---根对生长素最敏感,在极低的浓度下,(10-5-10-8ng/L) 可促进生长,其次是茎和芽。
---天然的生长素稳定性差,易被高温高压或光照破坏,在植物体内也易受到体内酶的分解。组织培养中常用人工合成的生长素类物质。
IAA(indo acetic acid吲哚乙酸) 天然存在,亦可人工合成,是生长素中活力最弱的,对器官形成的副作用小,易受高温、高压、光破坏,易被细胞中的IAA分解酶降解。
NAA(naphthalene acetic acid萘乙酸)启动组织培养的能力比IAA高出3-4倍,可人工合成,耐高温高压,不易被分解破坏,应用较普遍。广泛用于生根,与细胞分裂素互作促进芽的增殖和生长。
IBA(indolebutyri acid吲哚丁酸)促进发根的生长调节物质。
2,4-D(2,4-二氯苯氧乙酸)启动能力比IAA高10倍,特别促进愈伤组织的形成,但强烈抑制芽的形成,影响器官的发育。适宜的用量范围较狭窄,过量常有毒效应。
2)细胞分裂素类 ( cytokinin )
腺嘌吟的衍生物,包括6-BA(6-苄基氨基嘌呤)、Kt (kinetin 激动素)、Zt (zeatin 玉米素)等。其中Zt活性最强,但非常昂贵,常用的是6-BA。
---在培养基中添加细胞分裂素有三个作用: ①诱导芽的分化,促进侧芽萌发生长。 ②促进细胞分裂与扩大。 ③抑制根的分化。 3)激素配比模式
生长素与细胞分裂素的比例决定着发育的方向
高:有利于根的形成和愈伤组织的形成
适中:有利于根芽的分化 生长素/细胞分裂素
低:有利于芽的形成
---使用浓度因植物的种类、部位、时期、内源激素等的不同而异,一般生长素浓度为0.05-5mg/L,细胞分裂素0.05-10mg/L。
4) GA ( gibberellic acid赤霉素)
20多种,生理活性及作用的种类、部位、效应等各有不同、培养基中添加的是GA3。
---赤霉素和生长素协同作用,影响形成层的分化。生长素/赤霉素比值高时有利于木质部分化,比值低时有利于韧皮部分化;
---赤霉素可用于打破休眠,促进种子、块茎、鳞茎等提前萌发;促进幼苗茎的伸长生长,促进不定胚发育;在器官形成后添加赤霉素,可促进器官或胚状体的生长。
7. 比较固体培养和液体培养的优缺点
固体与液体比较:
优点:操作简便,便于经常观察研究等。
缺点:培养物与培养基的接触(即吸收)面积小,各种养分在琼脂中扩散较慢,影响养分的充分利用;同时培养排除的一些代谢废物,聚集在吸收表面,对组织产生毒害作用。
固体培养法:用琼脂固化培养基培养植物材料的最常用方法。该方法设备简单,易行,但养分分布不均,生长速度不均衡,并常有褐化中毒现象发生。
液体培养法:用不加固化剂的液体培养基培养植物材料的方法。由于液体中氧气含量较少,所以通常需要通过搅动或振动培养液的方法以确保氧气的供给,采用往复式摇床或旋转式摇床进行培养,其速度一般为50-100r/min。技能使培养基均一,又能保证氧气的供给。
8. 解释高压灭菌时排除锅内空气的原因和过程
增压前,完全排除锅内空气,使锅内全部是水蒸气,灭菌才能彻底。
---常用方法是:关闭放气阀,通电后,待压力上升到O.05MPa时,打开放气阀,放出空气,待压力表指针
归零后,再关闭放气阀。关阀再通电后,压力表上升达到压力0.1-0.15MPa,20min。
9. 灭菌的过程
培养基的高压灭菌包括以下几个步骤: 首先,往高压灭菌锅内(外层锅内加水),加水水位高度不超过支柱高度。
其次,将分装好的培养基及所需灭菌的各种用具、蒸馏水等,放入高压灭菌锅的消毒桶内,盖好锅盖,对称拧紧螺丝。
第三,加热高压灭菌锅,打开放气阀,待煮沸排出冷空气后再关闭。 第四,锅上压力表指针开始移动,当指针移至1.1—1.2 kg/cm2,温度为121℃时,维持该压力20min即可切断电源,待压力降为0后,才能打开锅盖。
10. 选择外植体应考虑哪些因素?
