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植物組培的操作技術:初代培養



錄入時間:2011-12-26 10:30:06 來源:互聯網

 

 

培養

指把培養材料放在培養室(有光照、溫度條件)里,使之生長,分裂、分化形成愈傷組織或進一步分化成再生植株的過程。

(一)培養方法

1.固體培養法

即用瓊脂固化培養基來培養植物材料的方法。是現在最常用的方法。該法設備簡單,易行。但養分分布不均,生長速度不均衡。并常有褐化中毒現象發生。

2.液體培養法

即用不加固化劑的液體培養基培養植物材料的方法。由于液體中氧氣含量較少,常需要通過攪動或振動培養液的方法以確保氧氣的供給,采用往復式搖床或旋轉式搖床進行培養,其速度一般為50100轉/min,這種定期浸沒的方法,既能使培養基均一,又能保證氧氣的供給。

(二)培養步驟

1.初代培養

   即接種某種外植體后,最初的幾代培養。初代培養旨在獲得無菌材料和無性繁殖系。初代培養時,常用誘導或分化培養基,即培養基中含有較多的細胞分裂素和少量的生長素。初代培養建立的無性繁殖系包括莖梢、芽叢、胚狀體和原球莖等。根據初代培養時發育的方向可分為:

1)頂芽和腋芽的發育

采用外源的細胞分裂素,可促使具有頂芽或沒有腋芽的休眠側芽啟動生長。形成一個微型的多枝多芽的小灌木叢狀的結構。在幾個月內可以將這種叢生苗的一個枝條轉接繼代,重復芽-苗增殖的培養,從而迅速獲得多數的嫩莖。然后將一部份嫩莖轉移到生根培養基上,就能得到可種植到土壤中去的完整的小植株。一些木本植物和少數草本植物可以通過這種方式來進行再生繁殖,如月季、茶花、菊花、香石竹等等。這種繁殖方式也稱作微型扦插,它不經過發生愈傷組織而再生,是最能使無性系后代保持原品種特性的一種繁殖方式。

適宜這種再生繁殖的植物,在采樣時,只能采用頂芽、側芽或帶有芽的莖切段,其它如種子萌發后取枝條也可以。

莖尖培養可看作是這方面較為特殊的一種方式。它采用極其幼嫩的頂芽的莖尖分生組織作為外植體進行接種。在實際操作中。采用包括莖尖分生組織在內的一些組織來培養,這是為了操作方便以及容易成活。

用靠培養定芽得到的培養物一般是莖節較長,有直立向上的莖梢,擴繁時主要用切割莖段法,如香石竹、矮牽牛、菊花等。但特殊情況下也會生出不定芽,形成芽叢。

   2)不定芽的發育

在培養中由外植體產生不定芽,通常首先要經脫分化過程,形成愈傷組織的細胞。然后,經再分化,即由這些分生組織形成器官原基,它在構成器官的縱軸上表現出單向的極性(這與胚狀體不同)。多數情況下它先形成芽,后形成根。

另一種方式是從器官中直接產生不定芽,有些植物具有從各個器官上長出不定芽的能力如矮牽牛、福祿考、懸鉤子等。當在試管培養的條件下,培養基中提供了營養,特別是連續不斷植物激素的供應,使植物形成不定芽的能力被大大地激發起來。許多種類的外植體表面幾乎全部為不定芽所覆蓋。許多常規方法不能無性繁殖的種類,在試管條件下卻能較容易地產生不定芽而再生,如柏科,松科,銀杏等一些植物。許多單子葉植物儲藏器官能強烈地發生不定芽,用百合鱗片的切塊就可大量形成不定鱗莖。

在不定芽培養時,也常用誘導或分化培養基。用靠培養不定芽得到的培養物,一般采用芽叢進行繁殖,如非洲菊、草莓等。

3體細胞胚狀體的發生與發育

    體細胞胚狀體類似于合子胚但又有所不同,它也通過球形,心形,魚雷形和子葉形的胚胎發育時期,最終發育成小苗。但它是由體細胞發生的。胚狀體可以從愈傷組織表面發生,也可從外植體表面已分化的細胞產生,或從懸浮培養的細胞產生。

(4)初代培養外植體的褐變

外植體褐變是指在接種后,其表面開始變褐,有時甚至會使整個培養基變褐的現象。它的出現是由于植物組織中的多酚氧化酶被激活,而使細胞的代謝發生變化所致。在褐變過程中,會產生醌類物質,它們多呈棕褐色,當擴散到培養基后,就會抑制其他酶的活性,從而影響所接種外植體的培養。

褐變的主要原因如下:

1)花卉品種:研究表明,在不同花卉品種間的褐變現象是不同的。由于多酚氧化酶活性上的差異,因此有些花卉品種的外植體在接種后較易褐變,而有些花卉品種的外植體在接種后不易褐變。故在培養過程中應該有所選擇,對不同的品種分別進行處理。

2)生理狀態:外植體的生理狀態不同,在接種后褐變程度也有所不同。一般來說,處于同期的植物材料褐變程度較淺,而從已經成年的植株采收的外植體,由于含醌類物質較多,因此褐變較為嚴重。一般來說,幼嫩的組織在接種后褐變程度并不明顯,而老熟的組織在接種后褐變程度較為嚴重。

3)培養基成分:濃度過高的無機鹽會使某些觀賞植物的褐變程度增加,此外,細胞分裂素的水平過高也會刺激某些花卉外植體的多酚氧化酶的活性,從而使褐變現象加深。

4)培養條件不當:例如光照過強、溫度過高、培養時間過長等,均可使多酚氧化酶的活性提高,從而加速被培養的外植體的褐變程度。

為了提高花卉組織培養的成苗率,必須對外植體的褐變現象加以控制。經過眾多研究者的努力,可以采用措施防止、減輕褐變現象的發生。

1)選擇合適的外植體:一般來說,最好選擇生長處于旺盛的外植體,這樣可以使褐變現象明顯減輕。

2)合適的培養條件:無機鹽成分、植物生長物質水平、適宜溫度、及時繼代培養均可以減輕材料的褐變現象。

3)使用抗氧化劑:在培養基中,使用半胱氨酸、抗壞血酸等抗氧化劑能夠較為有效地避免或減輕很多外植體的褐變現象。另外使用01%~05%的活性炭對防止褐變也有較為明顯的效果。

4)連續轉移:對容易褐變的材料可間隔1224小時的培養后,再轉移到新的培養基上,這樣經過連續處理710天后,褐變現象便會得到控制或大為減輕。  

 

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