植物组织培养过程中的影响因素

植物组织培养过程中的影响因素

作者：沈逢源 李高燕 刘思琪 来源：《现代园艺》2011年第08期

摘 要：文章总结了植物组织培养过程中培养基中的添加成分对植物材料生长的影响以及光照，温度，湿度等外界条件对植物生长的影响。 关键词：植物；组织培养；影响因素

植物组织培养是20世纪之初，以植物生理学为基础发展起来的新兴技术，是指在离体条件下利用人工培养基对植物器官、组织、细胞、原生质体等进行培养，使其形成完整的植株。包括器官培养、茎尖分生组织培养、愈伤组织培养、细胞培养和原生质体培养等。早在1902年,德国著名的植物学家Hanberlandt根据细胞理论预言细胞的全能性，认为每个细胞像胚胎细胞那样，可经过体细胞发育成一棵完整的植株，但限于当时的技术条件，培养没有获得成功，然而他所提出的具有开创性的科学推断吸引了许多科学家去探索。 1 培养基成分

1．1无机成分为了满足植物的正常生长和发育，培养基中需要加入适量的矿物质成分，而这些矿物质主要来源于无机盐。不同的培养基配方，其无机盐养分的含量和化合物种类不同。这些无机盐组成各种化合物，参与机体的建造，构成一些特殊的生理活性物质，参与活跃的新陈代谢；这些元素之间互相协调，以维持离子浓度的平衡、胶体的稳定、电荷的平衡等电化学方面的作用，在发育方面，一定的元素影响到形态发生和组织、器官的建成。植物生长所需要的养分不足则生长缓慢，或发生缺素症状，影响快繁生产，养分过剩则会引起盐害。 1．2碳源碳源主要包括糖类物质、醇类物质和有机酸，以糖类物质最为重要。糖是重要的能源物质，是植物组织培养条件下生长发育不必不可少的物质。对多数植物来说，蔗糖是最好的碳源，其次是果糖和葡萄糖。过去的研究一直表明组培中必须加入糖作为培养材料的碳素营养供给，日本千叶大学古在丰树教授最早研究开发一种新的无糖植物组培技术。他首先研究发现容器中的小植株也具有光合自养能力，从而考虑改变植株的营养方式以本。

1．3维生素及氨基酸维生素直接参与酶的形成、蛋白质和脂肪代谢，对植物新陈代谢过程的影响很大，它对形态发生的影响主要是由于影响到基础的生物化学代谢而产生的，它对生长及分化有好的促进作用。氨基酸是蛋白质的主要组成部分，对培养物的生长有促进作用。组培中常用的氨基酸有水解乳蛋白、水解酪蛋白、椰子乳和其他许多天然提取物等，含有各种

作为植

株的碳源，同时改善植株的生理和能量代谢，使植株更好的发挥自身的光合能力，降低生产成

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有机营养如氨基酸、肌醇、维生素，肌醇主要参与了碳水化合物和磷脂代谢及离子平衡等生理活动，在适当的情况下使用能促进愈伤组织的生长、胚状体和芽的形成，少量的肌醇能促进硫胺素发挥作用，但由于它可以从磷酸葡萄糖转变而来，因此在快速繁殖及其他培养中有时也可省去不用。

1．4 植物生长调节剂植物器官分化是由两类激素，生长素和细胞分裂素的相互作用控制的，器官分化的性质是由这两种激素的相对浓度决定的，当细胞分裂素与生长素的比值较大时，可以促进芽的形成；當细胞分裂素与生长素的比值较小时，有得于根的分化。常见的生长素有NAA、IAA、IBA、GA、2，4-D等，各种生长素其作用和效果并不一样，2，4-D的用量较高时会抑制形态发生的过程，而且它的后效持久，一般在低浓度下使用或不用，但在胚状体及愈伤组织时它是最有效的。

1．5pH值与培养基支持体在组培生产中，pH值一般在5.0～6.5比较适宜。培养基的硬度主要是由培养基支持体的用量决定的。常用的培养基支持体有琼脂、Gellangum，另外还有蛭石、珍珠岩、多微孔聚丙烯膜和岩棉等。培养基支持体是起凝固和支撑的培养基材料。KIRDMANEE 等发现利用蛭石为培养基支持体并使用液体培养基进行试管苗培养时, 与传统的琼脂相比, 效果极其明显, 并且苗子的玻璃化现象大为减少。一种多微孔的聚丙烯膜也被用作支持体进行了大花蕙兰和石斛的试管苗培养, 由于为根系的生长提供了良好的通气条件, 并在补充培养液的情况下可连续培养, 因而获得了较好的效果。

