【生物課件】植物組織培養(yǎng)技術(shù)

第一章緒論

目的要求：

1.掌握組織培養(yǎng)的概念和培養(yǎng)的類型

2.掌握組織培養(yǎng)的特點

3.一般掌握組織培養(yǎng)發(fā)展歷史

4.初步掌握組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)實踐上的應(yīng)用

第一節(jié)組織培養(yǎng)的意義

高等植物的組織培養(yǎng)(tissueculture)技術(shù)是指分離一個或數(shù)個體細胞或

植物體的一部分在無菌條件下培養(yǎng)的技術(shù)。通常我們所說的廣義的組織培養(yǎng)，

是指通過無菌操作分離植物體的--部分(即外植體explant)，接種到培養(yǎng)基上，

在人工控制的條件進行培養(yǎng)，使其生成完整的植株。

組織培養(yǎng)按培養(yǎng)對象可分為植株培養(yǎng)、器官培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、細胞培養(yǎng)和原

生質(zhì)體培養(yǎng)等。

1.植株培養(yǎng)(plantculture)是對完整植株材料的培養(yǎng)，如幼苗及較大

植株的培養(yǎng)。

2.器官培養(yǎng)(organculture)即離體器官的培養(yǎng)，根據(jù)作物和需要的不

同，可以分離莖尖、莖段、根尖、葉片、葉原基、子葉、花瓣、雄蕊、雌蕊、胚

珠、胚、子房、果實等外植體的培養(yǎng)。

3.組織或愈傷組織培養(yǎng)(tissueorcallusculture)為狹義的組織培

養(yǎng)，是對植物體的各部分組織進行培養(yǎng)，如莖尖分生組織、形成層、木質(zhì)部、

韌皮部、表皮組織、胚乳組織和薄壁組織等等；或?qū)τ芍参锲鞴倥囵B(yǎng)產(chǎn)生的愈傷

組織進行培養(yǎng)，二者均通過再分化誘導(dǎo)形成植株。

4.細胞培養(yǎng)(cellculture)是對由愈傷組織等進行液體振蕩培養(yǎng)所

得到的能保持較好分散性的離體單細胞或花粉單細胞或很小的細胞團的培養(yǎng)。

5.原生質(zhì)體培養(yǎng)(proplastculture)是用酶及物理方法除去細胞壁的

原生質(zhì)體的培養(yǎng)。

組織培養(yǎng)是本世紀發(fā)展起來的一門技術(shù)，由于科學(xué)技術(shù)的進步，尤其是外

源激素的應(yīng)用，使組織培養(yǎng)不僅從理論上為相關(guān)學(xué)科提出了可靠的實驗證據(jù)，

而且一躍成為一種大規(guī)模、批量工廠化生產(chǎn)種苗的新方法，并在生產(chǎn)上越來越得

到廣泛的應(yīng)用。植物組織培養(yǎng)之所以發(fā)展如此快，應(yīng)用的范圍如此廣泛，是由

于其具備以下幾個特點：

1,培養(yǎng)條件可以人為控制

組織培養(yǎng)采用的植物材料完全是在人為提供的培養(yǎng)基質(zhì)和小氣候環(huán)境條件

下進行生長，擺脫了大自然中四季、晝夜的變化、以及災(zāi)害性氣候的不利影響,

且條件均一，對植物生長極為有利，便于穩(wěn)定地進行周年培養(yǎng)生產(chǎn)。

2.生長周期短，繁殖率高

植物組織培養(yǎng)由于可人為控制培養(yǎng)條件，根據(jù)不同植物不同部位的不同要

求而提供不同的培養(yǎng)條件，因此生長快，往往1個月左右為一個周期。所以，

雖然植物組織培養(yǎng)需一定設(shè)備及能源消耗，但由于植物材料能按兒何級數(shù)繁殖

生產(chǎn)，故總體來說成本低廉，且能及時提供規(guī)格一致的優(yōu)質(zhì)種苗或脫病毒種苗。

3.管理方便，利于工廠化生產(chǎn)和自動化控制

植物組織培養(yǎng)是在一定的場所和環(huán)境下，人為提供一定的溫度、光照、濕度、

營養(yǎng)、激素等條件，極利于高度集約化的高密度工廠化生產(chǎn)，也利于自動化控制

生產(chǎn)。與盆栽、田間栽培等相比省去了中耕除草、澆水施肥、防治病蟲等一系

列繁雜勞動，可以大大節(jié)省人力、物力及田間種植所需要的土地。

第二節(jié)植物組織培養(yǎng)的發(fā)展

組織培養(yǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展只是近50年的事，但它的整個歷史可以追溯至

19世紀末和上世紀初。

20世紀初，在schleiden和schwann所發(fā)展起來的細胞學(xué)說的推動下，1902

年德國植物學(xué)家Haberlandt提出了高等植物的器官和組織為許多細胞組成的觀

點，以及植物細胞全能性的理論，即植物的體細胞，在適當?shù)臈l件下，具有不

斷分裂和繁殖，發(fā)育成完整植株的潛在能力。他首次發(fā)表了植物離體細胞培養(yǎng)

實驗的報告。1912年，Haberlandt的學(xué)生Kotte和美國的Robins在根尖培養(yǎng)

中獲得了組織培養(yǎng)的成功。Kotte采用了無機鹽、葡萄糖、蛋白月東、天冬酰胺，

及添加各種氨基酸的培養(yǎng)基。Robins用含無機鹽、加葡萄糖或果糖的瓊脂培養(yǎng)

基，培養(yǎng)了長度為1.45-3.75厘米的豌豆、玉米和棉花的莖尖，形成了一些缺綠

的莖和根。

自Haberlandt的實驗之后，直到1934年美國的White由番茄根建立了第一

個活躍生長的無性繁殖系，并反復(fù)轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基中繼代培養(yǎng)，使根的離體

培養(yǎng)實驗獲得了真正的成功，并在以后28年間培養(yǎng)了1600代。這之后，white

又以小麥根尖為材料，研究了光、溫度、通氣、pH、培養(yǎng)基組成等各種培養(yǎng)條

件對生長的影響，并于1937年建立了第一個組織培養(yǎng)的綜合培養(yǎng)基，其成份均

為已知化合物，包括3種B族維生素，即毗哆醇、硫胺素和煙酸，該培養(yǎng)基后來

被定名為White培養(yǎng)基。與此同時，Gautheret(1934)在研究山毛柳和黑楊等形

成層的組織培養(yǎng)實驗中，提出了B族維生素和生長素對組織培養(yǎng)的重要意義，并

于1939年連續(xù)培養(yǎng)胡蘿卜根形成層獲得首次成功。同年，White由煙草種間

雜種的瘤組織，Nobecourt由胡蘿卜均建立了與上述類似的連續(xù)生長的組織培養(yǎng)

