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文檔簡(jiǎn)介

植物組織培養(yǎng)技術(shù)李學(xué)強(qiáng)主要參考資料《植物組織培養(yǎng)》吳殿星,胡繁榮.《植物組織培養(yǎng)》陳世昌.《植物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)》孫敬三,朱至清.《植物組織培養(yǎng)教程》李浚明.《植物細(xì)胞工程實(shí)驗(yàn)技術(shù)》孫敬三,桂耀林.《植物組織培養(yǎng)手冊(cè)》顏昌敬.《實(shí)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)教程》曹孜義,劉國(guó)民《植物組織培養(yǎng)實(shí)用技術(shù)》朱建華,彭士勇

《植物細(xì)胞工程原理與技術(shù)》周維燕

《植物細(xì)胞組織培養(yǎng)》劉慶昌,吳國(guó)良1.植物組織培養(yǎng)的一般概念植物組織培養(yǎng)(planttissueculture)(廣義的):

在無(wú)菌條件下利用人工培養(yǎng)基對(duì)植物的器官、組織、細(xì)胞以及原生質(zhì)體進(jìn)行培養(yǎng),使之產(chǎn)生再生的完整植株或其它具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生物產(chǎn)品的技術(shù)。外植體(explant):由活植物體上切取下來(lái)用以培養(yǎng)的那部分組織、器官等。根據(jù)外植體的種類不同組織培養(yǎng)可分為:

器官培養(yǎng)(organculture):外植體為器官的全部或部分或器官原基

組織培養(yǎng)(tissueculture)(狹義的):外植體為植物的各部分組織

細(xì)胞培養(yǎng)(cellculture):外植體為單細(xì)胞或很小的細(xì)胞團(tuán)

原生質(zhì)體培養(yǎng)(protoplastculture):外植體為除去細(xì)胞壁的原生質(zhì)體

快速無(wú)性繁殖獲得脫毒苗

保存種質(zhì)資源

育種的手段

生產(chǎn)工業(yè)原料組培室的構(gòu)成和一般技術(shù)2.1組培室的構(gòu)成1.準(zhǔn)備室需備有的設(shè)備有:鼓風(fēng)干燥箱、落水架、工作臺(tái)、水池、水桶、水盆、試管刷等,主要用于玻璃器皿、用具和培養(yǎng)材料清洗;還需要有高壓水龍頭用于沖洗。2.滅菌室需備有高壓蒸汽滅菌裝置、細(xì)菌過(guò)濾器、用于培養(yǎng)基及培養(yǎng)器械的滅菌。3.培養(yǎng)基配制室需備有冰箱、化學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、藥品柜、器械柜、物品存放架以及各種玻璃器皿和用具,包括各種不同容積的容量瓶、燒杯、量筒、移液管、三角瓶、磨口瓶、廣口瓶、各種類型培養(yǎng)瓶、玻璃棒、移液管架、試管刷、電爐、微波爐等。4.無(wú)菌操作室(接種室)

