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第一节
组织培养

组织培养就是根据植物细胞具有的全能性、再生能力和分生能力,在人工控制的环境和无菌条件下,从多细胞植物个体上取出细胞、组织或器官(如芽、茎尖、根尖等)的一部分,接种到特制的培养基上(或特定的条件下),利用玻璃容器进行培养,这些器官或组织会产生细胞分裂形成新的组织,这种新的组织在适合的光照、温度和一定的营养物质和激素条件下会产生分化,生长出各种植物的器官和组织,进而发育成一棵完整的植株。

此方法是植物快速繁殖和保存种质材料以及培育无病毒苗的一种好方法,是现代最先进的植物繁殖方法。

一、组织培养优势

(1)能够保持母本的优良性状。

(2)节省人力、土地,管理方便 组织培养的材料是三角瓶或试管,可以充分利用空间。例如,一间30米 2 的培养室就能摆放1万多个三角瓶,可繁殖几万株苗,且周转快,全年均可连续培养。

(3)节约繁殖材料 采用一小部分组织或器官就能繁殖出大量花木苗。

(4)快速 从优良母本上取一小块组织,在合适条件下经过离体培养,一年之内就能繁殖出上万株花木苗,推广迅速。

(5)去病毒 组织培养可以进行脱毒,保证花卉质量,育出无病株。而其他无论是嫁接、扦插或种子播种都可能会使植株感染病毒,影响花卉质量,降低观赏性。目前,水仙、非洲菊、百合、香石竹等已组织培养出无病毒植株。

(6)可进行无性繁殖 对于一些生产上难以用其他方法进行无性繁殖的花木可用组织培养的方法。

(7)复壮品种 长期无性繁殖易产生品种退化,用组织培养可复壮品种。

二、组织培养分类

根据培养的植物组织不同,可把组织培养分为以下几类。

(1)胚胎培养 把从植物胚珠中分离出来的成熟或未成熟的胚作为外植体的离体进行无菌培养。

(2)器官培养 以植物的根、茎、叶、花、果等器官作为外植体的离体进行无菌培养。如把根的根尖和切段,茎的茎尖、茎节和切段,叶的叶原基、叶片、叶柄、叶鞘和子叶,花器的花瓣、雄蕊(花药、花丝)、胚珠、子房、果实等进行离体无菌培养。

(3)组织培养 以分离出植物各部位的组织,如分生组织、形成层、木质部、韧皮部、表皮、皮层、胚乳组织、薄壁组织、髓部等作为外植体进行离体无菌培养。

(4)细胞培养 以单个游离细胞,如用果酸酶从组织中分离的体细胞,或花粉细胞、卵细胞作为接种体的离体无菌培养。

(5)原生质体培养 以去除了细胞壁的原生质为外植体的离体无菌培养。

三、培养材料

培养材料要根据培养目的不同进行适当选择,选择的基本要求是容易诱导,带菌少。

选取植物组织内部无菌材料,因此要从健壮的花卉植株上选取材料,不要选取带伤口或有病虫害的材料。另一方面要在晴天最好是中午或下午选取材料,不要在雨大、阴天或露水没干的时候选取材料。健康的植株或晴天光合呼吸旺盛的组织,自身消毒作用强,才会无菌。

从外界或室内选取的植物材料,或多或少地会带有各种微生物。这些污染源一旦带入培养基,就会对培养基造成污染,因此植物材料一定要经过严格表面灭菌处理,再经过无菌操作接种到培养基上。

四、组织培养的设备设施

组织培养的设备包括准备室、接种室(无菌操作室)和培养室。

1.准备室

准备室主要是用来完成洗涤各种器皿、培养基配制、分装、包扎、高压灭菌、药品贮藏等环节的地方。准备室要求明亮、通风。室内主要设备和器皿有工作台、药品柜、电冰箱、分析天平、高压灭菌锅、酸度计、干燥箱、蒸馏水发生器、三角瓶、试管、烧杯、量筒、容量瓶、移液管、pH试纸、电炉等。

2.接种室

接种室又叫无菌操作室,是进行无菌工作的场所。无菌室要求地面清洁、干燥,有紫外灯随时为室内杀菌。室内主要的设备和器皿有超净台、紫外灯管、小推车、镊子、培养瓶、解剖刀、培养皿、解剖针等。

3.培养室

培养室是植物材料分化生长的场所,温度常年保持在25℃左右,要能保温隔热,并且具有很好的防寒性,能做到冬暖夏凉。室内空气要干燥清洁,定期进行消毒。主要设备有空调机、电暖器、培养架、温湿度表、温度自动记录仪、日光灯等。

五、组织培养的操作方法

1.植物材料的灭菌

植物材料灭菌通常选用的消毒剂有0.1%~1%氯化汞、4~50毫克/升抗生素、9%~10%次氯酸钙、2%次氯酸钠、1%硝酸银、1%~2%溴水等。消毒时,先将植物材料漂洗去尘,用滤纸吸干表面水分,再在70%乙醇中浸泡15~30秒,最后再浸入消毒剂中5~60分钟,取出后用无菌水冲洗3~4次,滤纸吸干备用。

2.植物材料的切取

组织培养取用材料的部位、大小、时间及植物生理状态都会影响培养效果。一般切取的最适期应为分生能力强的生长初期,切取的部位应选取茎尖、节间、根尖、嫩叶基部的分生组织处及形成层部位。初代培养外植体应根据原来植物的形状大小而定,一般在数十毫克至100毫克之间,太小不易产生愈伤组织。

3.培养基配制

培养基的配制对培养成功与否起着非常重要的作用。

培养基主要由水、大量元素(氮、磷、钾、钙、硫、镁)、微量元素(铁、锰、锌、硼、铜、钼、钴等)、蔗糖、琼脂、吲哚乙酸、吲哚丁酸、萘乙酸、细胞分裂素、肌醇、氨基酸、天然化合物(椰乳、香蕉、马铃薯、酵母提取液等)等。

为了简单方便,人们通常配制一些浓溶液,等到用时稀释一下,作为培养基使用。这些浓溶液就是储备溶液,又称为母液。平时将母液放在冰箱中贮藏。待到使用的时候,可以取一定母液稀释,再加上蔗糖、琼脂,配制成一定酸碱度的培养基。把配制好的培养基倒入广口瓶,置于高压锅中消毒灭菌20分钟。

六、试管苗移植

移植是试管苗生产的最后一道工序。试管苗长出1~2厘米白色的根,并形成侧根或根毛时,即可移植。移植时先放在室外在自然光照下锻炼2~3天,再用镊子从瓶中取出把植物的根系用琼脂冲洗干净进行栽植。移植后用细孔喷壶淋水,再用玻璃或塑料罩保湿,1周后除去塑料罩,浇少许培养液,2~4周后进行常规管理即可。 BljHyGzHTqUi3jCwgr8N6oenBJnGRz69loRp/Koragn1Mkv7NrMq7gOYaBdV+CbG

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