物。因此，Gautherer,White和Nobecourt一起被譽為組織培養(yǎng)學(xué)科的奠基人。

我們現(xiàn)在所用的培養(yǎng)方法和培養(yǎng)基，基本上都是由這三位科學(xué)家建立的。后來,

White于1943年發(fā)表了《植物組織培養(yǎng)手冊》專著，使植物組織培養(yǎng)開始成為

一門新興的學(xué)科。

四十年代Skoog和崔徵在煙草莖切段和髓培養(yǎng)以及器官形成的研究中發(fā)現(xiàn)，

腺喋吟或腺首可以解除培養(yǎng)基中生長素(IAA)對芽形成的抑制作用，而能誘導(dǎo)形

成芽，從而明確了腺喋吟與生長素的比例是控制芽和根形成的主要條件之一。

即這一比例高時，產(chǎn)生芽；這一比例低時，則形成根；相等則不分化。在尋找

促進細胞分裂的物質(zhì)過程中，Miller等人于1956年發(fā)現(xiàn)了激動素。不久即知

道激動素可以代替腺喋吟促進發(fā)芽，并且效果可增加3萬倍。結(jié)果上述控制器

官分化的激素模式變?yōu)榧铀嘏c生長素的比例關(guān)系。這方面的成功發(fā)現(xiàn)，有力

地推動了植物組織培養(yǎng)的發(fā)展。

1952年，morel和Martin通過莖尖分生組織的離體培養(yǎng)，從已受病毒侵染

的大麗花中首次獲得無病毒植株。1935?1945年Muir把單細胞放在一張鋪在

愈傷組織上面的濾紙上培養(yǎng)，使細胞發(fā)生了分裂，即實施了看護接種技術(shù)，使單

細胞培養(yǎng)獲得初步成功。

1960年，cocking等人用真菌纖維素酶分離植物原生質(zhì)體獲得成功。1971

年，Takebe等在煙草上首次由原生質(zhì)體獲得了再生植株，這不僅在理論上證明

了無壁的原生質(zhì)體同樣具有全能性，而且在實踐上為外源基因的導(dǎo)入提供了理想

的受體材料。80年代中期以來，對禾谷類作物的原生質(zhì)體培養(yǎng)也相繼告捷，在

這方面中國學(xué)者作出了重要貢獻。

1962年印度Guha等人成功地在毛葉曼陀羅花藥培養(yǎng)中，由花粉誘導(dǎo)得到單

倍體植株，這促進了花藥和花粉培養(yǎng)的研究。以后相繼在煙草、水稻、小麥、

玉米、番茄、辣椒、草莓、蘋果等多種植物獲得成功，其數(shù)目達到160多種，其

中煙草、水稻和小麥等的花藥育種培養(yǎng)在中國取得了引人注目的成就。I960年,

motel提出了一個離體無性繁殖蘭花的方法，其繁殖系數(shù)極高。由于這一方法有

很大的應(yīng)用價值，很快被蘭花生產(chǎn)者所采用，迅速建立起蘭花工業(yè)。

1973年Carlson等通過兩個煙草物種之間原生質(zhì)體融合，獲得了第一個體

細胞雜種，Cocking等倡導(dǎo)的原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細胞雜交，研究得到了迅速發(fā)展,

已經(jīng)能使矮牽牛和煙草屬的雜種細胞增殖分化生成雜種植株。

在整個組織培養(yǎng)發(fā)展的歷史中，我國學(xué)者做出多方面的貢獻，除了前述的

崔徵的工作以外，還有1993年李繼侗等關(guān)于玉米等植物離體根尖培養(yǎng)的工作，

以及羅士韋關(guān)于幼胚和莖尖培養(yǎng)，李正理關(guān)于離體胚培養(yǎng)、王伏雄等關(guān)于幼胚培

養(yǎng)的工作。

第三節(jié)組織培養(yǎng)與農(nóng)業(yè)的關(guān)系

植物組織培養(yǎng)成為生物科學(xué)的一個廣闊領(lǐng)域，除了在基礎(chǔ)理論的研究上占

有重要地位，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也得到越來越廣泛的應(yīng)用。

一、快速繁殖優(yōu)良種苗

用組織培養(yǎng)的方法進行快速繁殖是生產(chǎn)上最有潛力的應(yīng)用，包括花卉和觀賞

植物，其次是蔬菜、果樹、大田作物及其它經(jīng)濟作物?？旆奔夹g(shù)不受季節(jié)等條

件的限制，生長周期短，而且能使不能或很難繁殖的植物進行增殖。

快速繁殖可用下列手段進行：通過莖尖、莖段、鱗莖盤等產(chǎn)生大量腋芽；通

過根、葉等器官直接誘導(dǎo)產(chǎn)生不定芽；通過愈傷組織培養(yǎng)誘導(dǎo)產(chǎn)生不定芽。試

管快速繁殖應(yīng)用在下列研究中：1.繁殖雜交育種中得到的少量雜交種，以及保存

自交系、不育系等。2.繁殖脫毒培養(yǎng)得到的少量無病毒苗。3.繁殖生產(chǎn)上急需

的或種源較少的種苗。

由于組織培養(yǎng)周期短，增殖率高及能全年生產(chǎn)等特點，加上培養(yǎng)材料和試管

苗的小型化，這就可使有限的空間培養(yǎng)出大量的植物，在短期內(nèi)培養(yǎng)出大量的幼

苗。

組織培養(yǎng)突出的優(yōu)點是“快”，通過這一方法在較短時期內(nèi)迅速擴大植物的數(shù)量,

以一個莖尖或一小塊葉片為基數(shù)，經(jīng)組織培養(yǎng)一年內(nèi)可增殖到10,000-100,000

株。

二、無病毒苗(Virusfree)的培養(yǎng)

兒乎所有植物都遭受到病毒病不同程度的危害，有的種類甚至同時受到數(shù)

種病毒病的危害，尤其是很多園藝植物靠無性方法來增殖，若蒙受病毒病，代

代相傳，越染越重。自從Morel(1952)發(fā)現(xiàn)采用微莖尖培養(yǎng)的方法可得到無病毒

苗后，微莖尖培養(yǎng)就成為解決病毒病危害的重要途徑之一。若再與熱處理相結(jié)

合，則可提高脫毒培養(yǎng)的效果。對于木本植物，莖尖培養(yǎng)得到的植株難以發(fā)根

生長，則可采用莖尖微體嫁接的方法來培育無病毒苗。

組織培養(yǎng)無病毒苗的方法已在很多作物的常規(guī)生產(chǎn)上得到應(yīng)用，如馬鈴薯,

甘薯，草莓，蘋果，香石竹，菊花等。已有不少地區(qū)建立了無病毒苗的生產(chǎn)中心,

這對于無病毒苗的培養(yǎng)、鑒定、繁殖、保存、利用和研究，形成了一個規(guī)范的

系統(tǒng)程序，從而達到了保持園藝植物的優(yōu)良種性和經(jīng)濟性狀的目的。

三、在育種上的應(yīng)用

植物組織培養(yǎng)技術(shù)為育種提供了許多手段和方法，使育種工作在新的條件

下更有效的進行。如用花藥培養(yǎng)單倍體植株；用原生質(zhì)體進行體細胞雜交和基

因轉(zhuǎn)移；用子房、胚和胚珠完成胚的試管發(fā)育和試管受精等；種質(zhì)資源的保存

等等。

胚培養(yǎng)技術(shù)很早就有利用，在種屬間遠緣雜交的情況下，由于生理代謝等方

面的原因，雜種胚常常停止發(fā)育，因此不能得到雜種植物，通過胚培養(yǎng)就可保

證遠緣雜交的順利進行。到五十年代在實踐上的應(yīng)用就更多了，在桃、柑橘、

菜豆、南瓜、百合、鶯尾等等許多園藝植物遠緣雜交育種上都得到了應(yīng)用。大

白菜X甘藍的遠緣雜交種“白蘭”，就是通過雜種胚的培養(yǎng)而得到的。對早期

發(fā)育幼胚因太小難培養(yǎng)的種類，還可采用胚珠和子房培養(yǎng)來獲得成功，利用胚

珠和子房培養(yǎng)也可進行試管受精，以克服柱頭或花柱對受精的障礙，使花粉管直

接進入胚珠而受精。

花藥、花粉的培養(yǎng)在蘋果、柑橘、葡萄、草莓、石刁柏、甜椒、甘藍、天

竺葵等約20種園藝植物得到了單倍體植株。在常規(guī)育種中為得到純系材料要經(jīng)