無(wú)菌操作室在工作方便的前提下,宜小不宜大,宜精細(xì)密閉,忌粗陋放散,是植物組織培養(yǎng)研究或生產(chǎn)工作中最關(guān)鍵的部分,關(guān)系到培養(yǎng)物的污染率,接種工作效率等重要指標(biāo)。要求如下:(1)地面、天花板及四壁盡可能光潔、避免積染灰塵,易于采取各種清潔措施。(2)干爽、安靜、清潔明亮,在適當(dāng)?shù)奈恢玫跹b紫外燈1-2盞,用以經(jīng)常照射滅菌,使室內(nèi)保持良好的無(wú)菌、低密度有菌狀態(tài)。(3)最好安置一小型空調(diào)機(jī),使室內(nèi)溫度保持在26℃左右,這樣就可以在工作時(shí)或不工作時(shí)都把工作室的門窗緊閉,保持與外界相對(duì)隔絕的狀態(tài),盡量減少與外界的空氣對(duì)流,減少塵埃與微生物侵入。(4)經(jīng)常采用消毒措施,達(dá)到較高的無(wú)菌水平,以利完全操作提高工作的質(zhì)量與效率。(5)無(wú)菌室外應(yīng)留有緩沖間,進(jìn)入無(wú)菌室前在此更衣?lián)Q鞋洗手及處理外界采回準(zhǔn)備消毒培養(yǎng)的材料等。無(wú)菌操作室應(yīng)備有超凈工作臺(tái)或接種箱、固定式載物臺(tái)、移動(dòng)式載物臺(tái)、廣口瓶、酒精燈、紗布、器械支架、手術(shù)剪、解剖刀、解剖針、鑷子等。5.培養(yǎng)室應(yīng)盡量安排在樓層較高處,以利于采光,減少塵埃和雜菌污染的機(jī)會(huì)。此外應(yīng)考慮清潔、干燥,培養(yǎng)室保溫隔熱。培養(yǎng)室中距離窗戶較遠(yuǎn)處的培養(yǎng)架應(yīng)適當(dāng)安裝人工輔助照明的日光燈。應(yīng)設(shè)計(jì)能有效通風(fēng)的窗戶、定期或需要時(shí)加強(qiáng)通風(fēng)散熱,如在室內(nèi)地板稍高處設(shè)置進(jìn)風(fēng)氣窗,在氣窗的對(duì)側(cè)近天花板設(shè)置排風(fēng)窗,也可安裝小功率的排風(fēng)扇。室內(nèi)應(yīng)備有制冷設(shè)備、加熱設(shè)備、控光設(shè)備、固定式培養(yǎng)架、旋轉(zhuǎn)式培養(yǎng)架、搖床等。6.鑒定室需備有高倍顯微鏡、倒置顯微鏡、相差顯微鏡、解剖鏡、恒溫箱、切片機(jī)、烤片臺(tái)、恒溫水浴、滴瓶、染色缸、載玻片、蓋玻片等。7.馴化移植室應(yīng)備有溫室、彌霧裝置、蔭棚、移植床、缽、盆、塑料布、草炭、蛭石、粗沙等,用于試管小植株的鍛煉和移植。2.2基本設(shè)備清洗設(shè)配:冷熱水源、水槽、各種毛刷、塑料桶或盆、洗濯機(jī)、鼓風(fēng)干燥箱、防塵廚培養(yǎng)容器:培養(yǎng)皿、三角瓶、廣口瓶、試管,材質(zhì)為玻璃或塑料空調(diào)25℃±2℃人工氣候箱、培養(yǎng)箱培養(yǎng)架、光源(可控)試管架(鐵絲制成)搖床(溫光可控式搖床)多用途小車培養(yǎng)容器

材料:聚丙烯(PP)、聚碳酸脂(PC)無(wú)菌培養(yǎng)容器封口膜培養(yǎng)架槍鑷直鑷手術(shù)刀柄手術(shù)刀片手術(shù)剪接種工具滅菌器

手提式滅菌鍋立式滅菌鍋臥式圓形壓力蒸氣滅菌器單人單面超凈臺(tái)雙人水平凈化工作臺(tái)生化培養(yǎng)箱光照培養(yǎng)箱真空干燥箱干熱滅菌器洗瓶機(jī):采用清水里外沖冼,可洗廣口瓶、三角瓶。超聲波清洗器

針頭過(guò)濾器(用于組培中不耐高溫激素的過(guò)濾除菌)磁力攪拌器移液器架

移液器4910(整支可消毒系列)

2.3一般技術(shù)2.3.1玻璃器皿和塑料器皿的清洗新玻璃器皿因有游離堿性物質(zhì),使用前先用1%稀鹽酸浸泡一夜,然后用肥皂水洗凈,清水沖洗,最后用蒸餾水沖洗一次,干后備用。被污染的舊器皿滅菌洗滌,方法同新器皿,但浸泡時(shí)間可短。烘干75℃左右,口向下。貯存防塵廚洗液(重鉻酸鉀和濃硫酸混合液)浸泡2.3.2滅菌培養(yǎng)基污染來(lái)源:培養(yǎng)容器、培養(yǎng)基本身、外植體、接種室的環(huán)境、操作器械、培養(yǎng)室的環(huán)境。(1)環(huán)境滅菌表2-1培養(yǎng)基蒸汽滅菌所需的最少時(shí)間容積(ml)在121℃下所需的最少滅菌時(shí)間(min)1~20015200~1000301000~200040(2)培養(yǎng)基滅菌培養(yǎng)基裝瓶封口滅菌滅菌條件:一般條件1.06kg/cm2121℃消毒15~40min

