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1、第三章愈傷組織培養(yǎng)?主要內(nèi)容:?材料的制備?愈傷誘導與分化?形態(tài)發(fā)生?愈傷的培養(yǎng)第一節(jié)植物材料(外植體)的制備1.一般植物組織都能誘發(fā)愈傷組織。:誘導愈傷組織的成敗關鍵主要不是實驗材料,而是培養(yǎng)條件,其中激素的成分和濃度是最重要的因素。雙子葉植物為最多,單子葉植物(1990’s),此外,裸子植物、蕨類和蘚類植物也有誘發(fā)成功的例子。2.材料必須完全無菌微生物一旦與培養(yǎng)基接觸,就迅速繁殖,抑制愈傷組織的生長。用抗菌素來抑制微生物的生長,在短時間有效,而且抗菌素只能對一定譜系中的細菌才產(chǎn)生作用,該譜系以外的微生物仍然可以大量繁殖??咕剡€可能抑制
2、植物組織的生長。得到無菌材料,植物組織必須先進行消毒。有好幾種化學試劑都能起到表面消毒的作用,試劑的選擇及處理時間的長短要根據(jù)材料對試劑的敏感性來決定。一般都采用在消毒后能很容易去除的藥劑。因為消毒劑對植物細胞也有殺傷作用,若不去除就會妨礙愈傷組織的發(fā)生。例如用無菌水反復沖洗后可以把大部分藥劑都洗掉,或者能自動分解變成低毒性物質(zhì)。本氯酸鈉能分解成為具有殺菌效能的氯氣,然后就散失到空氣中。低濃度的氯化汞是一種令人滿意的消毒劑,只是難以去除,故在消毒后必須用大量清水沖洗材料。在材料放入消毒劑之前,先在乙醇中漂洗一下,可以使材料表面弄濕,從而使消
3、毒劑易于滲入并殺死微生物。3.外植體的大小和形態(tài)消毒后的植物材料,即可進行培養(yǎng)。從外表均一的外植體長出的愈傷組織,在開始階段是相當一致的,而從莖、根等器官切段上長出的則是一個混雜的愈傷組織。有些外植體外表上看來是由同一類細胞組成,例如煙草的髓、胡蘿卜的次生韌皮部、菊芋的塊莖等,這些細胞中DNA的含量有很大差別。這種差別可能是由于細胞核中染色體數(shù)目的差別,即倍性不同所造成的。接種的外植體的大小和形狀并不需要嚴格限制不能太小,小于肉眼能見的限度時,細胞分裂可能難以發(fā)生。故一般要求切塊的大小要適當。外植體的細胞數(shù)目多,獲得愈傷組織的機會也多。如果
4、目的僅在于得到愈傷組織,那末將莖的切段、葉、根、花、果實或種子,或其中的某種組織切成一片片或一塊塊放到培養(yǎng)基上就可以了。如果要定量地研究愈傷組織的發(fā)生,那末外植體的大小必須一致,形狀和組成也要基本相同。進行這類研究常選用組織塊較大的材料,例如胡蘿卜的貯藏根、馬鈴薯的塊莖、菊芋、荷蘭防風草等。這樣才能得到足夠數(shù)量的、無菌的、一致的、適合于培養(yǎng)的外植體。具體的操作過程:無菌的塊莖或塊根,用鉆孔器鉆出一批同一類薄壁組織圓柱形的組織,平行排列好。多把刀片等距離地固定在一組金屬片之間,一次切下去得到許多個長短一致的圓柱形的外植體。圓柱形大量地、準確地
5、得到外形相同的外植體。圓柱體的表面積大,利于組織塊和外界氣體和營養(yǎng)物的交換。外植體的損傷表面分泌物,具有促進愈傷組織形成的能力,因此表面積越大,產(chǎn)生分泌物數(shù)量也越多,愈傷組織的得率也越高。外植體的體積應盡可能小,從而得到較大數(shù)量的外植體。外植體最小的限度由其親本組織細胞的平均大小來決定。細胞數(shù)目。例如菊芋的細胞比胡蘿卜根次生韌皮部的細胞大三倍,一個3.8毫克的胡蘿卜外植體大約包含25,000個細胞,這樣一個外植體是能夠成活的。而同樣重量的菊芋外植體,由于細胞大而數(shù)目少,在分離過程中造成損傷往往難以成活。必須重量達到8毫克才包含約20,000
6、個細胞,使之易于成活。第二節(jié)愈傷組織的培養(yǎng)一、培養(yǎng)基培養(yǎng)基一般包括大量元素、微量元素和一種碳水化合物,最常用的碳水化合物是蔗糖。這樣簡單的培養(yǎng)基(基本培養(yǎng)基)只有很少幾種植物組織能夠培養(yǎng)和維持下去,大多數(shù)組織需要添加各種各樣的附加物(完全培養(yǎng)基),如維生素、氨基酸、糖醇,生長素、細胞分裂素、赤霉素、螯合劑如EDTA、各種營養(yǎng)性的提取物如椰子汁等。注意:選用完全已知的合成化合物,不大主張用復雜的天然產(chǎn)物,如酵母提取物、番茄汁、椰子汁等。必須強調(diào):適合于誘發(fā)愈傷組織的培養(yǎng)基不一定適合于維持這些愈傷組織;適合于液體培養(yǎng)的培養(yǎng)基也不一定適合于固體培
7、養(yǎng)。培養(yǎng)基中的N,大多數(shù)都用硝態(tài)氮,只有MS培養(yǎng)基和B5培養(yǎng)基中才用硝態(tài)和銨態(tài)的混合物。K的水平在近代的培養(yǎng)基中有逐漸提高的趨勢。有趣的是,各種離子濃度大為不同的培養(yǎng)基往往能使相同的組織快速生長。例如Hildebrandt培養(yǎng)基與MS培養(yǎng)基顯著不同,但二者都能培養(yǎng)煙草的愈傷組織。?注意:?激素的種類和用量的添加?一般誘導愈傷常添加2.4-D二、愈傷的培養(yǎng)方式:培養(yǎng)分為固體和液體培養(yǎng)兩大類。液體培養(yǎng)又分靜止和振蕩培養(yǎng)的二類。l繼代培養(yǎng)(傳代):愈傷組織在培養(yǎng)基上生長一段時間后,由于養(yǎng)分的枯竭,水分的散失,組織代謝產(chǎn)物的積累,影響愈傷組織生長,
8、因此必須將組織轉(zhuǎn)移到新的培養(yǎng)基上。一般在25-28℃下進行固體培養(yǎng)時,每隔4-5周進行一次繼代培養(yǎng)。組織塊較小時,繼代培養(yǎng)時可將整塊組織轉(zhuǎn)移。組織塊較大時,可先將組織分成幾小塊再