(yīng)激及解毒等作用,又被喻為可替代抗生素的天然藥物[5]。由于長(zhǎng)期采挖,金果欖野生資源日趨枯竭,人工種植和撫育勢(shì)在必行。另外,金果欖雌雄異株,授粉受到環(huán)境影響極大,自然結(jié)實(shí)率低。在資源調(diào)查和引種中發(fā)現(xiàn),雄株遠(yuǎn)多于雌株(約50∶1),結(jié)果機(jī)會(huì)大大減少,且種子有明顯的休眠期,發(fā)芽率較低[7]。因此,種源缺乏是金果欖資源銳減的主要原因。目前,金果欖扦插繁殖未獲得成功,而組織培養(yǎng)快速繁殖是現(xiàn)代生物技術(shù),且在香蕉、羅漢果、石斛等作物上已取得成功[8-10],并應(yīng)用于生產(chǎn),但金果欖組培繁殖研究鮮見(jiàn)報(bào)道。利用MS培養(yǎng)基為基礎(chǔ)培養(yǎng)基,添加不同濃度和不同種類的激素,在多種植物組織培養(yǎng)中已獲得成功。本試驗(yàn)以金果欖的幼嫩莖段為外植體進(jìn)行消毒,用不同類型植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)對(duì)叢生芽進(jìn)行誘導(dǎo)、增殖、生根培養(yǎng),分析各種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)對(duì)金果欖組織培養(yǎng)的影響,從而為金果欖人工繁殖和大規(guī)模推廣栽培提供有利依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗(yàn)以廣西藥用植物園科研圃栽植的金果欖多年生幼嫩枝條為外植體材料。

1.2 方法

1.2.1 材料處理 將生長(zhǎng)旺盛、無(wú)病蟲害的金果欖多年生幼嫩枝條剪下,剪成1.5~2.0 cm長(zhǎng)且?guī)а康那o段,放入0.1%的洗滌劑中浸泡8~10 min,然后于自來(lái)水下沖洗20 min,取出放入經(jīng)高壓滅菌的無(wú)菌水中潤(rùn)洗2次。經(jīng)以上處理后,再將外植體放入75%的乙醇中消毒30 s,然后放入0.1%的HgCl2溶液中消毒7 min, 無(wú)菌水沖洗5次。用無(wú)菌濾紙吸干材料上的水分, 選擇不變色、無(wú)褐化的莖段橫切成面積為0.8 cm ×1.2 cm 的帶芽小塊,供接種用。

1.2.2 培養(yǎng)方法

1)啟動(dòng)培養(yǎng)。將經(jīng)過(guò)消毒處理的莖段分別接種在添加了不同組合、不同濃度生長(zhǎng)激素的MS培養(yǎng)基上進(jìn)行啟動(dòng)培養(yǎng),生長(zhǎng)素的類型及濃度為6-BA(0.5、1.0、1.5 mg/L)、KT(0.5、1.0、1.5 mg/L)、2,4-D(0、0.1、1.5 mg/L),每瓶接種1個(gè)莖段,每個(gè)處理接種20瓶,3次重復(fù),培養(yǎng)30 d后觀察記錄誘導(dǎo)效果。

2)增殖培養(yǎng)。將在啟動(dòng)培養(yǎng)基上成功誘導(dǎo)出來(lái)的芽進(jìn)行增殖培養(yǎng),培養(yǎng)30 d后統(tǒng)計(jì)增殖系數(shù)。

3)生根培養(yǎng)。將獲得的有效不定芽(株高1.5~2.0 cm)接種于1/2MS培養(yǎng)基上進(jìn)行壯苗培養(yǎng),培養(yǎng)20 d后轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)基中誘導(dǎo)生根,每個(gè)處理接種5株,3次重復(fù),培養(yǎng)30 d后統(tǒng)計(jì)生根情況。

4)培養(yǎng)條件。所述培養(yǎng)基均為MS基本培養(yǎng)基(含26 g/ L蔗糖、5.0 g/L瓊脂,pH 5.8),培養(yǎng)溫度為(25±2)℃ 、光照時(shí)間為12 h/d (日光燈,光照度2 000 lx )。

2 結(jié)果與分析

2.1 金果欖莖段啟動(dòng)培養(yǎng)

由表1可知,不同組合生長(zhǎng)激素對(duì)金果欖莖段的啟動(dòng)培養(yǎng)效果不同,帶腋芽的莖段培養(yǎng)10 d左右有不同程度的萌發(fā),6-BA和KT均能起到較好的誘導(dǎo)作用,當(dāng)6-BA濃度為1.0 mg/L,KT濃度為0.5 mg/L,2,4-D濃度為0.1 mg/L時(shí),金果欖莖段誘導(dǎo)率達(dá)到95.1%,但當(dāng)6-BA濃度一定,KT和2,4-D濃度過(guò)高時(shí),誘導(dǎo)的部分叢生芽出現(xiàn)玻璃化現(xiàn)象。培養(yǎng)基中添加2,4-D后,芽的長(zhǎng)度明顯增長(zhǎng),但部分出現(xiàn)愈傷組織,說(shuō)明6-BA和KT為金果欖腋芽誘導(dǎo)的主要因素,而2,4-D對(duì)腋芽的誘導(dǎo)作用不大,其主要作用在于愈傷組織的誘導(dǎo)。金果欖莖段腋芽萌發(fā)的最適培養(yǎng)基為MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L KT +0.1 mg/L 2,4-D。

2.2 金果欖莖段增殖培養(yǎng)

將金果欖帶芽莖段接種于附加不同濃度的6-BA和一定濃度GA、NAA的MS培養(yǎng)基中,每個(gè)處理接種30瓶,每瓶接種3個(gè)莖段,經(jīng)過(guò)2~3周培養(yǎng)可形成大量叢生芽。結(jié)果表明(表2),在4號(hào)培養(yǎng)基MS+0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L GA+0.2 mg/L NAA上,金果欖叢生芽增殖系數(shù)最大,達(dá)到16.1,芽生長(zhǎng)狀況也較好,雖然5號(hào)培養(yǎng)基中叢生芽的生長(zhǎng)狀況也良好,但其增殖系數(shù)比4號(hào)培養(yǎng)基低,且出現(xiàn)了少量的愈傷組織,而在不添加任何激素的基本培養(yǎng)基上培養(yǎng),金果欖叢生芽增殖系數(shù)最低,且生長(zhǎng)緩慢,叢生芽較細(xì)弱。

2.3 壯苗與生根

將4號(hào)增殖培養(yǎng)基上誘導(dǎo)出來(lái)的金果欖叢生芽接種到壯苗培養(yǎng)基(添加0.5 g/L活性炭、0.1 mg/L IBA)上進(jìn)行壯苗培養(yǎng),20 d左右苗可長(zhǎng)粗、長(zhǎng)壯,然后將長(zhǎng)至3~5 cm高的健壯試管苗接種于1~9號(hào)生根培養(yǎng)基中, 20 d 左右,苗基部根原基突起;一個(gè)月后,從根原基上長(zhǎng)出白色新根,每株生根4~10條,根長(zhǎng)2.3~7.5 cm。

不同濃度的生長(zhǎng)激素及其組合均能誘導(dǎo)組培苗生根,但不同生長(zhǎng)激素及其組合誘導(dǎo)苗生根的表現(xiàn)不同。如表3所示,只添加IBA的情況下,隨著IBA濃度的增加,金果欖叢生芽生根率提高,生根速度加快,與對(duì)照存在明顯差異,但根較細(xì)小,容易折斷,不利于移栽成活;只添加NAA的情況下,金果欖叢生芽生根雖比只加IBA的粗,但生根數(shù)減少;以NAA與IBA配合使用可提高金果欖生根率,其生根速度也加快,根粗,根數(shù)多,平均生根數(shù)最大為9.8±2.33。因此,綜合各項(xiàng)指標(biāo),在誘導(dǎo)金果欖生根時(shí),以3號(hào)生根培養(yǎng)基1/2 MS+0.2 mg/L IBA +0.4 mg/L NAA為佳,接種后21 d即開始生根,30 d時(shí)生根率為85.4%,40 d后可達(dá)95%以上。

2.4 煉苗和移栽

煉苗、移栽基質(zhì)和光照度對(duì)瓶苗移栽成活率都有很大影響,金果欖苗高約5 cm時(shí)開始煉苗。移栽前先閉瓶煉苗6 d,再將培養(yǎng)瓶蓋打開,放到全天自然光照,溫度25 ℃的通風(fēng)條件下煉苗3 d,移栽時(shí)用鑷子將試管苗從培養(yǎng)瓶中取出,洗干凈根部培養(yǎng)基,放入添加了2 mg/L NAA的無(wú)菌水中浸泡10 min,移栽入已滅菌過(guò)的基質(zhì)中(塘泥∶河沙=3∶1,體積比), 移栽后7~10 d用塑料薄膜保濕,上面再覆蓋一層報(bào)紙,保持光照度以遮光率為60%左右為宜,空氣濕度85%以上,每天噴霧1次,10 d左右長(zhǎng)出新根,移栽成活率達(dá)87.3%以上。

3 小結(jié)與討論

金果欖啟動(dòng)培養(yǎng)的最佳培養(yǎng)基為MS+1.0 mg/L 6-BA +0.5 mg/L KT +0.1 mg/ L 2,4-D,其中6-BA和KT為腋芽誘導(dǎo)的主要因素;金果欖莖段增殖的最佳培養(yǎng)基為MS+0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L GA+0.2 mg/L NAA,生根的最佳培養(yǎng)基為1/2 MS+0.2 mg/L IBA +0.4 mg/L NAA,接種21 d后可開始生根,30 d時(shí)生根率為85.4%,可邊煉苗邊生根,10 d后

植物組織培養(yǎng)論文:藥用植物大規(guī)模組織培養(yǎng)的相關(guān)問(wèn)題探討

[摘要] 為提高藥用植物的產(chǎn)量和品質(zhì),增強(qiáng)我國(guó)藥用植物產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,該文對(duì)藥用植物大規(guī)模組織培養(yǎng)的現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題及對(duì)策進(jìn)行了分析。盡管生物技術(shù)是藥用植物生產(chǎn)最快捷、最有前途的手段之一,但仍存在諸如培養(yǎng)材料穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)基因藥用植物安全性、培養(yǎng)條件優(yōu)化等方面的問(wèn)題。因此,針對(duì)藥用植物自身特點(diǎn),建立完善健全的評(píng)價(jià)體系,是保證藥用植物大規(guī)模組織培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵舉措。

[關(guān)鍵詞] 藥用植物;組織培養(yǎng);生物技術(shù)