特殊條件:溫度100℃注意:冷卻時(shí)要緩慢降溫。與熱易分解的物質(zhì)如某些生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(如GA3、IAA、ABA、玉米素)、尿素、某些維生素等不能進(jìn)行高壓滅菌。上述物質(zhì)可通過(guò)濾膜進(jìn)行滅菌,之后較如高壓滅菌后的培養(yǎng)基中(培養(yǎng)基溫度40℃)。濾膜孔徑≤0.45μm(3)玻璃器皿、塑料器皿和器械滅菌高壓蒸汽滅菌同培養(yǎng)基滅菌;塑料器皿因材料而定,聚丙烯、聚甲基戊烯、同質(zhì)異晶聚合物可以在121℃反復(fù)進(jìn)行高壓蒸汽滅菌;聚碳酸酯類每次滅菌時(shí)間不超過(guò)20min。干熱滅菌:玻璃器皿160-180℃3h;灼燒滅菌:95%酒精(4)植物材料滅菌植物材料各部分的表面都可能攜帶污染微生物,必須進(jìn)行表面滅菌。內(nèi)部感染真菌或細(xì)菌的植物材料一般棄之不用。可用各種消毒劑進(jìn)行植物組織消毒,常用消毒劑如表2-2所示。表2-2一些表面消毒劑的消毒效果消毒劑使用濃度消毒時(shí)間(min)消毒效果次氯酸鈣5%~10%5~30很好次氯酸鈉2%5~30很好過(guò)氧化氫10%~12%5~15好溴水1%~2%2~10很好硝酸銀1%5~30好氯化汞0.1%~1%2~10滿意抗生素4~50mg/g30~60相當(dāng)好注意:表面消毒劑對(duì)植物組織也是有毒的,必須正確選擇消毒劑的濃度和處理時(shí)間,以盡量減少組織的死亡??赏瑫r(shí)用兩種或多種消毒劑,如常用酒精和升汞同時(shí)處理。消毒劑里也可加幾滴表面活化劑如Triton-X、Tween-80等,以提高殺毒效果。如果外植體表面污染嚴(yán)重,需用流水沖洗1h或更長(zhǎng)時(shí)間,或先進(jìn)行室內(nèi)培養(yǎng)以得到污染輕的外植體。外植體消毒的一般步驟流水沖洗30~60min70%酒精30~60s植物組織+消毒液(帶蓋的玻璃瓶或其它容器)+(活化劑)

搖動(dòng)2~3次蒸餾水沖2~3次放入消過(guò)毒的培養(yǎng)皿中(5)接種區(qū)消毒超凈工作臺(tái)原理:電風(fēng)扇粗過(guò)濾器細(xì)過(guò)濾器(高效過(guò)濾器)濾掉0.3μm的顆粒超凈空氣吹過(guò)臺(tái)面,風(fēng)速27±3m/min,這個(gè)速度足以阻止工作區(qū)被坐在工作臺(tái)前面的所污染,所有的污染物都會(huì)被這種超凈氣流吹跑,但這種氣流不妨礙在臺(tái)面上使用酒精燈。只要超凈工作臺(tái)不停的運(yùn)轉(zhuǎn),臺(tái)面上即可保持一個(gè)無(wú)菌的環(huán)境。

初次使用應(yīng)在開動(dòng)20分鐘后再開始操作,以后開動(dòng)10分鐘即可。每次操作前,必須把所需材料全部拿進(jìn)。臺(tái)面上的東西不能阻擋氣流。3培養(yǎng)基

培養(yǎng)基是植物組織培養(yǎng)的重要條件。

在離體培養(yǎng)條件下,不同種植物的組織對(duì)營(yíng)養(yǎng)有不同的要求,甚至同一種植物不同部位的組織對(duì)營(yíng)養(yǎng)的要求也不相同,只有滿足了它們各自的特殊要求,它們才能很好地生長(zhǎng)。

因此,沒有一種培養(yǎng)基能夠適合一切類型的植物組織或器官,在建立一項(xiàng)新的培養(yǎng)系統(tǒng)時(shí),首先必須找到一合適的培養(yǎng)基,培養(yǎng)才有可能成功。3.1.1根據(jù)對(duì)培養(yǎng)基組成物質(zhì)的化學(xué)成分是否完全了解來(lái)區(qū)分3.1培養(yǎng)基的種類

可以將培養(yǎng)基分為天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基和半合成培養(yǎng)基。

天然培養(yǎng)基是指利用來(lái)自于各種動(dòng)、植物或微生物的原料配制而成的培養(yǎng)基,不能確切知道它的化學(xué)成分,穩(wěn)定性常受原材料等因素的影響。1)天然培養(yǎng)基

合成培養(yǎng)基是一類化學(xué)成分和數(shù)量完全知道的培養(yǎng)基,它是用已知化學(xué)成分的化學(xué)藥品配制而成。這類培養(yǎng)基化學(xué)成分精確、重復(fù)性強(qiáng)。

