植物组织培养过程中的影响因素

1、植物组织培养过程中的影响因素生化制药班20120614128 袁汉辉摘要：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

2、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

3、，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CO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

4、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

5、，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；当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 一 D等，各种生长素其作用和效 果并不一样，2, 4 一 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. 5 pH值与培养基支持体在组培生产中，pH值一般在5. 06. 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

6、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

7、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。活性炭增强自主创新能力和产业带动能力；支持林业高新技术 发展，扩展其扶持领域，鼓励以生物产业为主的高新技术产业 的发展，促进企业科技创新、林业产业升级和林业产业经济 增长方式转变。5. 3促进林业产业区域统筹协调发展统筹国内与国际、全国与区域、城市与农村林业产业协调发展，做好地区之 间、行业之间林业产业建设与发展的协调和衔接，走市场化、专业化、社会化的 发展道路。合理布局

8、重大项目，按照林业区划，实行分类经营，形成以优势产业 和名牌产品为主体的产业带和产业集群，加强上下游产业的紧密联系，按照循环 经济的模式，形成资源共享和废物循环利用的生态产业链，有效地利用资源和保 护环境，走新型工业化道路。各地区要从本地区经济发展的实际出发，因地制宜， 统筹规划，科学弓I导林业产业的发展，防止盲目 攀比和重复建设。5. 4充分发挥行业协会的作用促进林业产业调整与振兴充分发挥林业产业协会在林业产业发展、技术进 步、标准制订、贸易促进、行业准入和公共服务等方面的桥梁纽带作用。抓紧开 展森林经营认证、林产品进出口和国内产销监管链认证，鼓励和促进林业企业通 过IS0 9000质量体系

9、和IS0 14000环境质量等认证；配合政府，对林产品进口 进行非政府行为的行业协调，受政府委托对国内应淘汰产品，通过组织制订和实 施行标和实施监管进行清理整顿；在政府指导下，组织应对反倾销、反补贴等国 际贸易摩擦，及时反映行业情况和问题以及企业诉求，引导企业落实产业政策，加强行业自律，促进林业产业调整与振兴。6规划实施国务院各部门要按照规划的工作分工，加强沟通协商，密切配合，尽快 制订和完善各项配套政策措施，确保实现林业产业调整和振兴三年目标。要建立 部门联合发布信息制度，适当向社会发布产业调整和振兴的有关信息。有关部门 要适时开展规划的后评价工作，及时提出评价意见。各地区要按照规划 确定的

10、目标、任务和政策措施，结合当地实际抓紧制订具体落实方案，确保取得 实效。各省(区、市)要将具体工作方案和实施过程中新情况、新问题及时报送国 家林业局。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1618h - d的光照即可满足生长发育的需要。但不同的植株及不同 的培养目的光照也有一定的差异。苹果在1624hd的光期下会降低增殖率， 而多数葡萄品种的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

11、。ARELLO等的研究则发现，Kielmeyera conacea试管苗的带芽茎段培养在 1216hd光照条件下，幼苗的增殖率最高。光照主要是满足植物形态建成的 需要，3005001x的光强已经可以保证，但对绝大多数花卉来说，2 0003 0001x 比较合适。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252 都能正常地被诱导、增殖和生根，低于l0C会停止生长，高于33C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2530(2为宜，而高山性和北方性植 物以152OC为宜。昼夜温差有

12、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c0：质量浓度在1 3001 500g - L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TOTd时，DIF大，试管苗的节问长；当YpTd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