园艺植物组织培养第3章.ppt

第三章 培养基 培养基是植物组织培养的重要条件在离体培养条件下，不同种植物的组织对营养有不同的要求，甚至同一种植物不同部位的组织对营养的要求也不相同，只有满足了它们各自的特殊要求，它们才能很好地生长 因此，没有一种培养基能够适合一切类型的植物组织或器官，在建立一项新的培养系统时，首先必须找到一合适的培养基，培养才有可能成功3.1.1 根据对培养基组成物质的化学成分是否完全了解来区分，可以将培养基分为天然培养基、合成培养基和半合成培养基3.1 培养基的种类）天然培养基 天然培养基是指利用来自于各种动、植物或微生物的原料配制而成的培养基，不能确切知道它的化学成分，稳定性常受原材料等因素的影响合成培养基 合成培养基是一类化学成分和数量完全知道的培养基，它是用已知化学成分的化学药品配制而成这类培养基化学成分精确、重复性强半合成培养基 在合成培养基中，加入某种或几种天然成分；或者在天然培养基中，加入一种或几种已知成分的化学药品即成半合成培养基3.1.2 根据培养基的物理状态来区分，可以分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基液体培养基 所配制的培养基是液态的，其中的成分基本上溶于水，没有明显的固形物，液体培养基营养成分分布均匀，已更换，但培养过程中易缺氧。

固体培养基 在液体培养基中加入适量的凝固剂即成固体培养基常用作凝固剂的物质有琼脂、明胶、硅胶等，以琼脂最为常用固体培养基操作方便半固体培养基 如果把少量的凝固剂加入到液体培养基中，就制成了半固体培养基有一定的流动性以琼脂为例，它的用量在0.21%之间3.1.3 根据成分是否完全来分1）基础培养基 只含有大量元素、微量元素和有机营养物的培养基称为基础培养基2 2）完全培养基）完全培养基 除基础培养基成分之外，还包含不同的植除基础培养基成分之外，还包含不同的植物生长调节物质以及有机添加物，称为完全培养物生长调节物质以及有机添加物，称为完全培养基3.2.1.无机营养物无机营养物无机营养物主要由大量元素和微量元素两部分组成无机营养物主要由大量元素和微量元素两部分组成大量元素中，氮源通常有硝态氮或铵态氮，但在培养基中大量元素中，氮源通常有硝态氮或铵态氮，但在培养基中大量元素中，氮源通常有硝态氮或铵态氮，但在培养基中大量元素中，氮源通常有硝态氮或铵态氮，但在培养基中用硝态氮的较多，也有将硝态氮和铵态氮混合使用的用硝态氮的较多，也有将硝态氮和铵态氮混合使用的用硝态氮的较多，也有将硝态氮和铵态氮混合使用的。

用硝态氮的较多，也有将硝态氮和铵态氮混合使用的磷和硫则常用磷酸盐和硫酸盐来提供磷和硫则常用磷酸盐和硫酸盐来提供钾是培养基中主要的阳离子，在近代的培养基中，其数量钾是培养基中主要的阳离子，在近代的培养基中，其数量有逐渐提高的趋势有逐渐提高的趋势而钙、钠、镁的需要则较少培养基所需的钠和氯化物，而钙、钠、镁的需要则较少培养基所需的钠和氯化物，由钙盐、磷酸盐或微量营养物提供由钙盐、磷酸盐或微量营养物提供3.2培养基成分 微量元素包括碘、锰、锌、钼、铜、钴和铁微量元素包括碘、锰、锌、钼、铜、钴和铁 培养基中的铁离子，大多以螯合铁的形式存在，培养基中的铁离子，大多以螯合铁的形式存在，即即FeSOFeSO4 4与与NaNa2 2EDTAEDTA（螯合剂）的混合，或（螯合剂）的混合，或NaFeNaFeEDTA EDTA 3.2.2.有机营养成分 植物组织培养中的培养物不同于完整的植株，没有系统的物质合成等自养功能为了使离体的培养物能正常生长发育和分化，培养基中除需添加无机盆外，还需添加碳源、维生素、氨基酸等有机成分 (1)碳源 碳源物质包括糖类、醇类和有机酸，以糖类物质最为重要 一般来说；蔗糖是最好的碳源，它具有热易变的性质，经一般来说；蔗糖是最好的碳源，它具有热易变的性质，经高压灭菌后，大部分可分解为高压灭菌后，大部分可分解为D-D-葡萄糖、葡萄糖、D-D-果糖，仅剩下部分果糖，仅剩下部分的蔗糖，这更有利于吸收和利用。

