植物組織培養(yǎng)的一些注意事項

1、1 / 26植物組織培養(yǎng)的一些注意事項一、常用培養(yǎng)基主要特性1、高鹽成分培養(yǎng)基包括 MS、 LS、BL、BM、ER 等培養(yǎng)基。其中 MS 培養(yǎng)基應用最廣泛，其鉀鹽、銨鹽及硝酸鹽含量均較高，微 量元素種類齊全 , 其養(yǎng)分數(shù)量及比例均比較合適 , 廣泛用于植 物的器官、花藥、細胞及原生質體的培養(yǎng)。 LS、 BM、 ER 培養(yǎng)基 由 MS 培養(yǎng)基演變而來。2 、硝酸鉀含量較高的培養(yǎng)基包括 B5 、 N6 、 LH、 GS 等培 養(yǎng)基。1B5 培養(yǎng)基 B5 培養(yǎng)基除含有較高的鉀鹽外，還含有較低的銨態(tài)氮和較高的鹽酸硫胺素 , 較適合南洋杉、 葡萄及豆科與十字花科植物等的培養(yǎng)。2N6 培養(yǎng)基 N6 培養(yǎng)基

2、(朱至清等 1975 )系我國學者創(chuàng)造獲國家發(fā)明二等獎 , 適用于單子葉植物花藥培養(yǎng) , 柑橘花藥培 養(yǎng)也適合 , 在楸樹、針葉樹等的組織培養(yǎng)中使用效果也好。3SH 培養(yǎng)基是 礦鹽濃度較高的一種培養(yǎng)基，其中銨與磷酸是由磷酸二氫銨( NH4 H2 PO4 ) 提供的 , 這種培養(yǎng)基適合于某些單子葉及 雙子葉植物的培養(yǎng)。3 、中等無機鹽含量的培養(yǎng)基1H 培養(yǎng)基本培養(yǎng)基大量元素約為 MS 培養(yǎng)基的一半，僅磷 酸二氫鉀及氯化鈣稍低 , 微量元素種類減少 , 而含量較 MS 為高 , 維生素種類比 MS2 / 26多。適于花藥培養(yǎng)。2尼奇培養(yǎng)基 (Niotsch 1969 ) 此培養(yǎng)基與 H 培養(yǎng)基成分

3、基 本相同 , 僅生物素比 H 培養(yǎng)基高 10 倍。也適合于花藥培養(yǎng)。3米勒培養(yǎng)基 (Miller 1963 ) 此培養(yǎng)基和 Blaydes(1966) 培養(yǎng)基二者成分完全相同。 適合大豆愈傷組織培養(yǎng)和花藥等培養(yǎng) 用。4 、低無機鹽培養(yǎng)基大多情況下用于生根培養(yǎng)基。 有以下幾 種:1改良懷特培養(yǎng)基 (White 1963 )2WS 培養(yǎng)基(Wolter & Skoog 1966)3克諾普液 ( Knop 1965 ) 花卉培養(yǎng)上用得多。4貝爾什勞特液 (Berthelot 1934)5HB 培養(yǎng)基(Holley & Baker 1963)此培養(yǎng)基在花卉脫毒培養(yǎng)和木本植物的莖尖培養(yǎng)

4、中效果良好。 其成分是大量元素比 1/ 2 克諾普( Knop ) 液稍多 , 微量元素用貝爾什勞特液 , 每升培養(yǎng)基中加 0 . 5ml二、與培養(yǎng)基有關的一些細節(jié)問題1 培養(yǎng)基所用藥品應采用等級較高的化學純CP（三級）及分極純 AR（二級）,以免雜質對培養(yǎng)物造成不利影響。2、調節(jié) Ph 也可用精密 pH 試紙（應在干燥器中保存，以免吸濕3 / 26而失效） 。培養(yǎng)基過酸的可用 1mol/ L 氫氧化鈉 （ NaOH） 來調節(jié); 培養(yǎng)基過堿的可用 1mol/ L 鹽酸（ HCl ） 來調節(jié)（ 1mol/ L NaOH 的配制方法是稱40gNaOH, 溶解后加入蒸餾水 , 定容到 1 000ml