隨著市場(chǎng)需求量的日益增漲,藥用植物不僅僅應(yīng)用于傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)保健和治療中,還作為化學(xué)藥品的原料,應(yīng)用廣泛。許多藥效顯著、需求量大的植物源化學(xué)成分在生產(chǎn)上主要依賴于藥用植物的提取、純化,如紫杉醇、青蒿素等。然而,由于生態(tài)環(huán)境的破壞造成土地和其他自然資源的減少和惡化,以及藥用植物有效成分提取效率低下,植物原料質(zhì)量參差不齊等不足,使得我國(guó)藥用植物有效成分的生產(chǎn),面臨諸多問(wèn)題和挑戰(zhàn)。借助于先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段,可以提高藥用植物的生產(chǎn)效率和品質(zhì)、減輕資源壓力,對(duì)增強(qiáng)我國(guó)藥用植物產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力,發(fā)揮其應(yīng)有的巨大潛力,并使之能夠可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

生物技術(shù)是藥用植物生產(chǎn)最快捷、最有前途的手段之一。應(yīng)用生物技術(shù)進(jìn)行中藥材生產(chǎn)有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):①藥材(或活性成分)的生產(chǎn)可以在人為控制條件下進(jìn)行,不受季節(jié)、氣候條件與土壤環(huán)境等因素的制約,可排除病蟲害的侵襲與農(nóng)藥殘留量的困擾,嚴(yán)格控制藥材質(zhì)量。②可進(jìn)行特定的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng),生產(chǎn)人們需要的活性成分。③通過(guò)活性成分生物合成路線進(jìn)行遺傳操縱,提高目的物的產(chǎn)量。④通過(guò)加入或刪除基因而改變其遺傳特性,達(dá)到大幅度提升產(chǎn)量或合成新的活性產(chǎn)物[1]。從而改良品種或創(chuàng)造新物種,或加速繁殖植物個(gè)體,或獲得有用物質(zhì)。

由于植物細(xì)胞具有全能性,即單個(gè)細(xì)胞在適宜的環(huán)境下可分化發(fā)育成植株,并具有整株植物所具有的合成化合物的能力,因此組織培養(yǎng)技術(shù)是藥用植物大規(guī)模生產(chǎn)的重要手段之一。藥用植物組織培養(yǎng)的研究工作取得了較大進(jìn)展:已有百余種植物次生代謝產(chǎn)物通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)獲得,近半數(shù)次級(jí)代謝產(chǎn)物的含量超過(guò)原植株,部分已進(jìn)人中試和工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。目前這項(xiàng)技術(shù)已發(fā)展成為一門精細(xì)的實(shí)驗(yàn)技術(shù),在選材消毒、接種培養(yǎng)、誘導(dǎo)篩選、繼代保存、分離鑒定等方面建立了一整套完整的技術(shù)方法[2]。越來(lái)越多的藥用植物已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模組織培養(yǎng)階段,本文針對(duì)藥用植物大規(guī)模培養(yǎng)組織培養(yǎng)的現(xiàn)狀,對(duì)大規(guī)模組織培養(yǎng)過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了分析和探討。

1 研究現(xiàn)狀

目前,藥用植物組織培養(yǎng)主要有2個(gè)方面:一是直接培養(yǎng)和收獲這些組織和器官,如不定根、不定芽、小鱗莖等。二是通過(guò)組織和器官培養(yǎng)獲得再生植株,從而進(jìn)行快速繁殖,生產(chǎn)大量無(wú)病毒種苗以滿足藥用植物人工栽培的需要。近40年來(lái),我國(guó)經(jīng)離體培養(yǎng)獲得試管植株的藥用植物至少有200種[3],涉及常用中藥和民族藥物的基原植物以及珍稀瀕危藥用植物、等。在利用植物組織培養(yǎng)直接生產(chǎn)藥物的研究方面也取得了很大進(jìn)展,目前從各種培養(yǎng)物中產(chǎn)生的藥用成分已有約百余種,其中人參皂苷、人參皂苷元、三七皂苷、甘草甜苷、甜葉菊苷、柴胡皂苷、薯蕷皂苷、熊果苷、莨菪堿、小檗堿、總黃酮、蒽醌等[4]藥用成分含量等于甚至高于原植物。

我國(guó)以組織培養(yǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的毛狀根培養(yǎng)及其增殖技術(shù)也發(fā)展迅速,目前已利用人參、丹參、黃芪等建立了農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化器官培養(yǎng)系統(tǒng)。韓國(guó)人參不定根和毛狀根的培養(yǎng)已經(jīng)達(dá)到了工業(yè)化的程度,所用反應(yīng)器的規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了10 t。Jeong等的實(shí)驗(yàn)表明,在5 L的生物反應(yīng)器中,經(jīng)過(guò)39 d的培養(yǎng),毛狀根的生物量是接種時(shí)的55倍[5]。黃芪毛狀根在3,5,10 L容器中培養(yǎng),經(jīng)21 d培養(yǎng)產(chǎn)量(干重)就可達(dá)10 g?L-1,黃芪毛狀根中皂苷、黃酮、多糖、氨基酸等含量類似于黃芪藥材,而粗皂苷和可溶性多糖的含量還稍高于藥用黃芪[6]。利用10 L的球狀氣升式反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了丹參毛狀根的大規(guī)模培養(yǎng),并利用 75 L的氣升式反應(yīng)器進(jìn)行了進(jìn)一步的放大培養(yǎng),表明利用氣升式反應(yīng)器進(jìn)行丹參毛狀根初級(jí)放大和中試規(guī)模的培養(yǎng)是可行的[7],它為今后丹參毛狀根的工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

2 存在的問(wèn)題及對(duì)策

2.1 培養(yǎng)材料的穩(wěn)定性重視程度不夠 很多藥用植物的不定根和毛狀根被當(dāng)成實(shí)驗(yàn)材料來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究[8-9],同時(shí)越來(lái)越多的組織培養(yǎng)材料被應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中,隨著藥用植物組織培養(yǎng)的大規(guī)模生產(chǎn),有望為名貴、珍稀瀕危植物資源的持續(xù)開發(fā)與利用以及綠色原料藥的生產(chǎn)開辟一條新途徑[5-7]。但是由于藥用植物組織培養(yǎng)條件、生長(zhǎng)因子和操作的不可控性,在培養(yǎng)過(guò)程中有可能發(fā)生染色體變異,倍性的改變或產(chǎn)生突變體等,這些變異可能對(duì)藥用植物組織的生產(chǎn)和化學(xué)成分產(chǎn)生影響。因此,不能一味的追求生長(zhǎng)量,還有必要對(duì)培養(yǎng)材料的穩(wěn)定性進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)。

目前,有關(guān)藥用植物組織培養(yǎng)材料的穩(wěn)定性研究較少,有關(guān)組培苗遺傳穩(wěn)定性研究的內(nèi)容和方法主要包括:①染色體核型和數(shù)目分析[10];②無(wú)性繁殖過(guò)程中的遺傳穩(wěn)定性[11-12](RAPD,SSR等);③對(duì)于轉(zhuǎn)基因植株還要檢測(cè)外源基因存在、整合和表達(dá)情況[13-15](PCR,Southern雜交,western blot雜交等)。

2.2 轉(zhuǎn)基因藥用植物的安全性評(píng)價(jià)及標(biāo)準(zhǔn)有待于進(jìn)一步確立 藥用植物的基因工程與農(nóng)作物的遺傳轉(zhuǎn)化有著不同的側(cè)重點(diǎn),即在轉(zhuǎn)基因藥用植物植株的篩選和評(píng)價(jià)過(guò)程中,轉(zhuǎn)基因事件對(duì)藥用植物有效成分乃至藥效的影響是首要考慮因素。利用根癌農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒轉(zhuǎn)化形成的冠癭瘤組織和發(fā)根農(nóng)桿菌Ri質(zhì)粒轉(zhuǎn)化形成的毛狀根作為培養(yǎng)系統(tǒng)生產(chǎn)有用的植物次生代謝產(chǎn)物,是當(dāng)今藥用植物生物技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。冠癭瘤組織和毛狀根作為轉(zhuǎn)基因材料,其安全性評(píng)價(jià)研究一直處于空白狀態(tài)。

目前轉(zhuǎn)基因植物的安全性問(wèn)題主要集中在2個(gè)方面,一個(gè)是環(huán)境安全性,另一個(gè)是食品安全性。由于藥用植物不同于農(nóng)作物、蔬菜等,因此其轉(zhuǎn)基因安全性評(píng)價(jià)也應(yīng)有所不同。首先,在環(huán)境安全性方面,由于藥用植物冠癭瘤組織和毛狀根均在可控的條件下進(jìn)行培養(yǎng),因此不涉及轉(zhuǎn)基因材料作為一個(gè)新物種進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)可能對(duì)生態(tài)平衡產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)的情況。在食品安全性方面,由于一般藥用植物的生產(chǎn)僅用于提取有效部位或成分,或者單獨(dú)作為一味藥物來(lái)使用,因此除了那些藥食同源的藥用植物以外,其他可考慮納入藥品的安全性管理體系進(jìn)行評(píng)價(jià)和管理。重新評(píng)價(jià)藥物有效性和安全性是轉(zhuǎn)基因藥用植物安全性評(píng)價(jià)的優(yōu)秀內(nèi)容,但由于大多數(shù)中藥有效成分和療效機(jī)制不明確,轉(zhuǎn)基因藥用植物的藥效評(píng)價(jià)問(wèn)題成為關(guān)鍵難點(diǎn)問(wèn)題。

2.3 規(guī)模化生產(chǎn)過(guò)程中培養(yǎng)條件的優(yōu)化需重視 愈傷組織誘導(dǎo)、細(xì)胞培養(yǎng)、芽分化、繼代、生根是藥用植物組織培養(yǎng)的主要步驟,嚴(yán)格控制組織培養(yǎng)過(guò)程中培養(yǎng)基的各營(yíng)養(yǎng)成分用量以及激素濃度和配比是保證藥用植物大規(guī)模生產(chǎn)成功的關(guān)鍵。在培養(yǎng)程序建立之后,遵循植物生長(zhǎng)規(guī)律對(duì)細(xì)胞、組織的生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)行改進(jìn),如通過(guò)改變光質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)外植體的脫分化、再分化以及有用代謝物的產(chǎn)生;配制培養(yǎng)基時(shí)采用適合于植物生長(zhǎng)的pH;尋找新的碳源代替糖類,以減少污染。在利用組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行大規(guī)模工廠化生產(chǎn)中,這些問(wèn)題都需要做更深入的探討與摸索[16]。