1．6活性炭类活性炭是木材在高温和气流存在下碳化，然后进行纯化除去杂质制成的。由于活性炭内部形成无数微小网孔，具有很大的内表面积，具有强大的吸附能力。它主要吸附被培养物产生的气体及抑制物质，可能减少一些有害物质的影响，避免或减轻培养中的褐变现象，降低有害代谢物的浓度。但活性炭的吸附选择性很差，它也吸附培养基中的一些生长素类和细胞分裂素物质，所以在添加活性炭时应把握好时间，过早添加激素类物质会被吸收，影响激素的作用，过晚活性炭的吸附作用不明显。活性炭在低温时吸附力强，温度高时吸附力减弱。加入活性炭后使培养基变黑，对一些植物诱导生根有利，对某些植物的生长和器官的发生也有促进作用。 2环境条件

2.1 光照光照的影响主要表现在光照时间和强度两个方面，对于大多数的植物来讲，照光时间为16～

-的光照即可满足生长发育的需要。但不同的植株及不同的培养目

-的光期下会降低增殖率,而多数葡萄品种的

-光照条件下,幼苗的增殖率

的光照也有一定的差异。苹果在16～

试管苗在连续的光培养下可提高增殖系数,而且苗的生长更为健壮。ARELLO 等的研究则发现,Kielmeyera coriacea试管苗的带芽茎段培养在12～花卉来说，2 000～3 000lx比较合适。

最高。光照主要是满足植物形态建成的需要，300～500lx的光强已经可以保证，但对绝大多数

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2.2 温度和昼夜温差各种植物对组培环境中温度条件的要求各不相同，多数观赏花卉在25±2℃都能正常地被诱导、增殖和生根，低于10℃会停止生长，高于33℃则会抑制正常的生长和发育。一般来讲，植物组培生长的最适温度，大致与该植物原来生长所需的最适温度相同，原产热带的植物以25～30℃为宜，而高山性和北方性植物以15～20℃为宜。昼夜温差有利于植物的生长，KOZAI 等对马铃薯试管苗培养时发现,当培养容器内300～

-质量浓度在1

且试管苗以光合自养方式为主生长时,照光期的气温(Tp)与暗期的气温

(Td) 的差(DIF) 对试管苗形态建成有一定影响,当Tp > Td 时,DIF 大,试管苗的节间长;当Tp < Td 时,DIF 的绝对值越大,试管苗的节间短；研究同时还发现DIF对节间长度的影响也与光照时间长短和光照强度有关,低光强下光照时间较短(少于8h) 时对株高影响最大;然而,DIF 虽可影响试管苗的株高,但苗子的鲜重和干重变化并不明显。

2.3 相对湿度（ph）离体培养中的湿度影响主要有两个方面：一是培养容器内的湿度，二是培养室的湿度，湿度过高过低都不利于培养物生长，过低会造成培养基失水而干枯或渗透压升高，影响培养物生长或分化，过高又会造成杂菌滋生，导致大量污染。有研究表明,试管苗长期培养在较高的相对湿度下,叶片的解剖结构会发生变化,如不正常的气孔形态、气孔数目和较薄的表皮蜡质层等，同时发现，在该条件下叶肉细胞较小，细胞间隙大并呈不连续和不规则形排列，这些形态学上的非正常状态将会降低幼苗移栽顺化成活率，培养室内的相对湿度以70%～80%为宜。

2.4 气体状况培养瓶中的气体成分会影响到培养物的生长和分化。氧气是植物组织必需的。组织培养的外植体呼吸需要氧气，所以需要增加可利用的氧气，并迅速除去释放出来的

。SHIMADAN 等的研究证明,报春花试管苗培养在中并保持

-质量浓度在条件下的3倍

--条件下的1.5倍。

-质量浓度环境

左右时,其净光合速率分别是氧质量浓度为2. 1

（责任编辑 张芝）