5、 即可。 1mol/ L HCl 的配制方法是量取 12mol/ L HCl 84ml ,加水定容至 1 000ml） 。經高壓蒸汽滅菌后 , 由于某些成分的分解 （如蔗糖的分解 ） 或氧化 , 酸度會增加 （ pH 值一般可降低 0 .2 ） 。有時玻璃器皿質量較差 , 其中一部分物質溶解 , 也會影響 酸度的變化。這些在調整 pH 值時都要考慮進去。分裝后應立即 滅菌, 若因故不能及時滅菌 , 最好放入冰箱中在 24h 內完成滅 菌工作。滅菌時壓力表讀數(shù)為 0 . 8kg/cm21 . 1kg/ cm, 121C時保持 15min20min 即可。3、某些生長調節(jié)物質 , 如吲哚乙酸、玉米

6、素及某些維生素 等物質遇熱不穩(wěn)定 , 因此不能進行高壓滅菌 , 而需用過濾方法滅菌 , 經過濾滅菌的溶液 , 可在瓊脂培養(yǎng)基溫度下降到大約40C時加入到已高壓滅菌的培養(yǎng)基中。4、配好的培養(yǎng)基可放到培養(yǎng)室中預培養(yǎng) 3d , 若沒有污染反 應, 則證明是可靠的 , 可以使用。暫時不用的培養(yǎng)基最好置于 10C下保存，含有生長調節(jié)物質的培養(yǎng)基在 4C5C低溫下保 存則更理想。 含吲哚乙酸或赤霉素的培養(yǎng)基應在配制一周內用完 其他培養(yǎng)基至多也不能超過一個月。 一般情況4 / 26下 , 兩周內應用完 以免干燥變質。三、培養(yǎng)材料及消毒1、 取材季節(jié)的影響：大多數(shù)植物應在其生長開始的季節(jié)采 樣, 生長末期或已

7、進入休眠期 , 則外植體對誘導反應遲鈍或無 反應。2、 器官的生理狀態(tài)和發(fā)育年齡：沿植物的主軸 , 越向上的 部分所形成的器官其生長的時間越短 , 其生理年齡也越老 , 越 接近發(fā)育上的成熟 , 越易形成花器官。 反之, 越向下, 其生理年 齡越小。木本植物的組織培養(yǎng)中 , 以幼齡樹的春梢嫩枝段或基部 的萌條較好 , 下胚軸與具有 3 對 4 對真葉的嫩莖段 , 生長效 果也較好 。一般情況下 , 幼年組織比老年組織具有較高的形態(tài) 發(fā)生能力。3、材料大小的影響：材料越小成活率越低 , 莖尖培養(yǎng)存活 的臨界大小應為一個莖尖分生組織帶 1 個2 個葉原基，約 0 .2m m0 .3mm 大小。葉片

8、、花瓣等約為 5mrm,莖段則長約 0 .5mm。因此,除非用于去除病毒否則不宜將外植體切的過小。但并不是說外植體越大越好 , 外植體過大易造成污染 ,有實驗 證明外植體越大污染率越高。4、材料的滅菌：一般是組織越大越易污染 , 夏季比冬季帶 菌多，甚至不同年份污染的情況也有區(qū)別。 取材最好選在中午或 下午 , 避開陰雨天取5 / 26材可減少污染率。 消毒是為了消滅病菌 , 以 保證無菌組織培養(yǎng)的進行。 但不同植物及一株植物不同部位的組 織, 其帶菌程度不同 , 它們對不同種類、不同濃度的消毒劑的敏 感度也不一樣。 最初所使用的消毒劑種類 , 濃度及消毒時間的長 短都要進行摸索 , 以達到最

9、佳的消毒效果。材料有絨毛最好在消毒液中加入幾滴吐溫 - 80 , 對與難消毒 的根及地下部位材料 可將其浸入消毒液中進行抽氣減壓 , 以幫 助消毒液的滲入 , 從而達到徹底滅菌的目的。潘學峰等 ( 1998) 報道, 12% 的雙氧水+ 0 .1% 的升汞混合液對南方地下莖生姜滅菌 10min 的效果最好。四、材料的接種1、接種室的消毒：植物組織培養(yǎng)技術實際上是一種無菌操 作和無菌培養(yǎng)技術 , 做好接種室的消毒是至關重要的。 污染的主 要來源是空氣中的細菌和真菌孢子 , 因此 , 每次接種前應進行 地面的清潔衛(wèi)生工作 , 并用 70%酒精噴霧使空氣的灰塵沉降 , 并 用紫外線燈照射 20min