2.4 適合植物組織和細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器尚有待研究解決 生物反應(yīng)器是實(shí)現(xiàn)植物細(xì)胞和組織大規(guī)模工廠化生產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一,其具有工作體積大、單位體積生產(chǎn)能力高、物理和化學(xué)條件控制方便、不受時(shí)間和地點(diǎn)限制等許多優(yōu)點(diǎn),這為植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)天然產(chǎn)物的商業(yè)化開辟了廣闊前景。但要真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和商業(yè)化尚受到來(lái)自生物本身和工程技術(shù)上的諸多限制,需在以下幾個(gè)方面加強(qiáng)研究:①根據(jù)不同植物組織和器官培養(yǎng)的生物學(xué)和工程要求,進(jìn)一步創(chuàng)新反應(yīng)器系統(tǒng)和培養(yǎng)工藝;②結(jié)合現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù),從分子基因和細(xì)胞代謝水平深人探索反應(yīng)器中微環(huán)境對(duì)植物組織生長(zhǎng)和次生代謝的作用機(jī)制;③建立新型植物組織培養(yǎng)反應(yīng)器系統(tǒng)的放大規(guī)律,實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)過(guò)程的工業(yè)化;④將反應(yīng)器培養(yǎng)技術(shù)、現(xiàn)代儀器分析手段和智能專家控制系統(tǒng)進(jìn)行集成,實(shí)現(xiàn)植物組織大規(guī)模培養(yǎng)過(guò)程的在線優(yōu)化控制和自動(dòng)化[17]。

2.5 植物次生代謝產(chǎn)物合成途徑研究平臺(tái)建設(shè)有待加強(qiáng) 對(duì)于藥用植物來(lái)說(shuō),藥用植物組織的大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)不僅是要提高生物量,最理想的應(yīng)用是能夠大幅度提高藥用植物有效成分的含量。但是,由于大部分藥用植物有效成分的代謝途徑并不明確,甚至難以確認(rèn)具有臨床價(jià)值的有效成分,因此對(duì)藥用植物有效成分相關(guān)功能基因進(jìn)行發(fā)掘、鑒定等有利于解析其有效成分代謝途徑。組織培養(yǎng)技術(shù)是進(jìn)行功能基因基礎(chǔ)研究的必要的技術(shù)平臺(tái),研究和建立高效的藥用植物基因轉(zhuǎn)化體系,可為深入研究藥用植物有效成分的代謝途徑、發(fā)掘和鑒定相應(yīng)的功能基因等提供重要的研究手段,大大提高藥用植物的基礎(chǔ)研究的水平,從而推動(dòng)學(xué)科的發(fā)展。

3 小結(jié)

藥用植物大規(guī)模組織培養(yǎng)技術(shù)的研究是多學(xué)科交叉綜合的結(jié)果,涉及到植物化學(xué)、分子生物學(xué)、生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等許多層面。充分利用先進(jìn)的理論體系作指導(dǎo),利用生命科學(xué)的研究模式[18],從宏觀的形態(tài),藥理藥效到微觀的基因、化學(xué)成分來(lái)分析和闡述藥用植物細(xì)胞、器官的性狀,從而指導(dǎo)藥用植物大規(guī)模組織培養(yǎng)的研究與應(yīng)用。

藥用植物大規(guī)模組織培養(yǎng)研究和應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展空間,同時(shí)也蘊(yùn)藏著巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。我國(guó)具有得天獨(dú)厚的藥用植物資源和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)藥用植物大規(guī)模組織培養(yǎng)研究將有利于我國(guó)藥用植物資源的可持續(xù)利用和發(fā)展。與此同時(shí),應(yīng)依據(jù)藥用植物自身特點(diǎn),建立完善健全的評(píng)價(jià)體系,是保證藥用植物大規(guī)模組織培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵舉措。

植物組織培養(yǎng)論文:高職《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》課程項(xiàng)目化教學(xué)改革的探索

摘要:本文提出了高職《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》課程項(xiàng)目化教學(xué)改革的必要性,在分析了目前課程教學(xué)中存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上,重新設(shè)定教學(xué)目標(biāo),并應(yīng)用于項(xiàng)目化教學(xué)改革實(shí)踐,取得了明顯成效。

關(guān)鍵詞:高職;項(xiàng)目化教學(xué);植物組織培養(yǎng)

近年來(lái),我國(guó)高職教育取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。高職教育的人才培養(yǎng)模式已由過(guò)去的傳統(tǒng)教育方式逐漸向“工學(xué)結(jié)合、頂崗實(shí)習(xí)”的模式轉(zhuǎn)變。[1]《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》課程是園藝技術(shù)專業(yè)一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,依據(jù)園藝技術(shù)專業(yè)工作任務(wù)與職業(yè)能力分析表中的植物組織培養(yǎng)工作項(xiàng)目設(shè)置。其目的是培養(yǎng)學(xué)生組建應(yīng)用性植物組織培養(yǎng)室,應(yīng)用組培技術(shù)進(jìn)行花卉、苗木等良種快繁與無(wú)病毒種苗生產(chǎn)的能力。對(duì)于植物生產(chǎn)這一園藝技術(shù)專業(yè)的優(yōu)秀工作崗位而言,植物組織培養(yǎng)技術(shù)打破了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式,技術(shù)含量高,經(jīng)濟(jì)效益特別突出,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的不斷推廣,植物組織培養(yǎng)技術(shù)必將在植物生產(chǎn)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。為實(shí)現(xiàn)高職教育園藝技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),提升學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,滿足企業(yè)用人需求,需要進(jìn)行基于企業(yè)真實(shí)生產(chǎn)任務(wù)的課程項(xiàng)目化教學(xué)改革。所謂項(xiàng)目化課程,是指以工作任務(wù)(項(xiàng)目)為中心,選擇、組織課程內(nèi)容,并以完成工作任務(wù)為主要學(xué)習(xí)方式的課程模式。[2]本文是對(duì)《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》課程項(xiàng)目化教學(xué)改革實(shí)踐過(guò)程中的思考和體會(huì)。

一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)課程中存在的主要問(wèn)題

原有的植物組織培養(yǎng)課程是以知識(shí)傳授為主要特征的學(xué)科課程模式,根據(jù)傳統(tǒng)的教材框架,依照植物組織培養(yǎng)的概念與發(fā)展等知識(shí)點(diǎn)逐步展開。學(xué)生學(xué)完之后,理論很懂,但無(wú)法應(yīng)用于實(shí)際,表現(xiàn)在不能獨(dú)立組建實(shí)驗(yàn)室,不能應(yīng)用組培技術(shù)進(jìn)行植物生產(chǎn)。實(shí)行項(xiàng)目化課程改革以后,針對(duì)高職學(xué)生特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo),組培課程的設(shè)計(jì)思路轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴敖M建實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用組培技術(shù)開展植物生產(chǎn)”這一優(yōu)秀工作任務(wù)為依據(jù),以實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)、培養(yǎng)基配制、愈傷組織培養(yǎng)、器官培養(yǎng)、組培工廠化生產(chǎn)這些項(xiàng)目為載體,讓學(xué)生在完成具體項(xiàng)目的過(guò)程中學(xué)會(huì)完成相應(yīng)工作任務(wù),并構(gòu)建相關(guān)理論知識(shí),發(fā)展職業(yè)能力。圍繞優(yōu)秀能力構(gòu)建課程內(nèi)容。

二、教學(xué)目標(biāo)重新設(shè)定

《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》是園藝技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)平臺(tái)課,授課對(duì)象為園藝技術(shù)專業(yè)二年級(jí)學(xué)生。根據(jù)工作崗位要求和杭州市部分企業(yè)的調(diào)研,重新設(shè)定了《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》課程的知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)。

三、項(xiàng)目化教學(xué)改革實(shí)踐

(一)教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)定應(yīng)該將理論知識(shí)和實(shí)踐技能結(jié)合在一起,與企業(yè)實(shí)際工作有直接關(guān)系,并且具有一定難度。[3]按照這樣的要求,具體教學(xué)項(xiàng)目設(shè)置如表2。

(二)教學(xué)方法

教學(xué)體現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)崗位能力和創(chuàng)新精神,不拘泥于課程體系的完整性和學(xué)科性,而突出植物組織培養(yǎng)職業(yè)崗位的實(shí)踐作為取舍教學(xué)內(nèi)容的依據(jù)。將單項(xiàng)操作與綜合實(shí)踐相結(jié)合,根據(jù)植物組織培養(yǎng)的技術(shù)環(huán)節(jié)多而且各項(xiàng)技術(shù)間關(guān)系密切的特點(diǎn),隨著課程教學(xué)的進(jìn)展,一個(gè)接一個(gè),一環(huán)套一環(huán),有序進(jìn)行,使每個(gè)學(xué)生牢固掌握每項(xiàng)基本操作,練好基本功。在進(jìn)行單項(xiàng)技術(shù)操作訓(xùn)練之后,安排綜合實(shí)習(xí)。要求每個(gè)學(xué)生針對(duì)某一植物的特點(diǎn),從培養(yǎng)基配制,到外植體的選取、消毒、接種、培養(yǎng)、試管苗的馴化與移栽等全過(guò)程進(jìn)行實(shí)踐,并進(jìn)行最后的實(shí)踐成果展覽,達(dá)到完整掌握植物組織培養(yǎng)基本技能的目的。建設(shè)設(shè)備完善、功能較好的校內(nèi)外生產(chǎn)實(shí)踐基地(校外為浙江傳化生物技術(shù)有限公司),配備具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的指導(dǎo)教師,聘請(qǐng)浙江傳化生物技術(shù)有限公司具有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員擔(dān)任部分教學(xué)工作和實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)。學(xué)生實(shí)訓(xùn)的成品要達(dá)到合格商品的要求,能產(chǎn)生利潤(rùn)。使學(xué)生充分理解植物的應(yīng)用及創(chuàng)造性,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的成就意識(shí)。

