师：各位同学，大家好，今天我们一起来学习植物的组织培养。通过之前的学习，我们知道植物的组织培养技术是植物细胞工程的基本技术，应用非常广泛。它既是作物新品种培育的方式之一，也是次生代谢产物的生产方法之一。今天我们以菊花为实验材料，重点学习植物组织培养的具体过程。请同学们看屏幕上的两张图片，这是两种非常名贵的菊花，一种叫十丈垂帘，一种叫绿云。在自然条件下，菊花繁殖速度慢，受季节影响大，且后代质量不稳定。那么在现实生产中如何解决这两个问题呢？

　　生：可以采用植物的组织培养技术，因为它是植物快速繁殖的方法之一，后代遗传了亲代的遗传特性，质量比较稳定。

　　师：非常好。那么植物组织培养技术如何实现从一个组织或细胞发育成一个植物体呢？请同学们根据必修一所学的胡萝卜经组织培养产生完整植株的示意图，说一说菊花组织培养的基本过程。

　　生：首先要获得外植体，也就是离体的菊花组织、器官或者细胞，经过脱分化形成愈伤组织，再通过再分化使它长出丛芽、生根，最终变成一个植物体，最后经过移栽成活。

　　师：没错。那植物组织细胞为什么经过植物组织培养能够发育成一株完整的植株呢？这实际上与细胞的全能性有关。请同学们回忆一下关于细胞全能性的相关知识，说一说细胞全能性的定义、原因以及实现的条件。

　　生：细胞全能性是指细胞具有分化出各种细胞，最终形成完整个体的潜能。细胞具有全能性是因为生物体的每一个细胞都含有该物种全套的遗传信息，也就是遗传物质。实现细胞全能性需要三个条件：第一要脱离母体，成为外植体；第二在整个操作中要无菌控制，还要适当地使用植物激素；第三要给予适宜的营养和外界条件。

　　师：很好。学习了这么多关于植物组培的基本知识后，我们来研究一下，对于菊花来讲，什么部位更适合作为外植体呢？请同学们看这张表格。大家发现我们这里共选取了菊花的3种部位，即带芽的近端、节间中段以及叶片。通过图片及结果说明，大家发现叶片最终形成的愈伤组织并没有很多能形成植株，而是死亡。而带芽的茎段以及节间中段都可以形成植物体，但是节间中段不仅能形成植物体，并且在植物组培的过程中，脱分化和再分化的过程非常明显。所以我们可以得出，节间中段最适合作为外植体进行菊花的组织培养。那么当我们选定节间中段作为外植体，它有哪些优点呢？

　　生：第一，节间中段细胞分化程度比较低，组织培养的成功率就比较高。第二，节间中段属于幼嫩的组织，带有杂菌比较少，这样可以降低初代培养时的污染率。

　　师：非常正确。材料选好以后，我们要对它进行培养，接下来一起学习具体的实验操作过程。我将具体的操作过程凝炼为六个字：制、消、接、生、炼、移。“制”即制备Ms固体培养基；“消”即对外植体进行消毒；“接”即将外植体接种到Ms固体培养基上；“生”即让它长出根和芽；“炼”即炼苗；“移”即最终移栽。我们详细看每一个过程，先看第一个过程，制备Ms培养基。在制备培养基的时候，请同学们分析一下我下面的这张表格，说一说配置培养基的成分时需要关注些什么呢？我们一起来分析，通过这张表格大家发现我们整个的实验分成了两组，第一组添加了6 - BA和NAA这两种激素，第二组没有激素。来看一下最终的实验结果，在第一组添加植物激素以后，脱分化、再分化的过程明显，并且成功率比较高，而没有添加激素的这一组，大部分的茎段也能变成幼苗。通过这两组实验，我们能得出什么结论呢？

　　生：在采用菊花作为实验材料进行植物组培的时候，实际上可以不使用植物激素，但是当使用植物激素的时候，它的成功率以及脱分化和再分化的过程比较明显。

　　师：对。所以在进行植物组织培养技术实验时，我们首先要考虑6 - BA和NAA这样的一些植物激素的使用。好，请同学们看一下屏幕上给出的三种培养基的配方，请同学们根据下面的要求说一说在诱导形成愈伤组织的时候，我们会选用哪一种培养基呢？若要诱导形成丛芽，又应该选择哪一种培养基呢？这实际上关乎植物激素的使用种类以及它们不同的比例对植物组织培养过程的影响。请同学们先看这张表格。通过这张表格大家发现，如果先使用生长素，后使用细胞分裂素，有利于细胞的分裂，但细胞不分化；如果先使用细胞分裂素，后使用生长素，细胞既会分裂也会分化；两者同时使用的时候，生长素的比例高于细胞分裂素，有利于根的分化；生长素的比例小于细胞分裂素的时候，有利于芽的分化而抑制根的分化；当生长素和细胞分裂素比例相当的时候，促进愈伤组织的生长。那么大家应该能选出相应的配方了吧。在这里我们总结一下，在配置好的培养基中，常常需要添加植物激素，而且要注意添加的比例。生长素的用量比细胞分裂素多，有利于根的分化，抑制芽的形成；比例适中时，促进愈伤组织的生长；比例低的时候，有利于芽的分化而抑制根的形成。关于Ms培养基，大家还需要关注另外一个问题，即Ms培养基在配置过程中涉及母液的配置，为什么要配置母液呢？请同学们看这张表格，大家会发现在1升Ms培养基中，需要的元素种类非常多，大量元素的量比较大，但是其中的微量元素比较少，用普通的天平很难将它称出来，这给我们的称量及接下来的溶解造成了很大麻烦。所以我们要配置母液，母液的种类有大量元素母液、微量元素母液、铁盐母液以及有机物质母液。请同学们看老师圈出来的部分，这就是我们配置的母液。大家会发现在这张表格上，配置母液的时候，它的称取量和1升Ms培养基成分中规定量之间存在一定的比例关系。所以我们在配置好母液以后，一定要在相应的储存容器上面标注好，配置1升培养基时应该吸取的量。好了，当我们将母液配置好以后，就可以来进行Ms培养基的配置。在配置的过程中，同学们请看，我们首先要将水、琼脂、蔗糖混合热熔，再加入母液定容，调pH，再进行封装，最后进行灭菌。在这里大家发现最后一栏叫灭菌，实际上不光要对Ms培养基进行灭菌，也要对我们刚才所说的外植体进行灭菌。请同学们思考这么一个情景：用菊花的节间中段接种若干天后，发现外植体的周围出现了杂菌，而培养器的其他部位没有杂菌，在未接种的培养器上也没有发现杂菌，那么最有可能的是什么原因呢？