10、。接種前超凈工作臺面要用新潔爾滅或酒 精擦洗 , 并定期清洗過濾膜 , 以延長使用壽命。2、 無菌操作要求： 工作人員使用的工作服、 帽子、口罩等 , 要經常保持干凈 , 并定期進行消毒 , 即將洗凈、晾干的衣帽、 口 罩等用紙包好后與培養(yǎng)基一起進行高壓滅菌。工作人員的頭發(fā)、 衣服、手指中都帶有許多雜6 / 26菌 , 為此要穿上工作服 , 戴上帽子 , 也必須剪除指甲 , 并用肥皂擦洗 , 最好再在新潔爾滅溶液中浸 泡 10min , 接種操作前則用 70%酒精擦洗。工作人員的呼吸所產 生的污染 ,主要是在接種時談話或咳嗽所引起的 , 因此 , 在操作時應禁止談 話并應戴上口罩。3、材料的分

11、離、切取和接種切割動作要快 , 防止擠壓使材料受損傷而招致培養(yǎng)失敗 , 也要避免使用生銹的刀片 , 以防止氧化現(xiàn)象產生。 接種時要防止 交叉污染的發(fā)生 ,刀和鑷子等接種工具使用一次應放入 70% （ 或 95%）酒精中浸泡 , 然后灼燒放涼備用。接種時輕輕取下封口紙 , 動作要慢以免氣流沖入瓶中造成 污染。將瓶口靠近酒精燈火焰 , 瓶口傾斜 , 以免空氣中的微生物 落入瓶中 , 將瓶口外部在燈焰上燎數(shù)秒鐘 , 將灰塵雜物等固定在 原處 , 然后用鑷子將外植體送入瓶中 , 材料在培養(yǎng)容器內的分 布要均勻 , 以保證必要的營養(yǎng)面積和光照條件。莖尖、 莖段等基 部插入固體培養(yǎng)基中 , 葉片通常將葉背

12、接觸培養(yǎng)基 , 這是由于 葉背氣孔多 , 利于吸收水分和養(yǎng)分的緣故。7 / 26五、材料的初代培養(yǎng)1、實驗方案的設計1）、單因子實驗設計：單因子實驗是組織培養(yǎng)中最常用的 實驗方法 , 尤其在選擇適當?shù)募に胤N類和濃度配比上使用最多。2 ）、正交實驗設計植物離體培養(yǎng)的成功是由多種因素決定 的。正交設計是多因素分析的有力工具 , 它可以很方便的從眾多因素中選出主要影響因素及最佳水平 , 因為它可以用較少的實 驗次數(shù)得到較多的信息。 例如 , 一個 7 因素水平的實驗 , 若將各 因素水平全部組合都做一遍 , 需要 27= 128 次, 而正交設計只 需做 8 次實驗就可以了 , 雖然實驗次數(shù)減少了

13、, 但因為各因素 水平搭配均勻 , 8 次實驗基本代表了全部實驗的情況。正交實驗的設計 , 主要工具是正交表。 大多數(shù)生物統(tǒng)計學書 都列出了可供選擇的正交表，如 L4( 23) , L8(27)見(表 2 - 11 , 表 2 - 12) 。字母 L 右下角號碼 8 表示它有 8 個實驗要做 , 括號 內的指數(shù) 7 表示這張表所安排的實驗最多可考察 7 個因素(也可 安排 2 個6 個，超過 7 個要選擇其他正交表)，底數(shù) 2 表示 被考察的因素只要求兩個水平。 在進行實驗前可根據(jù)要測試因素 的多少及每種因素所考察的水平 , 選擇適合的正交表 , 然后按 表進行實驗。 現(xiàn)舉一個例子來說明 ,