四、項(xiàng)目化教學(xué)改革后教學(xué)效果顯著提高

在項(xiàng)目化課程教學(xué)實(shí)施過(guò)程中,教學(xué)效果的評(píng)價(jià)主要應(yīng)關(guān)注學(xué)生。[4]項(xiàng)目化教學(xué)改革后,先后在杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院園藝技術(shù)專業(yè)2010、2011、2012級(jí)進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐,結(jié)果證明,教學(xué)效果明顯優(yōu)于改革前。通過(guò)項(xiàng)目化教學(xué)改革,將課堂與企業(yè)實(shí)踐操作結(jié)合,課堂建立在實(shí)訓(xùn)中心和企業(yè)生產(chǎn)車間,讓學(xué)生在操作中享受成品產(chǎn)生利潤(rùn)的快樂(lè);與浙江傳化生物技術(shù)有限公司緊密聯(lián)系,該企業(yè)優(yōu)勢(shì)明顯,是全國(guó)園藝行業(yè)的龍頭企業(yè),吸收他們的新品種、新工藝、園藝行業(yè)新的生產(chǎn)流程,拓展了學(xué)生的知識(shí)面;課程考核與產(chǎn)品相結(jié)合,將學(xué)生的產(chǎn)品作為考核關(guān)鍵內(nèi)容,增強(qiáng)了學(xué)生的責(zé)任感;課程教學(xué)改革由校企雙方指導(dǎo)老師共同參與,雙方老師共同授課,隨時(shí)根據(jù)生產(chǎn)一線實(shí)際需求調(diào)整授課內(nèi)容,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

作者簡(jiǎn)介:鄭慧俊(1980―),男,浙江省杭州市,杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,講師,園藝技術(shù)專業(yè)教師。

植物組織培養(yǎng)論文:植物組織培養(yǎng)中的污染及防治措施

摘要:控制污染是植物組培苗工廠化生產(chǎn)中重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。該文主要污染的原因、外植體的選取與消毒、組織培養(yǎng)過(guò)程中各環(huán)節(jié)操作等方面,討論了減少污染的措施和方法。

關(guān)鍵詞:植物組織培養(yǎng) 污染 防治

0 引言

植物組織培養(yǎng)又稱植物克隆,指通過(guò)無(wú)菌操作把植物的外植體接種于人工配制的培養(yǎng)基上,在人工控制環(huán)境下進(jìn)行離體培養(yǎng)的一套技術(shù)。植物組培苗的工廠化生產(chǎn)在我國(guó)發(fā)展速度很快,組織培養(yǎng)技術(shù)日趨完善,在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,如何降低成本是提高經(jīng)濟(jì)效益的首要問(wèn)題,組織培養(yǎng)中污染率的增加勢(shì)必引起組培苗成本的提高,經(jīng)濟(jì)損失很大。因此,組織培養(yǎng)中降低污染率是工廠化生產(chǎn)中不可忽視的技術(shù)環(huán)節(jié)。植物組織培養(yǎng)過(guò)程中造成污染的原因是多方面的,應(yīng)根據(jù)具體情況從不同方面預(yù)防解決。

1 污染的原因

污染是指在組織培養(yǎng)過(guò)程中培養(yǎng)基和培養(yǎng)材料滋生雜菌,導(dǎo)致培養(yǎng)失敗的現(xiàn)象。在培養(yǎng)過(guò)程中污染是經(jīng)常發(fā)生的。污染的原因,從病原菌方面來(lái)分析主要有細(xì)菌及真菌兩大類。真菌性污染主要指霉菌引起的污染。一般接種后3-10d可在培養(yǎng)基中發(fā)現(xiàn)各種顏色的菌斑。真菌性污染,一般多由接種室內(nèi)的空氣不潔凈、超凈工作臺(tái)的過(guò)濾效果不理想、操作不慎等原因引起。細(xì)菌性污染的主要癥狀是材料附近出現(xiàn)黏液狀物,或在材料附近的培養(yǎng)基中出現(xiàn)混濁和云霧狀痕跡。一般在接種后1-2 d即可發(fā)現(xiàn)。細(xì)菌性污染除外植體帶菌或培養(yǎng)基滅菌不徹底外,主要是操作人員的不慎造成。除要求操作人員嚴(yán)格按照無(wú)菌操作程序操作外,外植體帶菌引起的污染與外植體的種類、取材季節(jié)、部位、預(yù)處理方法及消毒方法等密切相關(guān)。[1]

2 污染的預(yù)防措施

2.1 外植體

2.1.1 外植體的選取

外植體的選取和預(yù)處理首先應(yīng)控制外植體采摘的季節(jié)、時(shí)間和部位。外植體一般在材料休眠末期或萌動(dòng)前期取材較為有利,因?yàn)榇藭r(shí)材料積累了較豐富的營(yíng)養(yǎng)和內(nèi)源激素,其抵抗病菌的能力較強(qiáng)、同時(shí)病菌也還未活躍起來(lái)。其次應(yīng)選取無(wú)病毒的外植體,如外植體帶有病毒,則應(yīng)采取預(yù)栽管理、促發(fā)新枝、黃化處理、熱擊處理、添加抗生素等措施進(jìn)行處理,以培養(yǎng)出無(wú)病毒的外植體。

2.1.2 外植體的消毒

外植體的滅菌處理外植體采摘后,通過(guò)表面滅菌、深滅菌或其他處理去除所帶病菌,這也是接種前的重要工作。外植體消毒常用的藥劑有:70-75% 的乙醇溶液,0.1%-0.2%的升汞溶液、漂白粉的飽和溶液。(1)表面滅菌。先將采摘外植體洗去泥土,用洗潔劑浸泡、沖洗,必要時(shí)用軟刷或脫脂棉球擦洗材料表面,然后將其剪成適宜大小,再進(jìn)行深滅菌。(2)深滅菌。經(jīng)過(guò)表面滅菌后,仍有雜菌存在于外植體表面或內(nèi)部,必須經(jīng)過(guò)深滅菌處理才能獲得不帶菌的外植體,如添加消毒劑或抗生素、使用混合消毒液、水浴、灼燒、真空減壓滅菌、磁力攪拌滅菌、超聲波振動(dòng)滅菌以及多次消毒等。但值得一提的是,目前對(duì)材料內(nèi)部污染還沒(méi)有令人滿意的滅菌方法。

2.2 組織培養(yǎng)過(guò)程中各環(huán)節(jié)操作

造成這類污染的主要原因有:環(huán)境條件不潔;操作人員不遵守操作規(guī)程自身帶菌;操作人員操作不規(guī)范,超凈工作臺(tái)的過(guò)濾裝置能力欠佳等。

2.2.1 改善環(huán)境條件

接種室與培養(yǎng)室要定期消毒與凈化,接種前工作臺(tái)或接種箱要開紫外燈30min以上。培養(yǎng)室的相對(duì)濕度應(yīng)控制在7O%左右,濕度太高時(shí)可用抽濕機(jī)除濕。在接種結(jié)束時(shí),也應(yīng)清潔接種室的地面,相對(duì)濕度太高時(shí)可以用抽濕機(jī)除濕,并定期用甲醛熏蒸。[2]

2.2.2 操作人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行實(shí)驗(yàn)操作

穿戴專用的無(wú)菌鞋、工作服、工作帽、口罩及發(fā)罩,用消毒液洗手;接種過(guò)程中不應(yīng)頻繁開啟接種室門窗;定期打掃或用甲醛熏蒸培養(yǎng)室和接種室,檢查超凈工作臺(tái)的衛(wèi)生質(zhì)量:及時(shí)處理被污染的培養(yǎng)瓶,而不應(yīng)隨意棄置,以防病菌傳播。

2.2.3 添加抗生素

植物體中的內(nèi)生細(xì)菌潛伏得較深,表面消毒無(wú)法將其消除,這種污染在外植體的初期培養(yǎng)中(前幾代的繼代培養(yǎng)),不易被肉眼察覺(jué),隨著繼代次數(shù)增加,菌量逐漸累積發(fā)展,才在培養(yǎng)基上顯現(xiàn)出來(lái)。一旦發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基被污染應(yīng)立即剔除,并對(duì)接種室和培養(yǎng)室進(jìn)行紫外燈照射或藥液熏蒸。但是,在使用抗生素時(shí)必須弄清抑制的病菌種類、使用的抗生素是否對(duì)培養(yǎng)的植物組織有不良影響以及抗生素的使用濃度和處理時(shí)間。由于能對(duì)所有微生物都有效的抗生素是不存在的,因此抗生素也不能完全代替滅菌技術(shù),而最好的方法就是將其添加在培養(yǎng)基中作為防止污染的輔助措施。

2.2.4 其他

對(duì)接種材料要嚴(yán)格把關(guān),淘汰被污染的接種材料;檢查滅菌鍋的質(zhì)量,如嚴(yán)格執(zhí)行實(shí)驗(yàn)操作后仍有污染現(xiàn)象,則應(yīng)及時(shí)檢查滅菌鍋的性能;檢查培養(yǎng)容器是否存在污染問(wèn)題,培養(yǎng)容器大多用塑料蓋、膠塞、棉塞或薄膜等封口,其中塑料蓋使用太久后易老化、密封性較差,也會(huì)造成污染。培養(yǎng)瓶要充分洗凈并消毒,滅菌后不應(yīng)放在空氣中太長(zhǎng)時(shí)間,一般于滅菌后1-2d接種為宜,以減少污染。

3 展望

在植物組培苗的工廠化生產(chǎn)過(guò)程中,由于污染造成生產(chǎn)成本偏高或產(chǎn)品不合格的情況時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重影響了組培苗的工廠化生產(chǎn)進(jìn)程,因此開展污染防治的研究顯得非常迫切。通過(guò)對(duì)組培外植體的處理和嚴(yán)格無(wú)菌操作等措施均能夠有效降低污染率,但在防治污染方面還有很多問(wèn)題需進(jìn)一步研究。目前,組織培養(yǎng)的工作不僅集中在無(wú)菌操作空間、無(wú)菌培養(yǎng)空間及高效抗生素的獲得上,開創(chuàng)新的組織培養(yǎng)方法及培養(yǎng)條件也是研究的重點(diǎn)領(lǐng)域之一,總而言之,控制或降低污染率是植物組織培養(yǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,同時(shí)也是組織培養(yǎng)工作效率高低的重要指標(biāo)之一。從組織培養(yǎng)的全過(guò)程來(lái)看,每一環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)污染,為了實(shí)現(xiàn)低污染率在組織培養(yǎng)中除了加強(qiáng)無(wú)菌意識(shí),提高無(wú)菌操作各環(huán)節(jié)的技術(shù)規(guī)程外,還要注重?zé)o菌操作訓(xùn)練,提高操作水平,同時(shí)在培養(yǎng)基中針對(duì)性的加入抑菌劑、抗菌素。[3]

植物組織培養(yǎng)論文:植物組織培養(yǎng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)與考核的創(chuàng)新

摘要 以植物組織培養(yǎng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)課為例,從教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、考核方式等細(xì)節(jié)進(jìn)行創(chuàng)新,通過(guò)分析改革效果,表明創(chuàng)新該課程可調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,增強(qiáng)其意志品質(zhì),同時(shí)還分析了改革的不足之處及下一步對(duì)策。

