第三章 植物组织培养的培养条件

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1、第三章植物组织培养的培养条件第一节植物组织培养的条件一、环境条件（一）温度培养温度对植物细胞生长及二次代谢产物生成有重要影响。通常，植物细胞培养采用25℃。1．离体培养条件下的温度控制原则温度控制主要依据植物种的起源和生态类型来确定。将植物分为喜温性植物和冷凉性植物两大类。喜温性植物培养温度一般控制在26~28℃比较适宜。冷凉性植物通常培养温度控制在18~22℃或＜25℃较为适宜。一般温度低于15℃，高于35℃对植物细胞的分裂、分化不利。在细胞脱分化阶段（诱导期）和愈伤组织增殖期（分裂期），温度要求高一些，而在器官发生阶段（分化期）要求低些。2．培养周期中的昼夜温差培养过程中采用恒温

2、培养好，还是变温培养好呢？目前多数植物种，从器官到细胞培养均采用恒温培养。国内有关小麦、水稻花药培养温度试验报道认为：在诱导花药形成愈伤组织时，昼夜恒温较好，在器官分化时，昼夜具有一定温差比较好，分化出的小植株也健壮。3．低温预处理有报道，花药离体培养前，实行低温预处理，可以促进植物细胞脱分化和再分化，已成为一项有效的诱导措施。特别在花药和花粉培养方面的研究报道相当多。（二）光照光对植物有着特殊的作用。光照射条件不仅通过光照周期、光的质量(即种类、波长)而且通过光照量(光强度)的调节来影响植物细胞的生理特性和培养特性。研究表明，光调节着细胞中的关键酶的活性，有时光能大大促进代谢产物的

3、生成，有时却起着阻害作用。1．光照强度：离体培养条件下一般为1000~4000lx（勒克斯），离体培养中通常难以达到4000lx，一般光量在2000~3000lx。2．光质：不同的光质对植物的光合作用、色素形成、向光性、形态建成的诱导等影响是不同。橙红光和蓝紫光是生理有效辐射，绿光很少被叶绿素吸收，属于生理无效辐射。据报道，芽分化的有效光谱成分为蓝紫光，波长为419~540nm，波长为660nm的红光对芽分化无效。根分化则和芽分化相反，根分化受红光600~680nm所刺激，而蓝光则无效。3．光照时间：离体培养是否需要光周期，应根据植物种类、培养目的来决定。（1）愈伤组织诱导阶段，一般

4、采用三种做法：全暗周期性光照、散射性光照。根据植物种类的不同做法不同：愈伤组织多数植物适合全暗或周期性光照，上述两种做法诱导频率差异不大。另一些植物差异较大，如石刁柏全暗诱导愈伤组织，要比周期性光照下好得多。大豆愈伤组织诱导采用散射光照比较好。（2）器官发生阶段：一般给予周期性光照比较好。光周期长短应植物种类而异。多数植物在8~10h光照，14~16h黑暗为宜。（三）湿度组织培养中湿度的影响有两个方面，一是培养容器内的湿度条件，一是环境的湿度条件。容器内的湿度几乎是100%的相对湿度，二是环境的相对湿度一般要求70～80%。周围环境的相对湿度低于60%时，培养基容易干涸，培养基的干涸

5、会改变培养基的渗透压。由于渗透压的改变必然会影响到培养组织、细胞的脱分化、分裂和再分化。相反周围环境相对湿度过高，培养室潮湿，具备各种细菌和霉菌的滋生条件，它们的芽孢和孢子侵入培养瓶，造成培养基和培养材料的污染。（四）渗透压培养基的渗透压是由培养基中各种物质的总浓度决定的。培养细胞是通过细胞渗透来吸取营养的，当培养材料和培养基之间处于等渗时，或者培养材料的渗透压略低于培养基渗透压时，培养材料才可能从培养基中吸取养分和水分。1．渗透压调节物质培养基各种物质中，糖对培养基渗透压起决定性作用。因此渗透压调节往往从调节糖浓度着手。，当然还可以用其他渗透压调节剂，如甘露醇、盐类等。2．糖的种类

6、和糖浓度，最多用蔗糖，也可以用葡萄糖和果糖。（1）不同种植物细胞脱分化和再分化所需糖浓度不同，多数植物种适宜的糖浓度为2%~6%。（2）培养目的不同要求糖浓度不同：诱导器官脱分化形成愈伤组织为3%~6%，愈伤组织芽分化为3%~6%，根分化为2%~3%。（3）培养方式不同对糖浓度要求不同棉花：器官培养3%蔗糖或葡萄糖。原生质体培养1%蔗糖、0.5%葡萄糖、11%甘露糖。（五）pH值植物组织和细胞在离体培养条件下，植物体内的酸碱度失去自行调节能力。因此在配制培养基时，应根据需要进行人工调节。植物细胞培养通常使用的pH值范围是5.5～6.5。pH在4.0以下或7.0以上培养物就不能正常生长

7、。（六）通气条件无论是植物细胞培养还是动物细胞培养，容器空间中的O2及CO2用以保证细胞体内代谢活动的进行。通气是细胞液体深层培养重要的物理化学因子。好气培养系统的通气与混合及搅拌是相互关联的。对摇瓶试验，通常500mL的三角瓶内装80~200mL的植物细胞培养液较适宜。当然，气液传质还与瓶塞的材料有关。试验表明，从溶氧速率考虑，以棉花塞最好，微孔硅橡胶塞次之，铝箔塞最差。二、营养条件——培养基培养基：是离体培养的组织或者细胞赖以生存的营养基质，是为离体培