14、設影響某種植物試管苗生長 的因素有光照時間、光照強度、pH 值、溫度、蔗糖濃度、BA 濃度、 NAA 濃度 7 個因素, 每個因素選擇兩個水平 , 即, 光照時間 ( 10h , 14h ) 、光照強度 (1000lx , 2000lx )、 pH 值( 5 . 5 ,8 / 265.8 )、溫度(20C, 25C)、BA 濃度(0.5,2.0 )、NAA 濃度( 0 . 5 ,1 . 0) 、蔗糖濃度 (2% , 4%) ?，F(xiàn)根據(jù)因素和 水平的多少選擇一個適合本實驗的正交表，選 L8(27)最理想，填表時,因素水平對號入座,見表（2 -13 ）。第一號實驗是光 照時間 10h/ d、光照強度

15、1000lx、pH 值 5.5、BA 濃度 2.0、NAA 濃度 0.5、蔗糖濃度 4% ,其他實驗依次類推。根據(jù) 8 個實 驗結果，如出苗數(shù)量、苗高、生根數(shù)、移栽成活率等，綜合考慮, 根據(jù)需要選取各最適培養(yǎng)條件。也可通過一定的計算方法（參考統(tǒng)計學書），算出極差（R）,極差（R）表示每個因素在實驗中 所起作用的大小，R 越大表示該因素的不同水平對實驗結果的 影響越大，但若沒有可計算的指標時，還是選擇單因子實驗較 好。表2 - 11J（丹正交表123111122123122斗2219 / 26表2 - 12 Lfi(2j正交表12345671111221222122111312222214221

16、212251121122621112217121111182221212S 2 - 13某植物試管苗生長正交實驗方秦表光愿吋間h d光照強度1XmH值溫度tBAmg LNAAmg L麓糖%11(10)1(1 000)1C5.5)2(25)22)1(0-5)2(4)42(14)125想）21(0.5)11(2)312(2 000)2222(1)14221212751121(20)1226211122171匕1111182212122、初代培養(yǎng)物的建立1）、保證無菌2）、條件合適：首先，一定要選擇好合適的作物種類、品種 及培養(yǎng)的部位；其次,一定要選擇合適的培養(yǎng)基，激素及其他添 加物；還要注意掌握適

17、宜的環(huán)境條件。 所以在進行一種植物的組 織培養(yǎng)之前，應查找該種植物有關方面的資料，根據(jù)這種植物10 / 26過去所采用的培養(yǎng)部位、 培養(yǎng)基、 培養(yǎng)條件和培養(yǎng)技術等 , 再決 定自己的工作步驟。3）、操作技術過關3、污染的防治1）、植物材料的選擇及防止污染 通常多年生的木本材料比一二年生的草本材料帶菌多 ; 老 的材料比幼嫩的材料帶菌多 ; 田間生長的材料比溫室生長的材 料帶菌多 ;帶泥土的材料比不帶泥土的材料帶菌多。 為此對于培 養(yǎng)材料的取材就應很認真地加以選擇 , 以減少污染的發(fā)生。用莖尖作外植體時 , 應在室內或無菌條件下對枝條進行預 培養(yǎng)。將枝條用水沖洗干凈后插入無糖的營養(yǎng)液或自來水中

18、, 使 其發(fā)枝 , 然后以這種新抽的嫩枝條作為外植體 , 便可大大減少 材料的污染?；蛟跓o菌條件下對采自田間的枝條進行暗培養(yǎng) ,待 抽出徒長的黃化枝條時取材 , 也可明顯地減少污染。對木本植物等難以消毒的材料可采用多次滅菌法。 如將切好 的外植體放入 1 .3% 次氯酸鹽溶液中 （商品漂白粉 25%的溶液 ）消 毒 30min ,然后用無菌水沖洗 3次,再放在無菌條件下,次日用 2 . 6% 次氯酸鈉滅菌 30min , 然后用無菌水沖洗 3 次。也可采用 多種藥液多次浸泡法 , 以加強滅菌效果。材料內部易感染病菌,在這種情況下,必須在培養(yǎng)基中加 入抗生素類，防止初代培養(yǎng)物污染。11 / 26表2* U培養(yǎng)基中抗生物質對偵肪樂菌的效果培養(yǎng)種類濃庫（n】gL）抗生物兩銀杏冬肯月李100+20+ + -F + + + + + +-F地霉素50+ + + + + + -F +夾竹桃需素20斗+斗+ + + + + +斗+ +斗+桿繭at50+