關(guān)鍵詞 植物組織培養(yǎng)技術(shù);教學(xué);考核;創(chuàng)新

植物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展已有100多年的歷史,該項(xiàng)技術(shù)的誕生、發(fā)展也催生了生物技術(shù)的快速發(fā)展[1]。

安徽科技學(xué)院是安徽省首批應(yīng)用型本科示范性建設(shè)高校,大力提高本科教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才是學(xué)校的根本任務(wù)和目標(biāo)。根據(jù)《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課程實(shí)踐性強(qiáng)、與理論結(jié)合緊密的特點(diǎn),2010年對(duì)2008級(jí)農(nóng)藝教育專業(yè)2個(gè)班共77名學(xué)生開展了對(duì)該門課程教學(xué)模式、考核方法改革創(chuàng)新的嘗試,同學(xué)期的89名同學(xué)仍然以講授、操作驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為參照,探索改革創(chuàng)新的優(yōu)點(diǎn)與不足,為進(jìn)一步改革創(chuàng)新提供思路。

1 設(shè)計(jì)與實(shí)施研究性教學(xué)內(nèi)容

研究性教學(xué)的特征之一是教學(xué)內(nèi)容的綜合性[2-3]。以《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課為例,對(duì)比研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可知,前4個(gè)項(xiàng)目是需要學(xué)生掌握的是基本實(shí)驗(yàn)操作技術(shù),即要求學(xué)生了解移液器、高溫消毒器、電子天平及刀剪鑷滅菌器等組培常用儀器的使用方法,明確最常用的MS基本培養(yǎng)基母液及常用的激素的用途、配制方法及使用濃度,通過(guò)掌握1個(gè)最常見(jiàn)的培養(yǎng)基配方的配制及滅菌操作,同時(shí)結(jié)合掌握外植體滅菌及無(wú)菌操作,了解植物組織培養(yǎng)一整套的基本操作程序(表1)。

下一步實(shí)施中,將77名學(xué)生分為16組,每組4~5人,在4位經(jīng)驗(yàn)豐富的實(shí)驗(yàn)教師指導(dǎo)下,查詢國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料,由學(xué)生自主選擇植物,按照3條技術(shù)路線的1條具體實(shí)施(圖1)。

2 創(chuàng)新考核方式

對(duì)進(jìn)行研究性實(shí)驗(yàn)的2008級(jí)農(nóng)藝教育專業(yè)2個(gè)班,重新制定了學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定方法。一是增加了隨堂考核環(huán)節(jié)。為了讓學(xué)生牢固掌握組培的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),在講解完《培養(yǎng)基配制與滅菌》章節(jié)的內(nèi)容后,立即給各小組發(fā)放1張有不同配方的紙條,要求各小組在10 min內(nèi)完成配方內(nèi)各類元素及激素、瓊脂、蔗糖的計(jì)算,錯(cuò)誤的組別扣除一定的平時(shí)分,并要求其重新計(jì)算直到正確為止。二是將平時(shí)的觀察次數(shù)列入考核項(xiàng)目。由于《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及到植物在離體條件下生長(zhǎng)的各環(huán)節(jié),需要多觀察、多分析,故設(shè)定該環(huán)節(jié),亦是為了讓學(xué)生能及時(shí)掌握質(zhì)量性狀(顏色、是否污染等)和數(shù)量性狀(增殖苗數(shù)、生根數(shù)等)的統(tǒng)計(jì)方法、鍛煉其試驗(yàn)的認(rèn)真態(tài)度,通過(guò)對(duì)不同現(xiàn)象的分析和探索,加強(qiáng)師生之間的交流。三是整體和個(gè)體相結(jié)合的全面考核環(huán)節(jié)。除了有實(shí)驗(yàn)報(bào)告和總結(jié)之外,為了更好地了解每個(gè)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)情況,在學(xué)期結(jié)束時(shí)首先安排各組組長(zhǎng)全面總結(jié)、陳述該組實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、遇到的問(wèn)題、解決的方法以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果,進(jìn)而由教師對(duì)每位同學(xué)就實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題進(jìn)行隨機(jī)提問(wèn),視學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的熟悉程度、回答問(wèn)題情況進(jìn)行綜合評(píng)判,給出實(shí)驗(yàn)成績(jī),每組由2位老師把關(guān),取其分?jǐn)?shù)進(jìn)行平均,即得出該同學(xué)的最終實(shí)驗(yàn)成績(jī)(表2)。

3 創(chuàng)新效果評(píng)價(jià)

鑒于實(shí)驗(yàn)評(píng)分的人為性及2種教學(xué)方式的巨大差異性,從真正掌握理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作角度考慮,以不同年份、不同班級(jí)的同一份期末試卷為標(biāo)準(zhǔn),期望通過(guò)縱向和橫向?qū)Ρ龋镁砻娉煽?jī)反映出2種教學(xué)方式的差異。

由表3可知,進(jìn)行縱向比較,3年中成績(jī)以2010年的平均成績(jī)最高,達(dá)80.30分,優(yōu)秀比率最多,達(dá)20.51%,不及格率最低,為3.21%,個(gè)人最高成績(jī)出現(xiàn)在2009年,最低成績(jī)出現(xiàn)在2011年。對(duì)2010年進(jìn)行橫向比較,開展研究性教學(xué)班級(jí)的平均分為80.60分,而驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的班級(jí)僅為80.07分,說(shuō)明2010年的總體80.30分的平均分的貢獻(xiàn)主要來(lái)源于開展研究性實(shí)驗(yàn)的班級(jí),且其不及格率僅為2.99%,但其優(yōu)秀人數(shù)要低于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)班級(jí)。說(shuō)明經(jīng)過(guò)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、探索的過(guò)程,有助于學(xué)生更加熟練掌握組培的流程,清楚理論課上的定義、步驟在具體實(shí)驗(yàn)中的重現(xiàn)以及各項(xiàng)操作的注意事項(xiàng)、每個(gè)步驟的意義,但同時(shí)由于每組僅實(shí)施3種不同技術(shù)路線的1個(gè),忽視了其他2條路徑特定環(huán)節(jié)的操作細(xì)節(jié),因而出現(xiàn)了平均成績(jī)較高但成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生比例不多的現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

研究性教學(xué)是讓學(xué)生在獨(dú)立的探索、思考和實(shí)踐的研究過(guò)程中吸收知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題[4]。其改革的目的是強(qiáng)調(diào)學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)探索、思考、實(shí)踐的過(guò)程,因而具有更高的挑戰(zhàn)性。從現(xiàn)場(chǎng)考核、實(shí)驗(yàn)操作、卷面成績(jī)等方面都反映出新的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方法所產(chǎn)生出的可喜效果。一是調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的積極性,提高了學(xué)生動(dòng)手能力及團(tuán)隊(duì)意識(shí)。研究性教學(xué)所涉及的實(shí)驗(yàn)路線是一個(gè)完整的組培過(guò)程,學(xué)生在具體實(shí)施前會(huì)查詢國(guó)內(nèi)外資料,自我設(shè)計(jì)配方并配制,定期觀察結(jié)果、分析并解決問(wèn)題。經(jīng)過(guò)上述鍛煉,組內(nèi)學(xué)生之間會(huì)加強(qiáng)相互溝通,從自身的認(rèn)知度來(lái)闡述出現(xiàn)問(wèn)題的原因及解決的途徑,調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的積極性,提高了自身動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。二是增強(qiáng)學(xué)生的意志品質(zhì),加強(qiáng)師生交流。對(duì)首次接觸《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)生來(lái)說(shuō),其難點(diǎn)集中于外植體污染、合適培養(yǎng)基和激素配方的篩選、煉苗等環(huán)節(jié)。多數(shù)組別在解決外植體污染問(wèn)題時(shí)至少要經(jīng)過(guò)2~3次的實(shí)驗(yàn),對(duì)學(xué)生的意志品質(zhì)有了更高的要求,且通過(guò)在解決問(wèn)題時(shí)主動(dòng)與指導(dǎo)教師及時(shí)溝通,加強(qiáng)了師生之間的交流,明晰問(wèn)題出現(xiàn)的原因、解決途徑并進(jìn)行總結(jié)。因而,在此過(guò)程中,指導(dǎo)教師不再是單純的知識(shí)傳授者,而是學(xué)生學(xué)習(xí)的引領(lǐng)者、參與者和學(xué)習(xí)顧問(wèn)。

另外,實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的創(chuàng)新中也反映出一些問(wèn)題,一是時(shí)間設(shè)置較短。基于植物生長(zhǎng)規(guī)律,近2/3組別只完成了實(shí)驗(yàn)路線中1/2,僅有2組完成了全部?jī)?nèi)容環(huán)節(jié)。二是部分同學(xué)存在“搭便車”現(xiàn)象[5]。通過(guò)實(shí)驗(yàn)考核環(huán)節(jié),發(fā)現(xiàn)少數(shù)同學(xué)不能回答本組實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題,甚至個(gè)別同學(xué)無(wú)法說(shuō)出培養(yǎng)基和激素配制的步驟,反映其只是掛名,參與度較低、責(zé)任心較差。三是考核環(huán)節(jié)需細(xì)化。此次考核系通過(guò)2位老師隨機(jī)提問(wèn)來(lái)了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握程度,并未細(xì)化學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作、配方配制、國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展的了解。上述問(wèn)題可以分別通過(guò)選擇組培周期短的植物、延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間、平時(shí)加強(qiáng)與每一位參與學(xué)生的交流及根據(jù)重要性給各考核環(huán)節(jié)分別賦分的方式予以解決,同時(shí)這也對(duì)指導(dǎo)教師提出了更高的要求,即及時(shí)更新和拓寬知識(shí)面、不斷提高科研水平。

植物組織培養(yǎng)論文:“植物組織培養(yǎng)和動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)”專題突破

一、考情分析

植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程及影響因素一直是高考命題的熱點(diǎn)。命題會(huì)利用信息材料為背景以圖解的形式考查有關(guān)植物組織培養(yǎng)的相關(guān)知識(shí),或結(jié)合植物育種、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)等知識(shí)進(jìn)行綜合考查。

二、復(fù)習(xí)建議

本部分題目中常出現(xiàn)操作流程圖或裝置圖,如植物組織培養(yǎng)的操作流程圖、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程圖等,復(fù)習(xí)過(guò)程中要注意運(yùn)用列表比較的方法分析不同技術(shù)手段的異同點(diǎn),注意掌握各種技術(shù)手段中的特殊點(diǎn)和關(guān)鍵環(huán)節(jié);要善于識(shí)別這些圖解,要知道圖中所表示的物質(zhì)、結(jié)構(gòu)和過(guò)程,知道每個(gè)環(huán)節(jié)的操作要點(diǎn),并對(duì)一些現(xiàn)象進(jìn)行正確分析。