多代自交，而單倍體育種，經(jīng)染色體加倍后可以迅速獲得純合的二倍體，大大

縮短了育種的世代和年限。

利用組織培養(yǎng)可以進行突變體的篩選。突變的產(chǎn)生因部位而異，莖尖遺傳

性比較穩(wěn)定，根、莖、葉乃至愈傷組織和細胞的培養(yǎng)則變異率就較大。培養(yǎng)基

的激素也會誘導(dǎo)變異，因濃度而不同。此外還有采用紫外線、X射線、？射線對

材料進行照射，來誘發(fā)突變的產(chǎn)生。在組織培養(yǎng)中產(chǎn)生多倍體、混倍體現(xiàn)象比

較多，產(chǎn)生的變異為育種提供了材料，可以根據(jù)需要進行篩選。利用組織培養(yǎng),

采用與微生物篩選相似的技術(shù)，在細胞水平上進行突變體的篩選更加富有成效。

原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細胞雜交技術(shù)的開發(fā)，在育種上展現(xiàn)了一幅嶄新的前景。

已有多種植物的經(jīng)原生質(zhì)體培養(yǎng)得到再生植物，有些植物得到體細胞雜種，

這無論在理論和實踐上都有重要價值。隨著這方面工作的深入，水平的提高，原

生質(zhì)體培養(yǎng)一定會在育種上產(chǎn)生深遠的影響。

四、工廠化育苗

近年來，組培苗工廠化生產(chǎn)已作為一種新興技術(shù)和生產(chǎn)手段，在園藝植物的

生產(chǎn)領(lǐng)域蓬勃發(fā)展。

組培苗工廠化生產(chǎn)，是以植物組織培養(yǎng)為基礎(chǔ)，在含有植物生長發(fā)育必需物

質(zhì)的人工合成培養(yǎng)基上，并附加一定量的生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，把脫離于完整植株的本

來已經(jīng)分化的植物器官或細胞，接種在不同的培養(yǎng)基上，在一定的溫度、光照、

濕度及pH、值條件下，利用細胞的全能性以及原有的遺傳基礎(chǔ)，促使細胞重新

分裂、分化長成新的組織、器官或不定芽。最后長成和母株同樣的小植物體。例

如非洲紫羅蘭組培苗的工廠化生產(chǎn)，就是取樣品株一定部位的葉片為材料，消毒

后切成一定大小的塊，接種在適宜的培養(yǎng)基上，在培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)，兩個月左右在

切口處產(chǎn)生不定芽，這些不定芽再切割后又形成新的不定芽，如此繼續(xù)，即可獲

得批量的幼小植株，按需要量生產(chǎn)與樣品株完全相同的苗子。

工廠化生產(chǎn)組培苗，是按一定工藝流程規(guī)范化程序化生產(chǎn)的，具有繁殖速度

快、整齊、一致、無蟲少病、生長周期短、遺傳性穩(wěn)定的特點，可以加速產(chǎn)品的

發(fā)展，盡快獲得繁殖無性系。特別是對一些繁殖系數(shù)低、雜合的材料有性繁殖優(yōu)

良性狀易分離、或從雜合的遺傳群體中篩選出表現(xiàn)型優(yōu)異的植株，需要保持其優(yōu)

良遺傳性，有更重要的作用。組培苗的無毒生產(chǎn)，可減少病害傳播，更符合國際

植物檢疫標準的要求，擴大產(chǎn)品的流通渠道，增加產(chǎn)品市場的銷售能力，同時減

少了氣候條件對幼苗繁殖的影響，緩和了淡、旺季供需矛盾。

世界上一些先進國家園藝植物組織培養(yǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展從60年代就巳經(jīng)開

始，并隨著生長、分化規(guī)律性探索逐步深化，到了70年代僅花卉業(yè)就已在蘭花、

百合、非洲菊、大巖桐、菊花、香石竹、矮牽牛等二十兒種花卉幼苗生產(chǎn)上建立

起大規(guī)模試管苗商品化生產(chǎn)，到1984年世界花卉幼苗產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)總值已達二十

億美元，其中美國花卉幼苗市場總值為六億多美元，日本三友種苗公司有60%

的幼苗靠組織培養(yǎng)技術(shù)繁殖。1985年僅蘭花一項，在美國注冊的公司就有100

余家，年銷售額在一億美元以上。由于組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用，加快了花卉新品種

的推廣。以前靠常規(guī)方法推廣一個新品種要幾年甚至十多年，而現(xiàn)在快的只要

1?2年就可在世界范圍內(nèi)達到普及和應(yīng)用。

我國采用快速繁殖技術(shù)，也使優(yōu)良品種達到迅速的推廣和應(yīng)用。如廣東切花

菊“黃秀風(fēng)”的應(yīng)用，使菊花變大，長勢加強，花色鮮艷，抗病力增強，打開了

進入香港市場的渠道，使三十多種觀葉植物的推廣很快遍及全國，豐富了人們的

生活；并將自然界的幾百個野生金錢蓮品種繁種馴化，培養(yǎng)了一批園林垂直綠化

的材料，促進了園林業(yè)的發(fā)展。

植物組織培養(yǎng)也存有一定的困難，首先是繁殖效率與商品需要量的矛盾，有

些作物由于繁殖方法尚未解決，因而無法滿足生產(chǎn)的需要，其次是在培養(yǎng)過程中

如何減少變異株的發(fā)生。更重要的是應(yīng)降低組培苗工廠化生產(chǎn)的成本，只有降低

成本，才能更好的投產(chǎn)應(yīng)用?？傊?，隨著組織培養(yǎng)這一技術(shù)的發(fā)展及各種培養(yǎng)方

法的廣泛應(yīng)用，使這一技術(shù)在遺傳育種、品種繁育等方面表現(xiàn)出了巨大的潛力，

特別是生物工程和工廠化育苗實施以后，它將以新興產(chǎn)業(yè)的面目在技術(shù)革命中發(fā)

揮重大作用。

本章小結(jié)

1.植物組織培養(yǎng)是指分離單個或多個細胞或植物體的一部分，在人工配制

的培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，使之長成--株完整植株的過程。

2.按照外植體的不同，植物組織培養(yǎng)可分為植株培養(yǎng)、胚胎培養(yǎng)、器官培

養(yǎng)、細胞培養(yǎng)和原生質(zhì)體培養(yǎng)5種類型。

3.組織培養(yǎng)具有：培養(yǎng)條件可以人為控制；生長周期短；繁殖率高；管理

方便；利于工廠化生產(chǎn)的特點。因而發(fā)展迅速。

4.植物組織培養(yǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：快速繁殖優(yōu)良苗木;

獲得脫毒苗；植物育種；工廠化育苗等。

復(fù)習(xí)思考題

1.植物組織培養(yǎng)的廣義與狹義概念？

2.外植體的含義？

3.根據(jù)外植體的不同，植物組織培養(yǎng)可以分為兒種？比較常用的是哪些?