2)合成培養(yǎng)基

在合成培養(yǎng)基中,加入某種或幾種天然成分;或者在天然培養(yǎng)基中,加入一種或幾種已知成分的化學(xué)藥品即成半合成培養(yǎng)基。3)半合成培養(yǎng)基

可以分為固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基和半固體培養(yǎng)基。3.1.2根據(jù)培養(yǎng)基的物理狀態(tài)來(lái)區(qū)分1)液體培養(yǎng)基

所配制的培養(yǎng)基是液態(tài)的,其中的成分基本上溶于水,沒有明顯的固形物,液體培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分分布均勻。

在液體培養(yǎng)基中加入適量的凝固劑即成固體培養(yǎng)基。常用作凝固劑的物質(zhì)有瓊脂、明膠、硅膠等,以瓊脂最為常用。2)固體培養(yǎng)基

如果把少量的凝固劑加入到液體培養(yǎng)基中,就制成了半固體培養(yǎng)基。以瓊脂為例,它的用量在0.2~1%之間。3)半固體培養(yǎng)基3.1.3根據(jù)成分是否完全來(lái)分1)基礎(chǔ)培養(yǎng)基只含有大量元素、微量元素和有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物的培養(yǎng)基稱為基礎(chǔ)培養(yǎng)基。2)完全培養(yǎng)基除基礎(chǔ)培養(yǎng)基成分之外,還包含不同的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)以及有機(jī)添加物,稱為完全培養(yǎng)基。3.2培養(yǎng)基成分3.2.1.無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物主要由大量元素和微量元素兩部分組成。大量元素:氮、磷、硫、鉀、鈣、鈉、鎂、氯等

氮源通常有硝態(tài)氮或銨態(tài)氮,但在培養(yǎng)基中用硝態(tài)氮的較多,也有將硝態(tài)氮和銨態(tài)氮混合使用的。

磷和硫則常用磷酸鹽和硫酸鹽來(lái)提供。

鉀是培養(yǎng)基中主要的陽(yáng)離子,在近代的培養(yǎng)基中,其數(shù)量有逐漸提高的趨勢(shì)。

而鈣、鈉、鎂的需要?jiǎng)t較少。培養(yǎng)基所需的鈉和氯化物,由鈣鹽、磷酸鹽或微量營(yíng)養(yǎng)物提供。

微量元素包括碘、錳、鋅、鉬、銅、鈷和鐵。

培養(yǎng)基中的鐵離子,大多以螯合鐵的形式存在,即FeSO4與Na2—EDTA(螯合劑)的混合,或NaFe—EDTA。3.2.2.有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分

植物組織培養(yǎng)中的培養(yǎng)物不同于完整的植株,沒有系統(tǒng)的物質(zhì)合成等自養(yǎng)功能。為了使離體的培養(yǎng)物能正常生長(zhǎng)發(fā)育和分化,培養(yǎng)基中除需添加無(wú)機(jī)鹽外,還需添加碳源、維生素、氨基酸等有機(jī)成分。(1)碳源

一般來(lái)說(shuō),蔗糖是最好的碳源,它具有熱易變的性質(zhì),經(jīng)高壓滅菌后,大部分可分解為D-葡萄糖、D-果糖,僅剩下部分的蔗糖,這更有利于吸收和利用。此外,也可以直接利用果糖、葡萄糖、麥芽糖、纖維二糖等。碳源物質(zhì)包括糖類、醇類和有機(jī)酸,以糖類物質(zhì)最為重要。

不同糖類對(duì)培養(yǎng)材料生長(zhǎng)的影響不同,一般來(lái)說(shuō),以蔗糖作碳源時(shí),離體培養(yǎng)的雙子葉植物的根生長(zhǎng)得更好。而以右旋糖(葡萄糖)作碳源時(shí),單子葉植物的根生長(zhǎng)得較好。根據(jù)培養(yǎng)目的的不同,蔗糖使用濃度一般在2%-5%。

碳源除了在培養(yǎng)基中提供培養(yǎng)物所需的碳骨架和能源外,還可在一定程度上調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的滲透壓,一般在-1.5~4.1MPa。(2)維生素

主要有維生素B1(鹽酸硫胺素)、維生素B6(鹽酸毗哆醇)、維生素B5(煙酸)、維生素C(抗壞血酸),有時(shí)還需添加維生素H(生物素)、維生素M(葉酸,有時(shí)也寫作維生素Bc)、維生素B2(核黃素)等。