三、知識(shí)梳理

(一)植物組織培養(yǎng)

1.原理:植物細(xì)胞具有全能性。

2.過(guò)程。

3.植物組織培養(yǎng)過(guò)程的幾點(diǎn)說(shuō)明。

(1)外植體的選擇與制備。

①選擇外植體時(shí),由于外植體的脫分化難易因植物種類、器官來(lái)源及生理狀況的不同而有很大差異,因此,選擇哪些作為外植體應(yīng)注意。一般來(lái)講,煙草、胡蘿卜、植物的花和幼嫩的組織脫分化相對(duì)較易,而植物的莖、葉和成熟的老組織則較難。

②制備外植體首先要消毒,其次要選取有形成層(形成層細(xì)胞易脫分化)的部分。

(2)嚴(yán)格的無(wú)菌條件。

植物組織培養(yǎng)用的培養(yǎng)基含有植物生長(zhǎng)發(fā)育所需要的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)同樣為細(xì)菌等微小的生物提供了適合的營(yíng)養(yǎng)。在這種培養(yǎng)基上,細(xì)菌等微小的生物比植物細(xì)胞具有更強(qiáng)的新陳代謝能力,它們比植物細(xì)胞生長(zhǎng)、繁殖得更快,而且它們會(huì)產(chǎn)生毒素,使培養(yǎng)的植物細(xì)胞很快中毒死亡。因此,植物組織培養(yǎng)要想取得成功,必須有效地防止細(xì)菌等的污染,保證培養(yǎng)材料、培養(yǎng)基、培養(yǎng)用具嚴(yán)格無(wú)菌。

(3)完全的營(yíng)養(yǎng)條件。

離體的植物細(xì)胞失去了植物的自養(yǎng)能力,所以需要為其提供包括水、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)、維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

(4)光照條件。

離體的植物細(xì)胞、組織和器官脫分化形成愈傷組織時(shí),需避光處理;而愈傷組織再分化形成植物幼苗時(shí),需光照處理。

(5)激素調(diào)控。

①生長(zhǎng)素類含量>細(xì)胞分裂素類含量:誘導(dǎo)植物組織脫分化和根原基形成。

②生長(zhǎng)素類含量<細(xì)胞分裂素類含量:誘導(dǎo)愈傷組織再分化和芽原基形成。

③赤霉素類:促進(jìn)分化的叢芽和小植株快速生長(zhǎng)。

【易混警示】分化、脫分化、再分化。

比較內(nèi)容脫分化再分化分化過(guò)程外植體愈傷組織愈傷組織幼苗形成體

特點(diǎn)排列疏松、高度液泡化的薄壁細(xì)胞有根、芽需要條件a.離體;b.適宜的營(yíng)養(yǎng);c.生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素的比例適中;d.不需光a.離體;b.適宜的營(yíng)養(yǎng);c.生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素的比例高(或低)誘導(dǎo)生根(或生芽);d.光照在個(gè)體發(fā)育中,相同細(xì)胞的后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生差異的過(guò)程,具有普遍性、持久性、穩(wěn)定性和不可逆性;分化的結(jié)果是形成不同的組織器官,幫助個(gè)體完成正常的生長(zhǎng)發(fā)育4.植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用。

(1)植物繁殖的新途徑。

①微型繁殖。

實(shí)質(zhì)植物組織培養(yǎng)原理植物細(xì)胞的全能性條件培養(yǎng)基中加入細(xì)胞生命活動(dòng)所需的水、礦質(zhì)元素和小分子有機(jī)物,還有激素,更重要的是所有加入的物質(zhì)必須是無(wú)菌的,操作過(guò)程必須是在無(wú)菌條件下操作,這樣繁殖的幼苗才是無(wú)毒的微型繁殖

技術(shù)的

優(yōu)點(diǎn)a.能保持親本的一切優(yōu)良性狀,子代個(gè)體具有的遺傳物質(zhì)與親本一樣

b.選材少,培養(yǎng)周期短,繁殖率高

c.不受自然生長(zhǎng)季節(jié)的限制,便于自動(dòng)化管理,有利于進(jìn)行工廠化培養(yǎng)范圍作物脫毒,人工種子中的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽的獲得采用的技術(shù)均是微型繁殖②作物脫毒:a.解決方法:切取一定大小的莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng),再生的植株就有可能不帶病毒,從而獲得脫毒苗。b.理論基礎(chǔ):植物分生區(qū)附近病毒極少,甚至無(wú)病毒。c.特點(diǎn):繁殖速度快;幼苗遺傳背景均一;不受季節(jié)和地區(qū)限制。

③人工種子(如下圖)。

人工種子主要由三部分組成:

a.胚狀體(分生組織),它相當(dāng)于天然種子的胚,是有生命的物質(zhì)結(jié)構(gòu);

b.供胚狀體維持生命力和保證其在適宜的環(huán)境條件下生長(zhǎng)發(fā)育的“人工胚乳”;

c.具有保護(hù)作用的“人工種皮”。

【特別提醒】人工種皮是保證包裹在其中的胚狀體順利生長(zhǎng)發(fā)育成小植株的關(guān)鍵部分,針對(duì)植物種類和土壤等條件,在人工種子的包裹劑中還可以加入適量的養(yǎng)分、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等。為了促進(jìn)胚狀體的生長(zhǎng)發(fā)育,還可以向人工種皮中加入一些植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。

(2)作物新品種的培育。

①單倍體育種:花藥離體培養(yǎng)過(guò)程就是植物組織培養(yǎng)過(guò)程。

a.原理:整個(gè)單倍體育種過(guò)程的原理是染色體變異,其中的花藥離體培養(yǎng)是利用細(xì)胞的全能性。

b.過(guò)程:通過(guò)花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株,染色體加倍后當(dāng)年可得到穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種,極大地縮短了育種年限。如下圖:

花藥離體培養(yǎng)單倍體幼苗種水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍純合子

②突變體的利用。

a.來(lái)源:植物組織培養(yǎng)過(guò)程中,由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷分生狀態(tài),容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變,從這些突變的個(gè)體中可以篩選出對(duì)人們有用的個(gè)體,培育新品種。如下圖:

b.實(shí)質(zhì):植物組織培養(yǎng)。

c.形成原因:培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷分生的狀態(tài),容易受外界一些條件的影響而發(fā)生突變。

③細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn):可以利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)某些細(xì)胞產(chǎn)物,如蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。

【易混警示】單倍體育種和突變體利用的比較。

項(xiàng)目原理優(yōu)點(diǎn)成果單倍體

育種染色體變異明顯縮短育種年限單育1號(hào)煙草品種,11號(hào)水稻和京花1號(hào)小麥品種等突變體

利用基因突變產(chǎn)生新基因,大幅度改良某些性狀抗花葉病毒的甘蔗;抗鹽堿的野生煙草等(二)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)

1.概念:從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織,將它分散成單個(gè)細(xì)胞,然后,放在適宜的培養(yǎng)基中,讓這些細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖。

2.操作流程。

3.過(guò)程解讀。

(1)原理:細(xì)胞增殖。

(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的條件。

①充足的營(yíng)養(yǎng)供給――微量元素、無(wú)機(jī)鹽、糖類、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、血清等。

②適宜的溫度、適宜的pH。

③氣體環(huán)境:O2、CO2。

④無(wú)菌、無(wú)毒環(huán)境培養(yǎng)液和培養(yǎng)用具殺菌消毒

培養(yǎng)過(guò)程加抗生素殺菌

定期更換培養(yǎng)液,清除代謝產(chǎn)物

(3)動(dòng)物細(xì)胞要分散成單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)的原因:分散成單個(gè)細(xì)胞、細(xì)胞群(團(tuán))后容易培養(yǎng),細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)容易供應(yīng),其代謝廢物容易排出;而用大塊組織培養(yǎng)時(shí),內(nèi)部細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)和代謝廢物的排出都較困難,因此,這些細(xì)胞在體外長(zhǎng)時(shí)間的生存和生長(zhǎng)就較困難。同時(shí),分散成單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng),可使得在細(xì)胞水平操作的其他技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。

(4)選取幼齡動(dòng)物的組織、器官作為材料的原因:動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí),一般選取幼齡動(dòng)物的組織、器官,其細(xì)胞的分化程度較低,增殖能力強(qiáng),有絲分裂旺盛,容易培養(yǎng)。

(5)胰蛋白酶在培養(yǎng)過(guò)程中的作用及與原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的聯(lián)系。

原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)一般均需對(duì)細(xì)胞進(jìn)行胰蛋白酶細(xì)胞分散處理,區(qū)分兩種“培養(yǎng)”的關(guān)鍵是看用胰蛋白酶處理的對(duì)象。

①第一次:用胰蛋白酶對(duì)剪碎的動(dòng)物組織進(jìn)行處理,分散后培養(yǎng),即為原代培養(yǎng)。

②第二次:細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中出現(xiàn)接觸抑制,用胰蛋白酶使其從瓶壁上脫離下來(lái),分散到多個(gè)培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng),即為傳代培養(yǎng)。

(6)細(xì)胞貼壁和接觸抑制。

懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上,稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞數(shù)目不斷增多,當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到表面相互接觸時(shí),細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。

4.植物組織培養(yǎng)與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的比較。

比較項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)培養(yǎng)基的物

理性質(zhì)固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基(合成培養(yǎng)基)原理細(xì)胞的全能性細(xì)胞的增殖培養(yǎng)的成分水、礦質(zhì)元素、維生素、蔗糖、氨基酸、瓊脂等葡萄糖、氨基酸、無(wú)機(jī)鹽、維生素、動(dòng)物血清等結(jié)果新的植株或組織新的細(xì)胞系或細(xì)胞株目的①苗木的快速繁殖;②培養(yǎng)無(wú)病毒植株;③生產(chǎn)藥物、香料等;④制備人工種子;⑤單倍體育種獲得細(xì)胞或細(xì)胞的產(chǎn)物(如單克隆抗體)取材植物細(xì)嫩的部位或花藥等動(dòng)物胚胎或出生不久的幼齡動(dòng)物的器官或組織其他條件均為無(wú)菌操作,需要適宜的溫度、pH、O2等條件【特別提醒】①兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過(guò)程中都進(jìn)行了有絲分裂,都是無(wú)性繁殖,都可稱克隆,都不涉及減數(shù)分裂。

②植物組織培養(yǎng)最終產(chǎn)生新個(gè)體,體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性;動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生大量細(xì)胞,不形成新個(gè)體,故不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。