4.植物組織培養(yǎng)有哪些特點？

5.你認為植物組織培養(yǎng)技術(shù)在目前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有什么價值？為什么？

第二章實驗設(shè)備及培養(yǎng)條件

目的要求：

1.掌握組織培養(yǎng)實驗室的設(shè)計和組成及各組成部分的作用

2.掌握組織培養(yǎng)常用的實驗儀器和設(shè)備及其使用方法

3.掌握調(diào)控組織培養(yǎng)的主要環(huán)境條件

在進行植物組織培養(yǎng)工作之前，首先應(yīng)對工作中需要哪些最基本的設(shè)備條件

有個全面的了解，以便因地制宜地利用現(xiàn)有房屋，或新建、改建實驗室。實驗室

的大小取決于工作的目的和規(guī)模。以工廠化生產(chǎn)為目的，實驗室規(guī)模太小，太小

則會限制生產(chǎn)，影響效率。在設(shè)計組織培養(yǎng)實驗室時，應(yīng)按組織培養(yǎng)程序來設(shè)計,

避免某些環(huán)節(jié)倒排，引起日后工作混亂。植物組織培養(yǎng)是在嚴格的無菌條件下進

行的。要做到無菌的條件，需要一定的設(shè)備、器材和用具，同時還需要人工控制

溫度、光照、濕度等培養(yǎng)條件。

第一節(jié)實驗室

一個標準的組織培養(yǎng)實驗室應(yīng)當包括洗滌室、配置室、無菌室、培養(yǎng)室、

觀察室等。在實際中可結(jié)合可行條件，合并一部分。

一、洗滌室

洗滌室完成玻璃器皿和其它儀器的清洗、干燥和貯存。室內(nèi)應(yīng)配備大型水槽,

用于培養(yǎng)器皿的洗滌，最好是內(nèi)襯白瓷磚的水泥槽。為防止碰壞玻璃器皿，可鋪

橡膠板，上下水道要暢通。備有大型塑料筐，用于放置培養(yǎng)器皿。可直接置于擱

架上，以節(jié)約空間和便于運輸工作。備有空干架，以空干涮凈的培養(yǎng)器皿。

二、配置室

準備室要求明亮、通風(fēng)。在準備室內(nèi)要完成培養(yǎng)基制備以及試管苗出瓶、清

洗與整理工作。如果房間較多，可將準備室分為洗滌室和配置室兩部分。洗滌室

專門負責試管苗出瓶與培養(yǎng)器皿的清洗工作；配置室則負責培養(yǎng)基的配制、分裝、

包扎和高壓滅菌等工作。

為完成培養(yǎng)基的制備工作，準備室還應(yīng)配備以下儀器設(shè)備：

1.大型工作臺其高度應(yīng)方便配制工作。

2.藥品柜用以放置常用藥品。

3.普通冰箱主要用于貯存母液、各種易變質(zhì)、易分解的化學(xué)藥品以及植

物材料等。

4.電子分析天平和托盤天平電子分析天平精確度為0.001g,用于稱取大

量元素、微量元素、維生素、激素等微量藥品；托盤天平精確度為0.1g,用于

稱取用量較大的糖和瓊脂等。天平應(yīng)放置在干燥、不受振動的固定操作臺上。

5.電蒸儲水器電蒸儲水器，采用硬質(zhì)玻璃或金屬制成。蒸儲水用于配

制母液或培養(yǎng)基，配培養(yǎng)基可用自來水來代替，若實驗要求嚴格的話，則須用蒸

儲水。

6.磁力攪拌器磁力攪拌器用于加速攪拌難溶的物質(zhì)，如各種化學(xué)物質(zhì)、

瓊脂粉等。磁力攪拌器還可加熱，使之更利于溶解。

7.恒溫水浴鍋水浴鍋用于難溶藥品的溶解、瓊脂的溶化等。若沒有水浴

鍋，也可用1500或2000W電爐或電飯鍋代替。電爐應(yīng)配有鋁鍋。

8.酸度計組織培養(yǎng)中培養(yǎng)基pH值的準確度是十分重要的，應(yīng)當使用酸

度計，若無酸度計，也可使用pH試紙進行粗測。首次使用酸度計前，應(yīng)用標準

液調(diào)節(jié)定位，然后固定。測量pH時，待測液必須充分攪拌均勻。如果培養(yǎng)基

溫度過高，測量時要調(diào)整pH計上的溫度扭使之和培養(yǎng)基溫度相當。注意保護

好玻璃電極，用后電極應(yīng)用蒸儲水沖洗凈，蓋上電極帽。

9.培養(yǎng)基分裝設(shè)備小型組織培養(yǎng)實驗室可采用燒杯、漏斗等作為分裝培

養(yǎng)基的工具。也可采用醫(yī)用“下口杯”作為分裝工具，在“下口杯”的下口管上

套一段軟膠管，加一彈簧止水夾，使用時非常合用。更大規(guī)模或要求更高效率時,

可考慮采用液體自動定量灌注設(shè)備。

10.高壓滅菌鍋用以進行培養(yǎng)基和器械用具的滅菌.。小規(guī)模實驗室可選用

小型手提式高壓滅菌鍋。如果是連續(xù)的大規(guī)模生產(chǎn)，應(yīng)選用大型立式的或臥式的

高壓滅菌鍋。通常以電作能源。

11.烘箱用于干燥洗凈的玻璃器皿，也可用于干熱滅菌和測定干物重。用

于干燥需保持80?100C；進行干熱滅菌需保持150C,達1?3小時；若測定

干物重，則溫度應(yīng)控制在80c烘干。

12.恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)有溫度調(diào)節(jié)器，生化培養(yǎng)箱還配有光源，用于植物材料

的培養(yǎng)。

三、接種室

接種室是是進行植物材料的分離接種及培養(yǎng)物轉(zhuǎn)移的一個重要操作室。其無

菌條件的好壞對組織培養(yǎng)成功與否起重要作用。

在工作方便的前提下，無菌操作室宜小不宜大，一般7?8m2；要求地面、天

花板及四壁盡可能密閉光潔，易于清潔和消毒。無菌操作室應(yīng)配置拉動門，以減

少開關(guān)門時的空氣擾動。

無菌操作室要求干爽安靜，清潔明亮，在適當位置吊裝1?2盞紫外線滅菌

燈，用以經(jīng)常地照射滅菌。最好能安置一小型空調(diào)，使室溫可控，這樣可讓門窗

緊閉，減少與外界空氣對流。

無菌操作室應(yīng)設(shè)有緩沖間，面積2m2為宜。進入無菌操作室前在此更衣?lián)Q

鞋，以減少進出時帶入雜菌。緩沖間最好也安一盞紫外滅菌燈，用以照射滅菌。

無菌操作室的主要設(shè)備及用具有：

1.接種箱在投資少的情況下，可以用接種箱來代替超凈臺。接種箱依靠

密閉、藥劑熏蒸和紫外燈照射來保證內(nèi)部空間無菌。但操作活動受限制，準備時

間長，工作效率低。接種箱可參考圖2—1自行仿制?，F(xiàn)在也有許多廠家能夠提

供很漂亮的有機玻璃做的接種箱。

圖2—1接種箱構(gòu)造圖

長700cm，上寬300cm,下寬450cm,高500cm。左右各有一個小拉門，背面

下方有進氣孔，頂上有出氣孔。

2.超凈臺超凈臺的優(yōu)點是操作方便自如，比較舒適，工作效率高，準備

時間短。開機10分鐘即可操作，可進行長時間使用。在工廠化生產(chǎn)中，接種工

作量很大，需要經(jīng)常長久地工作時，超凈臺是很理想的設(shè)備。超凈臺功率在145?