維生素B1對(duì)愈傷組織的產(chǎn)生和生活力有重要作用,維生素B6能促進(jìn)根的生長(zhǎng),維生素B5與植物代謝和胚的發(fā)育有一定關(guān)系。

維生素用量一般為0.1~1.Omg/L、維生素C用量一般為1~100mg/L。培養(yǎng)基中高濃度維生素C的使用并不一定是植物生長(zhǎng)需要,而是作為抗氧化劑以防止組織褐變。

又叫環(huán)己六醇,在糖類的相互轉(zhuǎn)化中起重要作用,也是細(xì)胞壁的構(gòu)建成分。肌醇參與碳水化合物、磷脂代謝及離子平衡等生理活動(dòng),具有促進(jìn)活性物質(zhì)發(fā)揮作用的效果,在培養(yǎng)基中加入1.0mg/L的肌醇就足以影響維生素B1的效應(yīng)。適當(dāng)使用肌醇,能促進(jìn)愈傷組織的生長(zhǎng)以及胚狀體和芽的形成,對(duì)組織和細(xì)胞的繁殖、分化及細(xì)胞壁的形成也有作用。使用濃度一般為50一l00mg/L。(3)肌醇

氨基酸是蛋白質(zhì)的組成部分,也是一種很好的有機(jī)氮源,可直接被植物細(xì)胞吸收利用。植物組織培養(yǎng)中最常用的氨基酸是甘氨酸,其它如精氨酸、谷氮酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、丙氨酸等也常用。有時(shí)也應(yīng)用水解乳蛋白(LH)或水解酪蛋白(CH),它們是牛乳經(jīng)酶法處理等加工的水解產(chǎn)物,是含有20種左右氨基酸的混合物,用量在10~1000mg/L之間。(4)氨基酸(5)天然復(fù)合物

為了促進(jìn)某些愈傷組織和器官的生長(zhǎng),在培養(yǎng)基中還常加人某種化學(xué)成分不明的天然營(yíng)養(yǎng)混合物,如水解酪蛋白(CH)、水解乳蛋白(LH)、椰乳(CM)、玉米胚乳、麥芽浸出物(ME)和酵母浸出物(YE)等。其大多成分比較復(fù)雜,含氨基酸、激素、酶等一些復(fù)雜化合物,對(duì)細(xì)胞和組織的增殖與分化有明顯的促進(jìn)作用,但對(duì)器官的分化作用不明顯。由于其對(duì)一些難培養(yǎng)的植物材料有特殊作用,所以在一些試驗(yàn)中經(jīng)常應(yīng)用。①椰乳是椰子的液體胚乳,它是使用最多、效果較好的一種天然復(fù)合物,一般使用濃度在l0%--20%。在愈傷組織和細(xì)胞培養(yǎng)中椰乳具有促進(jìn)外植體生長(zhǎng)的作用,在馬鈴薯莖尖和草每微莖尖培養(yǎng)中椰乳具有明顯促進(jìn)莖尖生長(zhǎng)的作用。未經(jīng)加熱滅菌的椰乳對(duì)促進(jìn)外植體的生長(zhǎng)作用比加熱滅菌的椰乳更為明顯。②香蕉汁用量為150~200g/L,對(duì)pH值的緩沖作用大。主要在蘭花的組織培養(yǎng)中應(yīng)用,對(duì)外植體的分化有明顯促進(jìn)作用。③馬鈴薯汁馬鈴薯去掉皮后加水煮30min,再經(jīng)過(guò)濾,取其濾液使用,用量為150~200g/L。對(duì)pH緩沖作用也大,多用于壯苗的培養(yǎng)。④水解酪蛋白為蛋白質(zhì)的水解物,主要成分為氨基酸,常用濃度為100-200mg/L。水解酪黃白在酸或酶的作用下易分解,使用時(shí)應(yīng)注意。⑤其它酵母提取液,主要成分為氨基酸和維生素類;麥芽提取液、蘋果和番茄的果汁、黃瓜的果實(shí)、未熟玉米的胚乳等,近年來(lái),也有利用櫻桃汁,甚至人參、西洋參粉和蜂王漿等天然物質(zhì)的報(bào)道。3.2.3生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)常用的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)大致包括以下三類:1)植物生長(zhǎng)素類細(xì)胞分裂素3)赤霉素

如吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)、2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、吲哚-3-丁酸(IBA)、萘氧乙酸(NOA)、對(duì)氯苯氧乙酸(p-CPA)、三氯苯氧乙酸(2,4,5-T)。