【易混警示】原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)的辨析。

原代培養(yǎng)傳代培養(yǎng)可有兩種表述:a.細(xì)胞懸液第一次在瓶中培養(yǎng),沒(méi)有分瓶培養(yǎng)之前的細(xì)胞培養(yǎng);b.第1代細(xì)胞的培養(yǎng)與傳10代以內(nèi)的細(xì)胞培養(yǎng)同樣有兩種表述:a.細(xì)胞懸液培養(yǎng)一段時(shí)間后,分瓶再進(jìn)行的細(xì)胞培養(yǎng);b.傳10代以后的細(xì)胞培養(yǎng)四、典例展示

例1.通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以快速繁殖、生產(chǎn)藥物及培育無(wú)病毒的植物等。據(jù)圖甲、表乙回答問(wèn)題。

離體的植物器官、組織或細(xì)胞①愈傷組織②胚狀體培養(yǎng)植物體

圖甲植物組織培養(yǎng)過(guò)程

表乙:植物的花芽分別在含有不同比例的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)狀況

A組B組C組D組E組生長(zhǎng)素03ppm3ppm0.03ppm0細(xì)胞分裂素00.2ppm0.002ppm1.0ppm0.2ppm花芽生

長(zhǎng)狀況仍是組

織切塊形成愈

傷組織愈傷組織

分化出根愈傷組織分

化出嫩芽稍生長(zhǎng)(1)離體的植物器官、組織或細(xì)胞能夠被培養(yǎng)成新的植物體的原因是。

(2)用植物組織培養(yǎng)方法誘導(dǎo)離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀體結(jié)構(gòu),若包裹上人造種皮,制成人工種子,可能解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問(wèn)題。胚狀體來(lái)源于離體的植物體細(xì)胞,其形成過(guò)程中要經(jīng)過(guò)的生理變化大體上是圖甲中[]和[]過(guò)程,在此過(guò)程中被培養(yǎng)的細(xì)胞始終受的調(diào)節(jié)([]內(nèi)填序號(hào))。

(3)應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)莖尖或根尖組織可獲得無(wú)病毒植株,其原因是。

(4)從表乙的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出:生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是實(shí)驗(yàn)中的兩種重要物質(zhì)。其中,新芽形成必需的條件是;而在培養(yǎng)形成完整新個(gè)體過(guò)程中,對(duì)它們的調(diào)控關(guān)鍵是。

解析:(1)植物組織培養(yǎng)的原理是細(xì)胞的全能性。(2)①是脫分化,得到愈傷組織,②是再分化,得到胚狀體。(3)植物的根尖或莖尖分裂快,病毒尚未來(lái)得及侵染。培養(yǎng)莖尖或根尖組織可獲得無(wú)病毒植株。(4)由表乙D組看出,細(xì)胞分裂素的濃度大于生長(zhǎng)素的濃度,脫分化出嫩芽。在不同培養(yǎng)期,細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素的濃度和比例不同,分化的器官就不同,在組織培養(yǎng)過(guò)程中,其濃度和比例非常關(guān)鍵。

答案:(1)植物細(xì)胞的全能性(2)①脫分化②再分化植物激素(3)植物的莖尖或根尖很少被病毒感染,甚至無(wú)病毒(4)細(xì)胞分裂素的濃度大于生長(zhǎng)素的濃度適當(dāng)調(diào)控好不同培養(yǎng)期的培養(yǎng)基中細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素的濃度和它們的比例

例2.(2014?甘肅秦安一中第一次檢測(cè)卷)某研究小組為測(cè)定藥物對(duì)體外培養(yǎng)細(xì)胞的毒性,準(zhǔn)備對(duì)某種動(dòng)物的肝腫瘤細(xì)胞(甲)和正常肝細(xì)胞(乙)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)。下列說(shuō)法不正確的是()

A.在利用兩種肝組織塊制備肝細(xì)胞懸液時(shí),也可用胃蛋白酶處理

B.為了防止細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中細(xì)菌的污染,可向培養(yǎng)液中加入適量的抗生素

C.細(xì)胞培養(yǎng)應(yīng)在含5%CO2的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行,CO2的作用是維持培養(yǎng)液的pH

D.將數(shù)量相等的甲、乙細(xì)胞分別置于相同適宜條件下培養(yǎng),一段時(shí)間后,會(huì)觀察到甲細(xì)胞的數(shù)量比乙細(xì)胞的數(shù)量多

解析:胃蛋白酶最適pH是1.5,而一般細(xì)胞培養(yǎng)在pH是6.5~8.0,所以不能用胃蛋白酶處理,A項(xiàng)錯(cuò)誤。抗生素可以有效抑制細(xì)菌的繁殖,所以可以加入適量抗生素,B項(xiàng)正確。細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,5%CO2的作用是調(diào)節(jié)細(xì)胞培養(yǎng)液的pH值,故C項(xiàng)正確。因?yàn)楦文[瘤細(xì)胞在適宜條件下具有無(wú)限增殖的能力,而普通細(xì)胞沒(méi)有此特性,所以D項(xiàng)正確。

答案:A

例3.回答下列有關(guān)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的問(wèn)題。

(1)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長(zhǎng)到細(xì)胞表面時(shí),細(xì)胞會(huì)停止分裂增殖,這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的。此時(shí),瓶壁上形成的細(xì)胞層數(shù)是。要使貼壁的細(xì)胞從瓶壁上分離下來(lái),需要用酶處理,可用的酶是。

(2)隨著細(xì)胞傳代次數(shù)的增多,絕大部分細(xì)胞分裂停止,進(jìn)而出現(xiàn)的現(xiàn)象;但極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖,其中有些細(xì)胞會(huì)因遺傳物質(zhì)發(fā)生改變而變成細(xì)胞,該種細(xì)胞的黏著性,細(xì)胞膜表面蛋白質(zhì)(糖蛋白)的量。

(3)現(xiàn)用某種大分子染料,對(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色時(shí),觀察到死細(xì)胞被染色,而活細(xì)胞不被染色,原因是。

(4)檢查某種毒物是否能改變細(xì)胞染色體的數(shù)目,最好選細(xì)胞分裂到期的細(xì)胞用顯微鏡進(jìn)行觀察。

(5)在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,通常在條件下保存細(xì)胞。

解析:(1)在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中,細(xì)胞會(huì)表現(xiàn)出接觸抑制現(xiàn)象,此時(shí)是單層細(xì)胞。用胰蛋白酶可以使貼壁細(xì)胞從瓶壁上分離開來(lái)。(2)隨著細(xì)胞傳代培養(yǎng)代數(shù)的增多,絕大部分細(xì)胞分裂停止,進(jìn)而出現(xiàn)衰老甚至死亡的現(xiàn)象,但極少數(shù)細(xì)胞可以連續(xù)增殖,有些細(xì)胞會(huì)因遺傳物質(zhì)改變而變成不死性細(xì)胞。(3)由于活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性,大分子染料不能進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi),而死細(xì)胞的細(xì)胞膜喪失選擇透過(guò)性,大分子染料能夠進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi)而著色。(4)由于細(xì)胞分裂中期染色體形態(tài)固定、數(shù)目清晰,因此可作為顯微鏡觀察染色體數(shù)目的最佳時(shí)期。(5)冷凍或超低溫、液氮條件下,細(xì)胞中酶的活性降低,細(xì)胞新陳代謝的速率降低,故適宜保存細(xì)胞。

答案:(1)相互接觸接觸抑制單層(或一層)胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡不死性(大大)降低減少(3)由于活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性,大分子染料不能進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi),故活細(xì)胞不被染色(或由于死細(xì)胞的細(xì)胞膜喪失了選擇透過(guò)性,大分子染料能夠進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi))(4)中(5)冷凍(或超低溫、液氮)

五、鞏固訓(xùn)練

1.(2013?北京市東城區(qū)期末卷)右圖表示一定條件下將胡蘿卜的離體組織培育形成試管苗的過(guò)程。下列有關(guān)敘述不正確的是()

A.需在無(wú)菌條件下將離體組織接種到培養(yǎng)基中

B.圖中①②過(guò)程分別表示脫分化和再分化

C.利用此過(guò)程獲得的試管苗均為純合子

D.此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明分化的植物細(xì)胞仍具有全部的遺傳信息

2.植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理、培養(yǎng)過(guò)程的順序及誘導(dǎo)的植物激素分別是()

①體細(xì)胞全能性②離體植物器官、組織或細(xì)胞③根、芽④生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素⑤生長(zhǎng)素和乙烯⑥愈傷組織⑦再分化⑧脫分化⑨植物體

A.①、②⑦⑥⑧③⑨、④

B.①、②⑧⑥⑦③⑨、④

C.①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤

D.①、②⑨⑧⑥⑦③、⑤

3.下列關(guān)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述中,錯(cuò)誤的是()

A.用于培養(yǎng)的細(xì)胞多取自動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物

B.培養(yǎng)過(guò)程中需要使用胰蛋白酶等獲得細(xì)胞懸液

C.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)要保證氧氣供應(yīng),不能通二氧化碳

D.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)的培養(yǎng)基是液體培養(yǎng)基,并要加入血清

4.下列與動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)有關(guān)的表述中,不正確的是()

A.動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要無(wú)菌、營(yíng)養(yǎng)、適宜的溫度和pH等條件

B.用胰蛋白酶作用于離體的動(dòng)物組織,使其分散成單個(gè)細(xì)胞

C.放入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞的主要目的是為了滿足細(xì)胞對(duì)CO2的需求

D.細(xì)胞株一般具有恒定的染色體組型、生化特性等

5.(2013?吉林省吉林一中高三第二次摸底考試卷)植物組織培養(yǎng)是克隆植物的一種方法,過(guò)程如下圖所示,請(qǐng)回答相應(yīng)的問(wèn)題。

(1)為了獲得脫毒植株,外植體往往取自植物的花芽、葉芽等處的分生組織,其原因是。

(2)培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)基除添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外,還需要添加植物激素,其目的是誘導(dǎo)外植體。

(3)在生產(chǎn)實(shí)踐中為獲得大量的細(xì)胞產(chǎn)物,如紫杉醇,可將①放入液體培養(yǎng)基中,經(jīng)機(jī)械作用分散成單個(gè)細(xì)胞,制備成細(xì)胞浮液,再經(jīng)過(guò)即可獲得大量細(xì)胞。

(4)組織培養(yǎng)過(guò)程需要植物生長(zhǎng)和繁殖的最適條件,否則在光學(xué)顯微鏡下可能觀察到發(fā)生異常,進(jìn)而使植物出現(xiàn)遺傳不穩(wěn)定甚至不育。