260W左右，它裝有小型鼓風(fēng)機，使空氣穿過一個前置過濾器，在這里把大部分

空氣塵埃先過濾掉，然后再使空氣穿過一個細致的高效過濾器，它除去了大于

0.3?m的塵埃、細菌和真菌抱子等。超凈空氣的流速為每分鐘24?30m,這已足

夠防止附近空氣襲擾而引起的污染，這樣的流速也不會妨礙采用酒精燈對器械等

的灼燒消毒。在這樣的無菌條件下操作，就可以保證無菌材料在轉(zhuǎn)移接種過程中

不受污染。

3.解剖鏡解剖鏡種類較多，用于分離微莖尖可采用雙筒實體解剖鏡。

雙筒解剖鏡在分離莖尖等較小組織時，便于觀察、操作，通常放大5?80倍。

放大40倍以上操作需要有相當熟練的技術(shù)和較好的工具。為進行操作，要有照

明裝置。解剖鏡上要求帶有照相裝置，根據(jù)需要隨時對所需材料進行攝影記錄。

4.無菌操作用的器具按單人超凈臺上的用量計：酒精燈1個；20?25cm

長的醫(yī)用鑲子1把；4號解剖刀1把，解剖刀片若干；15cm醫(yī)用剪1把；500ml

廣口瓶1只，內(nèi)放酒精，用于浸泡鏡子、刀、剪等；用于架放灼燒過的刀、鏡子

的小架。

5.擱架貯放高壓滅菌后等待接種的培養(yǎng)基。

四、培養(yǎng)室

是將接種的材料進行培養(yǎng)生長的場所。培養(yǎng)室的大小可根據(jù)需要的培養(yǎng)架的

大小、數(shù)目、及其它附屬設(shè)備而定。其設(shè)計以充分利用空間和節(jié)省能源為原則。

高度比培養(yǎng)架略高為宜，周圍墻壁要求有絕熱防火的性能。

培養(yǎng)材料放在培養(yǎng)架上培養(yǎng)。培養(yǎng)架大多由金屬制成，一般設(shè)5層，最低

一層離地高約100厘米，其它每層間隔30厘米左右，培養(yǎng)架即高1.7米左右。

培養(yǎng)架長度，因一般在每層上端裝置日光燈，以供照明，所以都是根據(jù)日光燈的

長度而設(shè)計，如采用40W日光燈，則長1.3m,30W的長1米即可。寬度-?般為

60cm。

培養(yǎng)室最重要的因子是溫度，一般保持在20?27c左右，可安裝窗式或立

式空調(diào)機。要求溫度因熱帶植物和寒帶植物等的種類不同而異，最好不同種類有

不同的培養(yǎng)室。

室內(nèi)濕度也要求恒定，相對濕度以保持在70?80%為好,可安裝加濕器。

培養(yǎng)架上裝置日光燈時，可安裝定時開關(guān)鐘控制照明時間，植物組織培養(yǎng)的

光照強度一般在1000~4000勒克斯（lux）,每天照明10-16小時，也有的需

要連續(xù)照明。短日照植物需要短日照條件，長日照植物需要長日照條件。

現(xiàn)代組培實驗室大多設(shè)計為采用天然太陽光照作為能源，這樣不但可以節(jié)

省能源，而且組培苗接受太陽光生長良好，馴化易成活。在陰雨天用燈光作補充。

第二節(jié)設(shè)備和器材

一、玻璃器皿

在組織培養(yǎng)中配制培養(yǎng)基和進行培養(yǎng)需大量的玻璃器皿。要求由堿性溶解

度小的硬質(zhì)玻璃制成，以保證長期貯存藥品及培養(yǎng)的效果；培養(yǎng)用的還要求透

光度好，能耐高壓高溫，能方便放入培養(yǎng)基和培養(yǎng)材料的器皿，根據(jù)培養(yǎng)的目

的和要求，可以采用不同種類、規(guī)格的玻璃器皿.其中以試管、三角瓶、培養(yǎng)皿

等使用較多。

最常使用的是三角瓶，規(guī)格有100、250、500毫升等，一般使用100毫升

三角瓶，無論靜止或振蕩培養(yǎng)皆適用。其培養(yǎng)面積大，利于組織生長，受光也

比試管好。由于瓶口較小，亦不易污染。

培養(yǎng)皿常用9、12厘米直徑等規(guī)格，要求上、下能密切吻合。這在游離細胞、

原生質(zhì)體、花粉等的靜置培養(yǎng)、看護培養(yǎng)、無菌種子的發(fā)芽、植物材料的分離等

都需采用。

試管常用口徑18X180mm或20X200mm規(guī)格。可用于培養(yǎng)較高的試管苗，

另外也不易污染。

培養(yǎng)器皿還可就地取材，采用一些代用品。工廠化生產(chǎn)可采用廣口的200ml

罐頭瓶，加蓋半透明的塑料蓋，由于瓶口大，所以大量繁殖時操作方便、工作

效率高，也減少了培養(yǎng)材料的損傷。但缺點是易引起污染。

目前，培養(yǎng)容器和制備培養(yǎng)基所需的玻璃器皿漸被塑料器皿所代替。塑料容

器具有質(zhì)輕、透明、不易破碎、成本低等優(yōu)點，如培養(yǎng)容器多為平底方盒形，可

增加培養(yǎng)的植株數(shù)，并能一層層地疊摞起來，從而節(jié)約空間。這類塑料制品多是

采用聚丙烯材料制成，能耐高溫，可進行高壓滅菌。有些產(chǎn)品為一次性消耗品，

不但可節(jié)省洗滌人工，還可節(jié)省時間，提高效率。一次性塑料容器或帶螺絲帽的

玻璃瓶，無須另外配蓋，使用時是非常方便的。

瓶口封塞可用多種方法，要具有一定的通氣性和密閉性，以防止培養(yǎng)基干燥

和雜菌污染。以前封口常用棉塞。不過這種封口辦法夏季極易污染，且不易保持

培養(yǎng)基濕度?，F(xiàn)在多采用聚丙烯塑料膜作為封口，以線繩結(jié)扎或橡皮圈箍扎。為

了增加通氣性，可在里面襯一層硫酸紙或牛皮紙。這樣經(jīng)濟方便，且通氣好。

也可采用專用的封口材料如封口膜。

在組織培養(yǎng)中配制培養(yǎng)基，貯藏母液，材料的消毒等需要各種化學(xué)實驗用的

玻璃器皿，包括100、250、1000毫升燒杯；100、1000毫升量筒；100、1000

毫升試劑瓶（棕色）等等。

二、器械用具

1.鑲子類

主要采用醫(yī)療上用的鏡子。根據(jù)操作的需要有各種類型，若用100毫升的

三角瓶作為培養(yǎng)瓶，可用20厘米長的鏡子。鑲子過短.容易使手接觸瓶口，造

成污染。鍍子太長，使用起來不靈活。某些微小部分的精細操作則用鐘表鑲子，

如在分離莖尖幼葉時，由于其尖端鋒利，所以幾乎可代替剪刀使用。

2.剪刀類

可采用五官科用的中型剪刀。主要用于切斷莖段、葉片等。也可以用彎形剪

刀，由于其頭部彎曲，可以深入到瓶口中進行剪切。

3.解剖刀

切割較小材料時可用解剖刀。分離莖尖分生組織，有時也用解剖刀。常用

的解剖刀刀片可以經(jīng)常調(diào)換，刀口要保持鋒利狀態(tài)，否則切割時會造成擠壓，引

起周圍細胞組織大量死亡，影響培養(yǎng)效果。

4.解剖針

解剖針用于深入到培養(yǎng)瓶中，轉(zhuǎn)移細胞或愈傷組織。也可用于分離微莖尖

的幼葉。

第三節(jié)培養(yǎng)條件

在植物組織培養(yǎng)中溫度、光照、濕度等各種環(huán)境條件，培養(yǎng)基組成、PH值、

滲透壓等各種化學(xué)環(huán)境條件都會影響組培苗的生長和發(fā)育。

一、溫度

溫度是組織培養(yǎng)過程中的重要因素。組織培養(yǎng)在最適溫度下生長分化表現(xiàn)