1)植物生長(zhǎng)素類IBA、NAA廣泛用于生根,并與細(xì)胞分裂素互作促進(jìn)莖芽的增值。2,4-D、2,4,5-T用于愈傷組織的誘導(dǎo)和生長(zhǎng)。

生長(zhǎng)素一般溶于95%酒精或0.1mol/L的NaOH中,后者的溶解效果更好。細(xì)胞分裂素

芐氨基嘌呤(BAP)、芐基腺嘌呤(6-BA)、異戊烯氨基嘌呤(2-ip)、玉米素(Zt)、激動(dòng)素(Kt)等。

作用是促進(jìn)細(xì)胞分裂、愈傷組織分化不定芽、枝條的增殖。

細(xì)胞分裂素一般溶于0.5或1mol/L的HCl或稀薄的NaOH中。3)赤霉素組織培養(yǎng)中使用的赤霉素只有一種,即GA3。與生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素相比,赤霉素不常使用。

作用促進(jìn)矮小植株莖節(jié)伸長(zhǎng)、刺激不定胚正常發(fā)育成小植株。

赤霉素易溶于冷水,最多每升水可溶解1000mg。但GA3溶于水后不穩(wěn)定,容易分解,最好以95%的酒精配成母液保存在冰箱中,一般不用,但可促進(jìn)個(gè)別物種的愈傷組織的生長(zhǎng)。4)脫落酸3.2.4其它成分1)活性炭作用因物種而不同。蘭花、胡蘿卜、長(zhǎng)春藤、和番茄刺激培養(yǎng)物的生長(zhǎng)和分化,因吸附抑制物質(zhì)或使培養(yǎng)基變暗。煙草、大豆、山茶花抑制生長(zhǎng),因吸附植物激素。活性炭用量一般為0.5%~3%。注意:高壓滅菌之前加入活性炭會(huì)降低培養(yǎng)基的pH值,使瓊脂不易凝固。2)硝酸銀

作用是促進(jìn)愈傷組織器官發(fā)生或體細(xì)胞胚胎發(fā)生;對(duì)克服試管苗玻璃化及早衰和落葉等也有明顯效果。抑制乙烯活性,原理是競(jìng)爭(zhēng)性的結(jié)合于細(xì)胞膜上的乙烯受體蛋白,不能減少乙烯的積累。使用濃度一般為1~10mg/L,過(guò)濾滅菌。注意:不能把培養(yǎng)物長(zhǎng)期存在含AgNO3的培養(yǎng)基上,否則,會(huì)導(dǎo)致再生植株畸形。作用是防止外植體內(nèi)生菌造成的污染。青霉素、鏈霉素、土霉素、四環(huán)素、氯霉素、利福平、卡那霉素、慶大霉素等。用量一般為5~20mg/L注意:選擇抗生素要有針對(duì)性;聯(lián)合用藥;抗生素有抑制生長(zhǎng)發(fā)育的作用;降低植株的抗病性。3)抗生素3.2.5瓊脂及其它固化劑瓊脂

40℃凝固,一般使用濃度0.7%~1%。注意:不可用于營(yíng)養(yǎng)需要研究,因其含有Ca、Mg和微量元素。Gelrite100℃左右融化,30~45℃凝固,pH值4和7之間凝膠強(qiáng)度變化不大。瓊脂糖凝固溫度比瓊脂低,多用于原生質(zhì)體培養(yǎng)。3.2.6pH不同外植體要求pH值不同。一般在滅菌之前將pH值調(diào)到5.0~6.0之間。pH≥6,培養(yǎng)基會(huì)變硬;pH≤5,瓊脂不能很好的凝固。培養(yǎng)基成分的濃度表示一般以質(zhì)量表示(mg/L)國(guó)際植物生理協(xié)會(huì)建議使用摩爾(mole)值:大量元素、有機(jī)物質(zhì)濃度用mmol/L.微量元素、激素、維生素等用μmol/L3.3培養(yǎng)基選擇

培養(yǎng)基有許多種類,根據(jù)不同的植物和培養(yǎng)部位及不同的培養(yǎng)目的需選用不同的培養(yǎng)基

培養(yǎng)基的產(chǎn)生最早是Sacks(1680)和Knop(1681),他們對(duì)綠色植物的成分進(jìn)行了分析研究,根據(jù)植物從土中主要是吸收無(wú)機(jī)鹽營(yíng)養(yǎng),設(shè)計(jì)出了由無(wú)機(jī)鹽組成的Sacks和Knop溶液,至今仍在作為基本的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基得到廣泛應(yīng)用。以后根據(jù)不同目的進(jìn)行改良產(chǎn)生了多種培養(yǎng)基,White培養(yǎng)基在40年代用得較多,現(xiàn)在還常用。而到60和70年代則大多采用MS等高濃度培養(yǎng)基,可以保證培養(yǎng)材料對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需要,并能生長(zhǎng)快、分化快,且由于濃度高,在配制、消毒過(guò)程中某些成分有些出入,也不致影響培養(yǎng)基的離子平衡。