1、 植物种质的选择:易于离体培养的品系;生产、研究上有重大意义的品系;考虑褐化问题。 2、 外植体的大小:外植体的表面积、体积、细胞数量会影响培养效果。
一般选择1-2cm左右大小。太大容易污染,太小不易启动或启动后仅产生愈伤组织。 特殊组织器官按器官或组织单位切离。
3、外植体的年龄和着生部位:外植体的幼化程度直接影响组织培养的结果。 来源于幼年植物的外植体比源于成年植株的外植体更易培养。 较低部位外植体要比上部的外植体容易启动。
4、取外植体的季节和时间:处于生长季节的外植体更易培养。 春季取材含菌数少,秋冬季取材难以成功。 雨季、湿热季节取材难以成功。
种质优良,植株健壮,取材的最适时期,适宜的大小
11. 外植体消毒的过程
第一步,将采来的植物材料除去不用的部分,冲洗干净,把材料切割成适当大小。易漂浮或细小的材料,可装入纱布袋内冲洗。洗衣粉可除去轻度附着在植物表面的污物,除去脂质性的物质,便于灭菌液的直接接触;另外一种理想的清洗物质是表面活性物质—Tween80
第二步,在超净台或接种箱内,对材料的表面浸润灭菌。用70%酒精浸10~30s。70%酒精具有浸润植物组织材料的作用,70%酒精具有较强的杀菌力70%酒精穿透力强,易杀伤植物细胞,浸润时间不能过长。
第三步,用灭菌剂处理。表面灭菌剂的种类较多,可根据情况选取。用灭菌剂处理后,需要用无菌水冲洗数次。 具体过程:
1. 把沥干的植物材料转放到烧杯或其他器皿中,记好时间,倒人消毒溶液,不时用玻璃棒轻轻搅动,以促进材料
各部分与消毒溶液充分接触,使消毒彻底。
2. 在结束前1-2min,把消毒液倾入一备好的大烧杯内,倾净后立即倒入无菌水,轻搅涮洗。灭菌时间是从倒入消
毒液开始,至倒入无菌水时为止。
3. 在灭菌溶液中加吐温-80或Triton X效果较好,这些表面活性剂主要作用是使药剂更易于展布,更容易浸人到
灭菌的材料表面。但吐温加入后对材料的伤害也在增加,应注意吐温的用量和灭菌时间,一般加入灭菌液的O.5%。 4. 最后用无菌水涮洗,每次3min左右,视采用的消毒液种类,涮洗3-l0次左右,以免除消毒剂杀伤植物细胞的
副作用。
12. 分析组织培养过程中影响褐变的因素
①植物品种:不同品种的褐变程度是不同的,主要在于多酚氧化酶活性上的差异,因此在培养过程中,应该对不同的品种分别进行处理。
②生理状态:由于外植体的生理状态不同,接种后褐变程度也有所不同。
处于幼龄期的植物材料或幼嫩的组织褐变程度不明显,而从成年的植株或老熟的组织采收的外植体,含醌类物质较多,容易褐变。
③培养基成分:无机盐浓度过高,会使某些观赏植物的褐变程度增加;细胞分裂素的水平过高会刺激某些外植体的多酚氧化酶的活性,从而使褐变现象加深。
④培养条件不当:光照过强、温度过高、培养时间过长等,均可使多酚氧化酶的活性提高,从而加速被培养的外植体的褐变程度。
13. 分析组织培养过程中玻璃化现象产生的原因
在试管苗玻璃化过程中,作为内源激素的乙烯从代谢调节上起了关键性启动作用,乙烯的产生则取决于培养环境中的胁迫条件,如水势不当,通气不畅(造成缺氧)及培养基用BA量过高等;乙烯产生后引发了其他激素质和量上的改变及酶类的变化;因此发生蛋白质、纤维素和木质素的合成障碍及降解,叶绿素分解黄化,逐渐形成玻璃化症状
琼脂和蔗糖浓度与玻璃化成负相关,琼脂或蔗糖浓度越高,玻璃苗的比率越低。培养基中BA浓度和培养温度与玻璃化成正相关,BA浓度越高或培养温度越高,玻璃苗比率越大。培养瓶内气体与外界交换不畅。培养基中无机离子种类及比例不当:培养基中高的含N量,特别是高的氨态N,也是导致玻璃化的因素。不同种类、不同部位、不同大小的外植体,试管苗的玻璃化程度有所差异。
14. 试管苗的特点和驯化的目的
特点:1、试管苗的生态环境:高温且恒温、高湿、弱光、无菌(1)生长细弱;(2)光合作用差3)试管苗叶片的角质层不发达,叶片通常没有表皮毛,或仅有较少表皮毛,(4)叶片气孔数目多(5)根的吸收功能弱(6)对逆境的适应和抵抗能力差
驯化的目的:通过减肥、增光、降温、控水等措施,提高试管苗对外界环境条件的适应性,提高光合作用的能力,提高试管苗的移栽成活率。
15. 组织培养过程中外植体成苗的途径
(1)外植体→根、芽→试管苗(器官发生途径):顶芽和腋芽的发育。采用顶芽、侧芽或带有芽的茎切段为外植体--加入细胞分裂素,可促使具有顶芽或休眠侧芽启动生长,从而形成一个微型的多枝多芽的小灌木丛状结构。-将丛生苗的枝条转接继代,重复芽-苗增殖的培养,迅速获得多数的嫩茎。---将一部分嫩茎转移到生根培养基上,获得完整的小植株。这种繁殖方式不经过愈伤组织而再生,能使无性系后代保持原品种特性,也称作微型扦插、定芽培养
(2)外植体→愈伤组织→根、芽→试管苗(愈伤组织途径):在培养中,由外植体经愈伤组织产生不定芽。先脱分化,形成愈伤组织细胞,然后再分化,由分生组织形成器官原基(它在构成器官的纵轴上表现出单向的极性,与胚状体不同)。多数情况下先形成芽,后形成根。 (3)外植体→胚状体→试管苗(胚状体途径):1)外植体细胞脱分化: 外植体发生细胞分裂,进而形成愈伤组织。2)胚状体形成:细胞经脱分化后,发生持续细胞分裂增殖,并依次经过原胚期、球形胚期、心形胚期、鱼雷形胚期和子叶期,进而成为成熟的有机体。3)胚状体再发育成完整植株:在外观上,这种方式和不定芽均有光滑、圆形突起的形状。
根、芽途径:周期短,成苗易,产量中,更适于脱毒。愈伤组织途径:周期长,成苗难,产量高,更适于快繁。胚状体途径:周期长,成苗中,产量中,更适于种质保存
16. 优良的愈伤组织所必备的特性
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优良的愈伤组织通常必须具备2-3个特性: 高度的胚性或再分化能力,以便再生植物。
容易散碎,以便建立优良的悬浮系、分离原生质体。
旺盛的自我增殖能力,以便建立大规模的愈伤组织无性系。 经过长期继代而不丧失胚性,以利于进行各种遗传操作。