良好，大多數(shù)組織培養(yǎng)都是在23?27℃之間進行，很多研究者采用了25±2℃

的恒溫條件。低于15℃時培養(yǎng)，組織會表現(xiàn)生長停止，高于35c時對生長不利。

但是，不同植物培養(yǎng)的適溫不同。百合的最適溫度是20C、月季是25?27C、

番茄是28℃。溫度不僅影響組培苗的生長速度，也影響其分化增殖以及器官

建成等發(fā)育進程。如煙草芽的形成以28℃為最好，在12℃以下，33℃以上形成

率皆最低。

不同培養(yǎng)目標采用的培養(yǎng)溫度也不同，百合鱗片在30℃下再生的小鱗莖的發(fā)

葉速度和百分率都比在25c下的高。桃胚在2?5℃條件進行一定時間的低溫處

理，有利于提高胚培養(yǎng)成活率。用35℃處理草莓的莖尖分生組織3?5天，可

得到無病毒苗。

二、光照

組織培養(yǎng)中光照也是重要的條件之一，主要表現(xiàn)在光強、光質(zhì)、以及光照

時間方面：

1.光照強度光照強度對培養(yǎng)細胞的增殖和器官的分化有重要影響，從目

前的研究情況看，光照強度對外植體、細胞的最初分裂有明顯的影響。一般來

說，光照強度較強，幼苗生長的粗壯，而光照強度較弱幼苗容易徒長。

2.光質(zhì)

光質(zhì)對愈傷組織誘導(dǎo)，培養(yǎng)組織的增殖以及器官的分化都有明顯的影響。如

百合珠芽在紅光下培養(yǎng)，8周后，分化出愈傷組織。但在藍光下，兒周后才出

現(xiàn)愈傷組織，而唐菖蒲子球塊接種15天后，在藍光下培養(yǎng)首先出現(xiàn)芽，形成的

幼苗生長旺盛，而白光下幼苗纖細。

3.光周期

試管苗培養(yǎng)時要選用一定的光暗周期來進行組織培養(yǎng)，最常用的周期是16

小時的光照，8小時的黑暗，研究表明，對短日照敏感的品種的器官組織，在

短日照下易分化，而在長日照下產(chǎn)生愈傷組織，有時需要暗培養(yǎng)，尤其是一些

植物的愈傷組織在暗下比在光下更好。如紅花、烏柏樹的愈傷組織。

三、濕度

濕度的影響包括培養(yǎng)容器和環(huán)境的濕度條件，容器內(nèi)主要受培養(yǎng)基水分含

量和封口材料的影響。前者又受瓊脂含量的影響。在冬季應(yīng)適當減少瓊脂用量,

否則，將使培養(yǎng)基干硬，以致不利于外植體接觸或插進培養(yǎng)基，導(dǎo)致生長發(fā)育

受阻。封口材料直接影響容器內(nèi)濕度情況，但封閉度較高的封口材料易引起通透

性受阻，也導(dǎo)致生長發(fā)育受影響。

環(huán)境的相對濕度可以影響培養(yǎng)基的水分蒸發(fā)，一般要求70~80%的相

對濕度，常用加濕器或經(jīng)常灑水的方法來調(diào)節(jié)濕度。濕度過低會使培養(yǎng)基喪失

大量水分，導(dǎo)致培養(yǎng)基各種成分濃度的改變和滲透壓的升高,進而影響組織培養(yǎng)

的正常進行；過高時，易引起棉塞長霉，造成污染。

三、滲透壓

培養(yǎng)基中添加的鹽類、蔗糖、甘露醇及聚乙二醇類高分子化合物，影響到

滲透壓的變化。1?2個大氣壓對生長有促進作用，2個大氣壓以上就對生長

有阻礙作用，5~6個大氣壓生長就完全停止，6個大氣壓細胞就不能生存。

四、pH值

不同的植物對培養(yǎng)基最適pH值的要求也是不同的(表2-1),大多在5?

6.5左右，一般培養(yǎng)基皆掌握在5.8,這基本能適應(yīng)大多植物培養(yǎng)的需要。

表2-1不同植物的最適pH值

種類最適PH值種類最適PH值

杜鵑4.0月季5.8

越桔4.5胡蘿卜、石刁柏6.0

蠶豆5.5桃7.0

番茄、葡萄5.7

pH值適度因材料而異，也因培養(yǎng)基的組成而不同。以硝態(tài)氮作氮源和以錢

態(tài)氮作氮源就不一樣，后者較高一些。一般來說當PH高于6.5時，培養(yǎng)基全

變硬；低于5時，瓊脂不能很好地凝固。因為高溫滅菌會降低pH值(約().2?

0.3個pH)因此在配制時常提高pH值().2?0.3單位。pH值大小調(diào)整可

用0.1M的NaOH和0.1M的HC1來調(diào)整。1ml的NaOH可使pH值升高

0.2單位，1ml的HCL可使值降低0.2單位。調(diào)節(jié)時一定要充分攪拌均勻。

五、氣體

氧氣是組織培養(yǎng)中必需的因素，瓶蓋封閉時要考慮通氣問題，可用附有濾

氣膜的封口材料。通氣最好的是棉塞封閉瓶口，但棉塞易使培養(yǎng)基干燥，夏季

易引起污染。固體培養(yǎng)基可加進活性炭來增加通氣度，以利于發(fā)根。培養(yǎng)室要經(jīng)

常換氣，改善室內(nèi)的通氣狀況。液體振蕩培養(yǎng)時，要考慮振蕩的次數(shù)、振幅等，

同時要考慮容器的類型、培養(yǎng)基等。

本章小結(jié)

1.植物組織培養(yǎng)實驗室i般由洗滌室、配置室、接種室和培養(yǎng)室構(gòu)成。其

中，接種室是一個最為重要的操作室。

2.植物組織培養(yǎng)常用的設(shè)備和器材有：玻璃器皿，如試管、三角瓶、培養(yǎng)