培養(yǎng)基的名稱,多數(shù)以發(fā)明人的名字來(lái)命名,如White培養(yǎng)基,Murashige和Skoog培養(yǎng)基(簡(jiǎn)稱MS培養(yǎng)基),也有對(duì)某些成分進(jìn)行改良稱作改良培養(yǎng)基。

目前國(guó)際上流行的培養(yǎng)基有幾十種,常用的培養(yǎng)基及特點(diǎn)如下:

(1)MS培養(yǎng)基

它是1962年由Murashige和Skoog為培養(yǎng)煙草細(xì)胞而設(shè)計(jì)的。特點(diǎn)是無(wú)機(jī)鹽和離子濃度較高,為較穩(wěn)定的平衡溶液。其養(yǎng)分的數(shù)量和比例較合適,可滿足植物的營(yíng)養(yǎng)和生理需要。它的硝酸鹽含量較其他培養(yǎng)基為高,廣泛地用于植物的器官、花藥、細(xì)胞和原生質(zhì)體培養(yǎng),效果良好。有些培養(yǎng)基是由它演變而來(lái)的。大量元素含量微量元素含量鐵鹽含量有機(jī)物含量其他含量KNO31900H3BO36.2FeSO47H2O27.8肌醇100蔗糖30000NH4NO31650MnSO44H2O22.3Na2EDTA2H2O37.3煙酸0.5瓊脂8000MgSO47H2O370ZnSO47H2O8.6鹽酸硫胺素0.5

KH2PO4170Na2MoO42H2O0.25鹽酸吡哆醇0.5CaCl22H2O440CuSO45H2O0.025甘氨酸2CoCl26H2O0.025KI0.83單位:mg/L(2)改良懷特培養(yǎng)基

是1943年由White為培養(yǎng)番茄根尖而設(shè)計(jì)的。1963年又作了改良,稱作White改良培養(yǎng)基,提高了MgSO4的濃度和增加了硼素。其特點(diǎn)是無(wú)機(jī)機(jī)鹽數(shù)量較低,適于生根培養(yǎng)。大量元素含量微量元素含量鐵鹽含量有機(jī)物含量其他含量KNO380H3BO31.5Fe2(SO4)32.5肌醇100蔗糖30000Ca(NO3)24H2O300MnSO44H2O7.0煙酸0.3瓊脂8000MgSO47H2O720ZnSO47H2O3.0鹽酸硫胺素0.1

NaH2PO44H2O16.5MoO30.0001鹽酸吡哆辛0.1KCl65CuSO45H2O0.001甘氨酸3Na2SO4200(3)N6

是1974年朱至清等為水稻等禾谷類作物花藥培養(yǎng)而設(shè)計(jì)的。其特點(diǎn)是成分較簡(jiǎn)單,KNO3和(NH4)2SO4含量高。在國(guó)內(nèi)已廣泛應(yīng)用于小麥、水稻及其他植物的花藥培養(yǎng)和其他組織培養(yǎng)。大量元素含量微量元素含量鐵鹽含量有機(jī)物含量其他含量KNO32830H3BO31.6FeSO47H2O27.8煙酸0.5蔗糖30000(NH4)2SO4463MnSO44H2O4.4Na2EDTA2H2O37.3鹽酸硫胺素1瓊脂8000MgSO47H2O185ZnSO47H2O1.5鹽酸吡哆醇0.5KH2PO4400KI0.8甘氨酸2CaCl22H2O166

(3)B5培養(yǎng)基

是1968年由Gamborg等為培養(yǎng)大豆根細(xì)胞而設(shè)計(jì)的。其主要特點(diǎn)是含有較低的銨,這可能對(duì)不少培養(yǎng)物的生長(zhǎng)有抑制作用。從實(shí)踐得知有些植物在B5培養(yǎng)基上生長(zhǎng)更適宜,如雙子葉植物特別是木本植物。組成成分?jǐn)?shù)量(mg/l)組成成分?jǐn)?shù)量(mg/l)KNO32500FeSO4·7H2O27.8CaCl2·2H2O150CuSO4·5H2O0.025MgSO4·7H2O250蔗糖40(NH4)2SO4