(5)植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅應(yīng)用于花卉和果樹的快速大量繁殖以及脫毒植株的獲取,還廣泛用于、、等育種過(guò)程中。

6.制造人工種子的原理是在組織培養(yǎng)得到的“胚狀體”的最外面用一層有機(jī)膜包裹,并在薄膜以內(nèi)放入一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),這層膜和這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分別具有種皮和胚乳的功能(如下圖所示)。在制造過(guò)程中還可以加入某些農(nóng)藥、菌肥等。據(jù)此材料回答下列問(wèn)題:

(1)胚狀體來(lái)源于離體的植物體細(xì)胞,其形成過(guò)程中要經(jīng)過(guò)的生理變化大體上是和。在這一過(guò)程中被培養(yǎng)的細(xì)胞始終受的調(diào)節(jié)。

(2)從保證人造種子正常生命力及生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)上來(lái)看,其外部薄膜應(yīng)具有等的特點(diǎn)。

7.(2013?福建福州期中卷)下圖是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的基本過(guò)程示意圖。請(qǐng)據(jù)此回答:

(1)容器A取材于動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的原因是。

(2)容器B中一般先用酶處理,消化組織中的膠原纖維,這利用了酶的性,這樣做是為了使細(xì)胞分散開來(lái),便于細(xì)胞與充分接觸。

(3)C瓶?jī)?nèi)的培養(yǎng)為,這一時(shí)期的細(xì)胞具有恒定的、和生化特性等。

(4)為了把C瓶中的細(xì)胞分散到D瓶中,用處理,然后配制成,再分裝。

(5)在D瓶中正常培養(yǎng)了一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞全部死亡。原因是。

參考答案

1.C2.B3.C4.C

5.(1)這些部位很少受到病毒等病原體的侵害

(2)脫分化和再分化

(3)愈傷組織細(xì)胞分裂

(4)染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目

(5)植物體細(xì)胞雜交育種基因工程育種單倍體育種

6.(1)脫分化再分化植物激素

(2)半透性(透水、透氣性)和能被微生物降解

7.(1)細(xì)胞分裂旺盛

(2)胰蛋白專一培養(yǎng)液

(3)原代培養(yǎng)染色體組型病毒敏感性

(4)胰蛋白酶細(xì)胞懸浮液

(5)細(xì)胞沒(méi)有發(fā)生癌變

植物組織培養(yǎng)論文:《植物組織培養(yǎng)》教學(xué)改革探索

摘要: 《植物組織培養(yǎng)》是生物專業(yè)的必修課,也是一門系統(tǒng)性、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。為提高學(xué)生的實(shí)踐技能,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,本文從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,改革教學(xué)手段,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)考核,全面評(píng)價(jià)學(xué)生能力等方面進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞: 《植物組織培養(yǎng)》 理論教學(xué)改革 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

植物組織培養(yǎng)是指從植物體分離出符合需要的組織、器官或細(xì)胞,原生質(zhì)體等,通過(guò)無(wú)菌操作,在人工控制條件下進(jìn)行培養(yǎng),使其再生細(xì)胞或完整植株的技術(shù)。植物組織培養(yǎng)技術(shù)幾十年來(lái)得到迅速發(fā)展,已滲透到生物學(xué)科的各個(gè)領(lǐng)域,成為生物工程技術(shù)中一個(gè)重要的組成部分和基本研究手段之一[1],目前這項(xiàng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中,如利用單倍體育種,胚培養(yǎng),體細(xì)胞雜交等技術(shù)來(lái)培育植物新品種,對(duì)無(wú)性繁殖植物進(jìn)行脫毒,快速繁殖苗木,生產(chǎn)次生代謝物質(zhì),保存種質(zhì)資源等[2]。《植物組織培養(yǎng)》是生物學(xué)專業(yè)的必修課,同時(shí)也是一門理論性、實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,通過(guò)課程學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握組織培養(yǎng)的基本原理和基本技術(shù),為以后從事基礎(chǔ)研究、苗木生產(chǎn)等工作奠定基礎(chǔ)。面向21世紀(jì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代,應(yīng)樹立知識(shí)、能力、素質(zhì)并重的觀念,由只重視知識(shí)傳授向融傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力和提高素質(zhì)為一體轉(zhuǎn)變,突出素質(zhì)教育和創(chuàng)造型人才的培養(yǎng)[3-4]。因此,在新形勢(shì)下進(jìn)行課程改革,提高學(xué)生的理論水平和實(shí)踐操作技能迫在眉睫。

1.理論教學(xué)改革

《植物組織培養(yǎng)》課程內(nèi)容很多,近幾年來(lái),理論教學(xué)的學(xué)時(shí)數(shù)不斷縮減。為此需要優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,講授基本理論和基礎(chǔ)知識(shí),把內(nèi)容精簡(jiǎn)成四個(gè)教學(xué)模塊。一是實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備,主要介紹實(shí)驗(yàn)室的布局安排、所需的主要工具及儀器設(shè)備,安排在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué),既少用學(xué)時(shí)又利于學(xué)生理解,加深印象。二是培養(yǎng)基選擇和制備,使學(xué)生明確各種藥品的作用和培養(yǎng)基的配置方法。三是器官培養(yǎng),以根尖、莖尖、葉片、花瓣等器官為主要材料,講授外植體選擇和消毒處理方法,無(wú)菌接種技術(shù),培養(yǎng)產(chǎn)物的統(tǒng)計(jì)方法。四是組織培養(yǎng)的應(yīng)用,主要講授脫毒技術(shù),離體快繁技術(shù),花藥培養(yǎng)技術(shù)等。后三個(gè)模塊主要采用多媒體進(jìn)行講授。在講授中,重點(diǎn)講解原理和技術(shù),理論聯(lián)系實(shí)際,注重實(shí)用性。充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì),用豐富的圖片、視頻等進(jìn)行形象說(shuō)明。如在講解接種時(shí),把步驟分解成幾個(gè)圖片,同時(shí)附上錯(cuò)誤步驟的圖片,這樣清晰明了。并且避免一味“滿堂灌”,運(yùn)用多種教學(xué)手段,適時(shí)采用對(duì)比、總結(jié)、討論等方式,如總結(jié)各種培養(yǎng)基的特點(diǎn),對(duì)比各種消毒劑的效果,討論各種外植體的消毒方法、接種方式,也安排一定的章節(jié)由學(xué)生自學(xué)或?qū)W生講解,如室內(nèi)培養(yǎng)和幼苗移栽環(huán)節(jié)。總之要充分發(fā)揮學(xué)生主體,教師主導(dǎo)的作用,調(diào)動(dòng)和激發(fā)學(xué)生的積極性和興趣,啟發(fā)學(xué)生思考,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。通過(guò)四個(gè)模塊的教學(xué)就使學(xué)生對(duì)整個(gè)組織培養(yǎng)有了系統(tǒng)的理解,為今后從事相關(guān)工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

2.1教學(xué)內(nèi)容改革

學(xué)生實(shí)驗(yàn)是《植物組織培養(yǎng)》課程的重要教學(xué)部分,其目的是使學(xué)生鞏固和加深所學(xué)理論知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、解決問(wèn)題的能力,嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的作風(fēng)。恰當(dāng)安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ年P(guān)鍵所在。開設(shè)實(shí)驗(yàn)室的布局和儀器購(gòu)置實(shí)驗(yàn),使學(xué)生能合理安排實(shí)驗(yàn)用房熟練操作常用的接種、滅菌、培養(yǎng)的儀器設(shè)備。以4人小組為單位,開設(shè)培養(yǎng)基母液和培養(yǎng)基配置及滅菌實(shí)驗(yàn),要求小組能熟練進(jìn)行藥品的稱量,倍數(shù)換算,滅菌。最后小組內(nèi)交流經(jīng)驗(yàn),達(dá)到人人勝任的要求。開設(shè)接種實(shí)驗(yàn),學(xué)生在接種后標(biāo)記姓名,統(tǒng)計(jì)污染率,鍛煉學(xué)生的無(wú)菌操作能力,要求人人過(guò)關(guān)。以上實(shí)驗(yàn)屬于基礎(chǔ)技能培養(yǎng)。我們還開設(shè)能力提升實(shí)驗(yàn),以4人或8人小組為單位,開設(shè)2種植物的離體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。具體做法是小組成員確定培養(yǎng)材料,學(xué)生可自由選擇植物的葉片、花瓣、種子等材料,查閱資料確定具體培養(yǎng)方案,包括設(shè)計(jì)培養(yǎng)基類型,消毒劑種類和消毒時(shí)間,和指導(dǎo)教師商討后開始實(shí)施。教師全程跟蹤,指導(dǎo)學(xué)生操作。本實(shí)驗(yàn)提高了學(xué)生興趣,培養(yǎng)了學(xué)生大膽動(dòng)手、改革創(chuàng)新的能力,也鍛煉了學(xué)生的設(shè)計(jì)能力,同時(shí)這也是一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn),鍛煉了學(xué)生外植體消毒、無(wú)菌接種、培養(yǎng)等多種技能。

2.2實(shí)驗(yàn)考核改革

對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考核是評(píng)價(jià)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ姆椒ǎ彩嵌酱賹W(xué)生學(xué)習(xí)的手段之一。要求學(xué)生在課前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,理解操作步驟,并寫出報(bào)告,做到心中有數(shù),達(dá)到事半功倍的效果。教師根據(jù)學(xué)生的理解程度打分。在實(shí)驗(yàn)中,要求學(xué)生能認(rèn)真操作,相互配合,并逐一對(duì)學(xué)生的操作水平和熟練程度進(jìn)行打分,對(duì)于分?jǐn)?shù)低的學(xué)生重點(diǎn)指導(dǎo),督促其練習(xí)。要求在課下及時(shí)整理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,重點(diǎn)寫明實(shí)驗(yàn)的過(guò)程,尤其是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),并著重分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,提出改進(jìn)意見(jiàn)。這種考核方式注重了學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí),操作技能,設(shè)計(jì)能力,尤其是學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力,完全改變了過(guò)去只注重實(shí)驗(yàn)報(bào)告尤其是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的考核方式。在學(xué)期末還要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考試,重點(diǎn)是考查學(xué)生的藥品配置、無(wú)菌操作等基本技能。實(shí)驗(yàn)成績(jī)分?jǐn)?shù)低的學(xué)生需重新實(shí)踐,合格后才能參加期末理論考試。這一系列的措施使學(xué)生在課前進(jìn)行預(yù)習(xí),上課認(rèn)真操作,課下及時(shí)總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果,提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

組織培養(yǎng)技術(shù)發(fā)展迅速,教師要不斷探討新的教學(xué)方法才能提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。

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