皿等；器械用具，如鏡子、剪刀、解剖刀、解剖針等；儀器設(shè)備，如超凈工作臺、

冰箱、水浴鍋、高壓蒸汽滅菌鍋、烘箱等。

3.溫度、光照、氧氣、PH、濕度都會影響到組織培養(yǎng)成功率，因此，實際

培養(yǎng)外植體時，要根據(jù)不同的植物材.料，將上述因素調(diào)整到適宜的范圍。

復(fù)習(xí)思考題

1.因地制宜建一個組織培養(yǎng)實驗室，需要哪些組成部分？各部分的作用是

什么？

2.常規(guī)組織培養(yǎng)時，需要什么設(shè)備和器械？你是否會用？

3.組織培養(yǎng)中，PH有什么作用？如果PH過高或過低會有什么后果？

4.談?wù)劷M織培養(yǎng)中如何根據(jù)外植體的不同調(diào)整適宜的培養(yǎng)溫度？

第三章培養(yǎng)基

目的要求：

1.一般掌握培養(yǎng)基的種類、特點和各自的作用

2.掌握基本培養(yǎng)基的配方

3.一般掌握培養(yǎng)基的組成成分和適宜的劑量

4.掌握培養(yǎng)基母液和常用培養(yǎng)基的配制方法和步驟

5.熟練掌握培養(yǎng)基的分裝和滅菌方法

6.一般掌握培養(yǎng)基的篩選辦法

培養(yǎng)基是植物組織培養(yǎng)的重要基質(zhì)。在離體培養(yǎng)條件下，不同種植物的組織

對營養(yǎng)有不同的要求，甚至同一種植物不同部位的組織對營養(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。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，在建立一項新的培養(yǎng)系統(tǒng)時，首先必須找

到一合適的培養(yǎng)基，培養(yǎng)才有可能成功。在植物組織培養(yǎng)歷史進程中，事實上也

緊密地伴隨著培養(yǎng)基的研制史。對植物的營養(yǎng)要求的不斷認識，對已有培養(yǎng)基的

改進，或者將新發(fā)現(xiàn)的植物激素、新的有益成分應(yīng)用于培養(yǎng)基之中，都大大促進

了組織培養(yǎng)研究的迅速發(fā)展，取得越來越多的成功。

-、培養(yǎng)基的種類

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),他們對綠色植物的成分

進行了分析研究，根據(jù)植物從土中主要是吸收無機鹽營養(yǎng)，設(shè)計出了由無機鹽

組成的Sacks和Knop溶液，至今仍在作為基本的無機鹽培養(yǎng)基得到廣泛應(yīng)用。

以后根據(jù)不同目的進行改良產(chǎn)生了多種培養(yǎng)基，White培養(yǎng)基在四十年代用得

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)材料對營養(yǎng)的需要，并能生長快、分化快，且由于濃度高，在配制、

消毒過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，一直根據(jù)沿用的習(xí)慣。多數(shù)以發(fā)明人的名字來命名，如W

hite培養(yǎng)基，Murashige和Skoog培養(yǎng)基(簡稱MS培養(yǎng)基)，也有對某些

成分進行改良稱作改良培養(yǎng)基。

目前國際上流行的培養(yǎng)基有兒十種。常用的培養(yǎng)基及特點如下：

1.MS培養(yǎng)基它是1962年由Murashige和Skoog為培養(yǎng)煙草細胞而

設(shè)計的。特點是無機鹽和離子濃度較高，為較穩(wěn)定的平衡溶液。其養(yǎng)分的數(shù)量

和比例較合適，可滿足植物的營養(yǎng)和生理需要。它的硝酸鹽含量較其它培養(yǎng)基

為高，廣泛地用于植物的器官、花藥、細胞和原生質(zhì)體培養(yǎng)，效果良好。有些

培養(yǎng)基是由它演變而來的。

2.B5培養(yǎng)基是1968年由GamBorg等為培養(yǎng)大豆根細胞而設(shè)計的。其

主要特點是含有較低的錢，這可能對不少培養(yǎng)物的生長有抑制作用。從實踐得知

有些植物在B5培養(yǎng)基上生長更適宜，如雙子葉植物特別是木本植物。

3.White培養(yǎng)基是1943年由White為培養(yǎng)番茄根尖而設(shè)計的。1963

年又作了改良，稱作White改良培養(yǎng)基，提高了MgS04的濃度和增加了硼素。

其特點是無機鹽數(shù)量較低，適于生根培養(yǎng)。

4.N6培養(yǎng)基是1974年朱至清等為水稻等禾谷類作物花藥培養(yǎng)而設(shè)計

的。其特點是成分較簡單，KN03和（NH4）2s04含量高。在國內(nèi)已廣泛

應(yīng)用于小麥、水稻及其它植物的花藥培養(yǎng)和其它組織培養(yǎng)。

5.KM-8P培養(yǎng)基它是1974年為原生質(zhì)體培養(yǎng)而設(shè)計的。其特點是

有機成分較復(fù)雜。它包括了所有的單糖和維生素。廣泛用于原生質(zhì)體和融合體的

培養(yǎng)。常用培養(yǎng)配方如下：

表3-1MS和White培養(yǎng)基配方表

有機物MSWhite

（毫克/升）（毫克/升）

NHtN031650

KN03190080

CaCl2-2H20440

MgS04?7H2。370720

KH2P0,170

FeS04?7H.028.7

Na2-EDTA37.3

MnS04?H.022.37

ZnSO4?7H208.6

COC12?6H200.025

CuS04-5I-I2O0.0250.03

Na2MoO.1?2H200.25

H3BO36.2

KI0.830.75

煙酸(Vpp)0.50.5

鹽酸毗多醇(V昵)0.50.1

鹽酸硫胺素(VM)0.10.1

肌醇100

甘氨酸23

二、培養(yǎng)基的成分

培養(yǎng)基的成分主要可以分水、無機鹽、有機物、天然復(fù)合物、培養(yǎng)體的支

持材料等五大類。

1.水

水是植物原生質(zhì)體的組成成分，也是一切代謝過程的介質(zhì)和溶媒。它是生

命活動過程中不可缺少的物質(zhì)。配制培養(yǎng)基母液時要用蒸僧水，以保持母液及

培養(yǎng)基成分的精確性，防止貯藏過程發(fā)霉變質(zhì)。大規(guī)模生產(chǎn)時可用自來水。但在

少量研究上盡量用蒸馀水，以防成份的變化引起不良效果。

2.無機元素

大量元素，指濃度大于0.5mmol/l的元素，有N、P、K、Ca、Mg、S等。

其作用是：

(1)氮是蛋白質(zhì)、酶、葉綠素、維生素、核酸、磷脂、生物堿等的組成成

分，是生命不可缺少的物質(zhì)。在制備培養(yǎng)基時以硝態(tài)氮和錢態(tài)氮兩種形式供應(yīng)。

大多數(shù)培養(yǎng)基既含有硝態(tài)氮又含鍍態(tài)氮。鍍態(tài)氮對植物生長較為有利。供應(yīng)的

氮化物有硝酸銹、硫酸錢、硝酸鉀等。有時，也添加氨基酸來補充氮素。

(2)磷是磷脂的主要成分。而磷脂又是原生質(zhì)、細胞核的重要組成部分。

磷也是ATP、ADP等的組成成分。在植物組織培養(yǎng)過程中，向培養(yǎng)基內(nèi)添

加磷，不僅增加養(yǎng)分、提供能量，而且也促進對N的吸收，增加蛋白質(zhì)在植物

體中的積累。常用于培養(yǎng)基的磷化物有KH2P04或NaH2P04等。

(3)鉀是植物營養(yǎng)N、P、K之一。K對碳水化合物合成、轉(zhuǎn)移、以及氮

素代謝等有密切關(guān)系。K增加時，蛋白質(zhì)合成增加，維管束、纖維組織發(fā)達，

對胚的分化有促進作用。但濃度不易過大，一般為1?3mg/l為好。制備培養(yǎng)

基時，常以KCL、KN03等鹽類提供。

(4)Mg、S和CaMg是口|?綠素的組成成分，又是激酶的活化劑；S是

含S蛋白質(zhì)的組成成分。它們常以MgS04?7H2O提供。用量為1?3mg/l

較為適宜；Ca是構(gòu)成細胞壁的一種成分，Ca對細胞分裂、保護質(zhì)膜不受破

壞有顯著作用，常以CaC12?2H2。提供。

(5)微量元素指小于0.5mmol/l的元素，F(xiàn)e、B、Mn、Cu、Mo、Co

等。

鐵是一些氧化酶、細胞色素氧化酶、過氧化氫酶等的組成成分。同時，它

又是葉綠素形成的必要條件。培養(yǎng)基中的鐵對胚的形成、芽的分化和幼苗轉(zhuǎn)綠

有促進作用。在制做培養(yǎng)基時不用Fe2(S04)3和FeC13(因其在pH5.