134pH5.5KI0.75肌醇100H3BO4

3.0煙酸1.0MnSO4·4H2O10鹽酸吡哆醇1.0ZnSO4·7H2O2.0激動(dòng)素0.1Na2MoO4·2H2O0.252,4-D0.1-1.0CoCl2·6H2O0.025鹽酸硫銨10Na2-EDTA37.3(5)KM-8p培養(yǎng)基

它是1974年為原生質(zhì)體培養(yǎng)而設(shè)計(jì)的。其特點(diǎn)是有機(jī)成分較復(fù)雜,它包括了所有的單糖和維生素,廣泛用于原生質(zhì)融合的培養(yǎng)。

植物名外植體誘導(dǎo)培養(yǎng)繼代培養(yǎng)生根培養(yǎng)草莓匍匐莖1/2MS+BA0.21/2MS+BA0.51/2MS吊鐘海堂葉片MS+BA1.0+NAA0.2MS+BA1.0+NAA0.1MS+NAA0.2海石竹葉片MS+BA1.0+NAA0.2MS+BA1.0+NAA0.1MS+NAA0.2馬鈴薯苗尖MS+BA1.0+IAA0.01MS+BA1.0+IAA0.01MS+BA1.0+IAA0.01分生組織MS+NAA0.07+GA0.004MS+NAA0.07+GA0.004MS+NAA0.07+GA0.004大蒜頂端分生組織MS/MS+NAA1.0芽頂端B5+2ip0.5+NAA0.1B5+2ip0.5+NAA0.1B5+2ip0.01+NAA0.2洋蔥鮮莖B5+2,4-D1B5+2ip1/花椰菜分生組織LS+IAA8.0+KIN2.56LS+IAA8.0+KIN2.56LS+IAA8.0+KIN0.02油菜下胚軸、莖段B5+BA1.5~2.0+IBA0.2+GA0.5B5+BA1.5~2.0+IBA0.2+GA0.51/2B5+NAA0.05+IAA0.1西瓜苗端LS+KIN1.0+IAA0.05LS+KIN2.0+IAA0.05LS+IAA2.0葡萄莖尖MS+NAA0.1MS+NAA0.1/麝香石竹莖段MS+BA1.0+IAA0.01MS+BA1.0+IAA0.01MS+IAA0.1唐昌蒲腋芽MS+KIN2.0+NAA0.1MS+KIN2.0+NAA0.1MS+NAA0.5+AC0.3月季萌枝MS+BA0.5+NAA0.1MS+BA0.5+NAA0.1MS+BA0.5+NAA0.1非洲菊莖尖MS+KT1+IAA2MS+KT10+IAA0.5MS+IAA10MS+BA2+NAA0.2~0.5MS+BA2+NAA0.2~0.5MS+White+IBA1康乃馨莖尖MS+KT0.5+NAA0.1MS+KT2+NAA0.02/MS+KT2+NAA0.2MS+KT0.5+NAA0.02/仙客來(lái)球莖White+KT2.5//滿天星莖尖MS(或White)+BA1+NAA0.05MS(或White)+BA1+NAA0.05/香雪球莖MS+IAA2+2,4-D5MS+BA1+IAA0.02~0.2/變?nèi)~木莖段MS+BA1.5+NAA0.15MS+BA2.5+NAA或IAA0.1MS+NAA0.5風(fēng)信子鮮莖、花序MS+NAA0.5~10+2,4-D0.2~1//矢車菊莖Bonner+2,4-D0.7//大麗菊側(cè)芽MS+BA1+NAA1MS+BA1+NAA1MS+NAA0.5~1

3.4培養(yǎng)基的配制培養(yǎng)基含有幾十種營(yíng)養(yǎng)成分,為了避免每次配制培養(yǎng)基都要對(duì)這幾十種成分進(jìn)行稱量,可將培養(yǎng)基中的各種成分,按原量的10~20倍或100~200倍分別稱量,配成濃縮液,這種濃縮液叫做培養(yǎng)基母液。3.4.1母液的配制與保存

其中大量元素倍數(shù)略低,一般為10-20倍,微量元素和有機(jī)成分等一般為100-200倍。

如制備MS培養(yǎng)基母液所需的各類物質(zhì)的量見下表,以供參考。母液Ⅰ

mg/LNH4NO3

33

000KNO3

38

000CaCl2·2H2O

8

800MgSO4·7H2O

7

400KH2PO4

3

400母液ⅡKI

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