2.5.培养基的基本成分及其作用在线视频

大家好

同的植物种类和组织对培养基的要求不同

培养基是决定植物组织培养成败的关键因素之一

因此

了解培养基的成分并筛选合适的培养基是极其重要的

培养基的构成要素通常可分为

水分无机盐类有机营养成分植物生长调节物质天然物质凝固剂等

要素1.水分

水分是一切生物生命活动的物质基础

细胞内生化反应的进行都是以水为介质

而水分又是很多生物化学反应的原料或代谢产物

植物的生命活动离不开水构成培养基的绝大部分为水分

在研究上常用蒸馏水来配制培养基而最为理想的水应该是纯水

在生产上也是用蒸馏水来配制培养基

为了降低成本有时也可以用高质量的自来水

来替代蒸馏水

由于自来水中除了含有大量的钙

镁氯和其他金属离子

还含有有机物质因此最好将自来水煮沸

经过冷却沉淀后再使用

要素2.无机盐类

在无机盐类中

根据植物的需要量可以分为大量元素和微量元素

大量元素

在植物体内含量占干重的0.1%～10%

其浓度一般大于0.5mmol/L

植物从培养基中吸收的大量元素有氮

磷钾钙镁和硫

它们是构成植物细胞中核酸蛋白质以及生物膜系统等

必不可少的营养元素

在培养基中添加的氮元素可以有两种形态

即硝态氮和铵态氮

硝态氮通常以硝酸铵或硝酸钾的形式添加

磷是植物必需的大量元素之一它不仅在能量的贮存

转化中起作用而且又是核酸和蛋白质以及细胞膜的主要成分

在许多生理代谢中起着无法替代的作用

在植物组织培养的培养基中磷以磷酸根离子形式添加

钾钙镁硫等其他大量元素

也是植物生长和分化所必需的

钾不仅在细胞渗透压调节方面起重要作用

对胡萝卜不定胚的分化起促进作用

其他大量元素的缺乏也会影响酶的活性和新陈代谢

从而

对组织的生长和分化产生不利的影响

钙镁硫等主要参与细胞壁的构成影响光合作用

促进代谢等生理活动

钙镁和硫的浓度在1～3mmol/L左右

常常以镁盐钙盐和硫酸盐的形式供给

微量元素

培养基中添加的微量元素包括铁

锰 锌 硼 钴 钼 铜 氯

它们在培养基中的添加量虽然很少但也是不可缺少的

这些元素是很多酶和辅酶的重要成分

直接影响着蛋白质的活性铁与叶绿素的合成有关

在没有铁的培养基上生长组织会产生黄化或死亡现象

铁通常以硫酸亚铁与乙二胺四乙酸二钠螯合物的形式添加

否则容易出现沉淀现象

要素3.有机营养成分

1.糖类 糖是非常重要的有机营养成分

对于植物组织培养中幼小的外植体而言

由于其光合作用的能力较弱

培养基中的糖类物质就成了其生命活动中必不可少的碳源

糖的作用还有调节培养基渗透压的作用

添加的糖类有蔗糖葡萄糖

果糖和麦芽糖等其中蔗糖使用最多

蔗糖的浓度范围一般在每升10～50g之间

其中以30g应用较多

维生素类

在植物组织培养中由于外植体较小而生长较弱

维生素类物质的添加对于植物组织的生长和分化有良好的促进作用

在培养基中常用的维生素类有维生素B1

维生素B6维生素B12维生素C烟酸和生物素等

其使用浓度一般为每升0.1～1mg

维生素C还有防止组织褐变的作用

氨基酸类

在培养基中常用的氨基酸有甘氨酸酪氨酸

丝氨酸谷氨酰胺天门冬酰胺等

这些氨基酸类物质不仅为培养物提供有机氮源

同时也对外植体的生长以及不定芽

不定胚的分化起促进作用 用量一般在每升 1～3mg

此外

水解酪蛋白和水解乳蛋白对胚状体的形成也有良好的促进效果

除此之外

肌醇也是常用的有机营养成分之一

它有助于提高维生素Bl的效果

促进愈伤组织形成和不定芽不定胚的分化

用量一般为每升50～100mg

要素4.植物生长调节剂

物生长调节剂在植物组织培养基中的用量虽然微小但是其作用很大

可以说植物生长调节剂在植物组织培养中起着极其关键的作用

它不仅可以促进植物组织的脱分化和愈伤组织的形成

还可以诱导不定芽不定胚的形成

最常用的有生长素类和细胞分裂素类有时也会用到赤霉素和脱落酸

生长素类

在植物组织培养中生长素在诱导愈伤组织形成

和生根方面起着重要的作用常用的有吲哚乙酸萘乙酸

2，4-二氯苯氧乙酸,也就是2,4-D

和吲哚丁酸等

2,4-D在某些植物的组织培养中还会诱导不定胚的形成

生长素与细胞分裂素的配合使用对于器官形成

和植物体再生可以起到调控作用

但吲哚乙酸在高压灭菌时会受到破坏

因此最好采用过滤除菌方法

生长素在培养基中的使用浓度一般为每升10的负7次方到负5次方mol

高浓度的生长素对芽的形成往往有抑制作用

细胞分裂素

在培养基中添加细胞分裂素

其目的在于促进细胞分裂诱导愈伤组织

不定芽和不定胚的产生

高浓度的细胞分裂素会抑制根的产生

在植物组织培养中除激动素玉米素外

具有同样作用的6-苄氨基腺嘌呤

2-异戊烯腺嘌呤

噻苯隆等其中以噻苯隆诱导不定芽的作用较大

但它也很容易引起培养物的玻璃化

细胞分裂素的使用浓度

一般在在每升10的负7次方到10的负5次方mol 之间

在细胞分裂素中

玉米素的价格较贵在高压灭菌时容易被破坏

而6-苄氨基腺嘌呤和激动素则性能稳定价格相对便宜

是玉米素对某些植物不定胚的诱导效果较好

赤霉素

赤霉素,常使用的是赤霉酸

GA3,赤霉酸对节的伸长和器官形成有良好的促进作用

脱落酸

抑制生长促进休眠促进不定胚成熟等作用

在植物种质资源超低温冷冻保存时

可以用来促使植物停止生长和抗寒力的形成从而保证冷冻保存的顺利进行

要素5.天然有机添加物质

椰子汁 酵母提取液 番茄汁 黄瓜汁

香蕉泥等天然有机物质的添加有时会有良好的效果

在这些天然的有机物质中通常富含有机营养成分或生理活性物质

但是由于这些天然有机物质成分复杂

常因品种产地和成熟度等因素而变化

因此，试验的重复性比较差

另外有些天然有机物质还会因高压灭菌而变性

从而失去效果这时应采取过滤的方法进行除菌

要素6.凝固剂

在配制固体培养基时需要使用凝固剂最常用的凝固剂是琼脂

用量一般在每升6～l0克之间

当培养基pH偏低或琼脂纯度不高时应适当增加其用量

在灭菌时间过长或湿度过高时也会影响琼脂的凝固性

要素7.培养基的pH

pH是培养基的一个非常重要的要素

在灭菌前培养基的pH一般被调节到5.5～6.0之间

最常用的pH为5.7～5.8灭菌后

pH会有所下降一般下降幅度为0.2左右

pH应该依所培养的植物种类来确定

pH过高时培养基会变硬pH过低时则影响培养基的凝固

配制培养基时

常用lmol或0.lmol每升的NaOH和HCL溶液来进行调整