2以上，易形成Fe(OH)3的不溶性沉淀)，而用FeS04-7H20和N

a2-EDTA結(jié)合成螯合物使用。B、Mn、Zn、Cu、Mo、Co等，也是植物

組織培養(yǎng)中不可缺少的元素，缺少這些物質(zhì)會導(dǎo)致生長，分裂異常。

總之，植物必需營養(yǎng)元素可組成各種化合物，參與機體的建造，成為結(jié)構(gòu)物

質(zhì)。也可構(gòu)成一些特殊的生理活性物質(zhì)，如酶、輔酶以及作為酶的活化劑，參與

活躍的新陳代謝。此外，還在維持離子濃度平衡、膠體穩(wěn)定、電荷平衡等電化學(xué)

方面起著重要作用。這些整株植物生長所必需的營養(yǎng)元素，對于植物組織培養(yǎng)來

說也是必需的。當某些營養(yǎng)元素供應(yīng)不足時，愈傷組織表現(xiàn)出一定的缺素癥狀。

如缺氮，會表現(xiàn)出一種花色素甘的顏色，不能形成導(dǎo)管；缺鐵，細胞停止分裂;

缺硫，表現(xiàn)出非常明顯的褪綠；缺鏡或鋁，則影響細胞的伸長。

3.有機化合物

培養(yǎng)基中若只含有大量元素與微量元素，常稱為基本培養(yǎng)基。為不同的培養(yǎng)

目的往往要加入一些有機物以利于快速生長。常加入的有機成分主要有以下幾

類：

（1）碳水化合物最常用的碳源是蔗糖，葡萄糖和果糖也是較好的碳源，可

支持許多組織很好的生長。麥芽糖、半乳糖、甘露糖和乳糖在組織培養(yǎng)中也有應(yīng)

用。蔗糖使用濃度在2?3%,常用3%,即配制1升培養(yǎng)基稱取30克蔗糖,

有時可用2.5%,但在胚培養(yǎng)時采用4?15%的高濃度，因蔗糖對胚狀體的

發(fā)育起重要作用。不同糖類對生長的影響不同。從各種糖對水稻根培養(yǎng)的影響來

看：以葡萄糖效果最好，果糖和蔗糖相當，麥芽糖差?些。不同植物不同組織的

糖類需要量也不同，實驗時要根據(jù)配方規(guī)定按量稱取，不能任意取量。高壓滅菌

時一部分糖發(fā)生分解、制定配方時要給予考慮。在大規(guī)模生產(chǎn)時，可用食用的綿

白糖代替。

（2）維生素（Vitamin）維生素類化合物在植物細胞里主要是以各種輔酶的

形式參與多項代謝活動，對生長、分化等有很好的促進作用。雖然大多數(shù)的植物

細胞在培養(yǎng)中都能合成所必需的維生素，但在數(shù)量上還明顯不足，通常需加入一

至數(shù)種維生素，以便獲得最良好的生長。主要有VBi（鹽酸硫胺素）、VB。（鹽

酸毗哆醇）、VPP（煙酸）、%（抗壞血酸）、有時還使用生物素、葉酸、VB?等。

一般用量為0.1?LOmg/1。，有時用量較高。VB1對愈傷組織的產(chǎn)生和生活力有

重要作用，VBs能促進根的生長，VPP與植物代謝和胚的發(fā)育有一定關(guān)系。V。有防

止組織變褐的作用。

（3）肌醇又叫環(huán)己六醇，在糖類的相互轉(zhuǎn)化中起重要作用。通?？捎闪姿?/p>

葡萄糖轉(zhuǎn)化而成，還可進一步生成果膠物質(zhì)，用于構(gòu)建細胞壁。肌醇與6分子磷

酸殘基相結(jié)合形成植酸，植酸與鈣、鎂等陽離子結(jié)合成植酸鈣鎂，植酸可進一步

形成磷脂，參與細胞膜的構(gòu)建。使用濃度一般為10。毫克/升，在適當?shù)那闆r

下使用肌醇，能促進愈傷組織的生長以及胚狀體和芽的形成。對組織和細胞的繁

殖、分化有促進作用，對細胞壁的形成也有作用。

(4)氨基酸是很好的有機氮源，可直接被細胞吸收利用。培養(yǎng)基中最常

用的氨基酸是甘氨酸，其它的如精氨酸、谷氨酸、谷酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、

丙氨酸等也常用。有時采用水解乳蛋白或水解酪蛋白，它們是牛乳用酶法等加工

的水解產(chǎn)物，是含有約二十種氨基酸的混合物，用量在10?1000mg/l之間。由

于它們營養(yǎng)豐富，極易引起污染。如在培養(yǎng)中無特別需要，以不用為宜。

(5)天然復(fù)合物其成分比較復(fù)雜，大多含氨基酸、激素、酶等一些復(fù)雜

化合物。它對細胞和組織的增殖與分化有明顯的促進作用，但對器官的分化作用

不明顯。它的成分大多不清楚，所以一般應(yīng)盡量避免使用，特別是新的生長調(diào)節(jié)

物質(zhì)不斷產(chǎn)生，更縮小了它的使用范圍?？墒怯捎谄鋵σ恍╇y以生長培養(yǎng)材料的

特殊作用，所以在…些試驗中還常常應(yīng)用它。

①椰乳是椰乳的液體胚乳。它是使用最多、效果最大的一種天然復(fù)合物。

一般使用濃度在10?20%,與其果實成熟度及產(chǎn)地關(guān)系也很大。它在愈傷組

織和細胞培養(yǎng)中有促進作用。在馬鈴薯莖尖分生組織和草莓微莖尖培養(yǎng)中起明顯

的促進作用，但莖尖組織的大小若超過1毫米時，椰乳就不發(fā)生作用。

②香蕉用量為150?200毫升。用黃熟的小香蕉，加入培養(yǎng)基后變?yōu)?/p>

紫色。對pH的緩沖作用大。主要在蘭花的組織培養(yǎng)中應(yīng)用，對發(fā)育有促進作用。

③馬鈴薯去掉皮和芽后，加水煮30分鐘，再經(jīng)過過濾，取其濾液使用。

用量為150~200克/升。對pH緩沖作用也大。添加后可得到健壯的植株。

④水解酪蛋白為蛋白質(zhì)的水解物，主要成分為氨基酸，使用濃度為10

0~200毫克/升。受酸和酶的作用易分解，使用時要注意。

⑤其它酵母提取