此外，也可以直接利用果糖、的蔗糖，这更有利于吸收和利用此外，也可以直接利用果糖、葡萄糖、麦芽糖、纤维二糖等不同糖类对培养材料生长的影葡萄糖、麦芽糖、纤维二糖等不同糖类对培养材料生长的影响不同，一般来说，以蔗糖作碳源时，离体培养的双子叶植物响不同，一般来说，以蔗糖作碳源时，离体培养的双子叶植物的根生长得更好而以右旋糖（葡萄糖）作碳源时，单子叶植的根生长得更好而以右旋糖（葡萄糖）作碳源时，单子叶植物的根生长得较好根据培养目的的不同，蔗糖使用浓度一般物的根生长得较好根据培养目的的不同，蔗糖使用浓度一般在在2 2-5-5碳源除了在培养基中提供培养物所需的碳骨架和能碳源除了在培养基中提供培养物所需的碳骨架和能源外，还可在一定程度上调节培养基的渗透压，一般在源外，还可在一定程度上调节培养基的渗透压，一般在-1.5-1.54.1MPa4.1MPa2）维生素维生素 主要有维生素主要有维生素BlBl（盐酸硫胺素）、维生素（盐酸硫胺素）、维生素B6B6（盐酸毗哆醇）（盐酸毗哆醇）、维生素、维生素B5B5（烟酸）、维生素（烟酸）、维生素C C（抗坏血酸），有时还需添加（抗坏血酸），有时还需添加维生素维生素H H（生物素）、维生素（生物素）、维生素M M（叶酸，有时也写作维生素（叶酸，有时也写作维生素Bc)Bc)、维生素维生素B2B2（核黄素）等。

核黄素）等 维生素维生素B1B1对愈伤组织的产生和生活力有重要作用，维生素对愈伤组织的产生和生活力有重要作用，维生素B6B6能促进根的生长，维生素能促进根的生长，维生素B5B5与植物代谢和胚的发育有一定关与植物代谢和胚的发育有一定关系 维生素用量一般为0.11.Og/L、维生素C用量一般为1100mg/L培养基中高浓度维生素C的使用并不一定是植物生长需要，而是作为抗氧化剂以防止组织褐变 (3)肌肌醇醇又又叫叫环环己己六六醇醇，在在糖糖类类的的相相互互转转化化中中起起重重要要作作用用，也也是是细细胞胞壁壁的的构构建建成成分分肌肌醇醇参参与与碳碳水水化化合合物物、磷磷脂脂代代谢谢及及离离子子平平衡衡等等生生理理活活动动，具具有有促促进进活活性性物物质质发发挥挥作作用用的的效效果果，在在培培养养基基中中加加入入1.0mg/L的的肌肌醇醇就就足足以以影影响响维维生生素素Bl的的效效应应适适当当使使用用肌肌醇醇，能能促促进进愈愈伤伤组组织织的的生生长长以以及及胚胚状状体体和和芽芽的的形形成成，对对组组织织和和细细胞胞的的繁繁殖殖、分分化化及及细细胞胞壁壁的的形形成成也也有有作作用用使用浓度一般为使用浓度一般为50一一l00mg/L。

4)氨氨基基酸酸氨氨基基酸酸是是蛋蛋白白质质的的组组成成部部分分，也也是是一一种种很很好好的的有有机机氮氮源源，可可直直接接被被植植物物细细胞胞吸吸收收利利用用植植物物组组织织培培养养中中最最常常用用的的氨氨基基酸酸是是甘甘氨氨酸酸，其其它它如如精精氨氨酸酸、谷谷氮氮酸酸、谷谷氨氨酰酰胺胺、天天冬冬氨氨酸酸、天天冬冬酰酰胺胺、丙丙氨氨酸酸等等也也常常用用有有时时也也应应用用水水解解乳乳蛋蛋白白（LH)或或水水解解酪酪蛋蛋白白（CH),它它们们是是牛牛乳乳经经酶酶法法处处理理等等加加工工的的水水解解产产物物，是是含含有有20种种左左右右氨氨基基酸酸的的混混合合物物，用用量量在在101000mg/L之之间间氨氨基基酸酸不不是是必必须须的的，但但可可以改进培养效果以改进培养效果5)天然复合物天然复合物:为了促进某些愈伤组织和器官的生长，在为了促进某些愈伤组织和器官的生长，在培养基中还常加人某种化学成分不明的天然营养混合物，如培养基中还常加人某种化学成分不明的天然营养混合物，如水解酪蛋白（水解酪蛋白（CH)、水解乳蛋白（、水解乳蛋白（LH)、椰乳（、椰乳（CM)、玉米、玉米胚乳、麦芽浸出物（胚乳、麦芽浸出物（ME）和酵母浸出物）和酵母浸出物(YE）等。

其大多成）等其大多成分比较复杂，含氨基酸、激索、酶等一些复杂化合物，对细分比较复杂，含氨基酸、激索、酶等一些复杂化合物，对细胞和组织的增殖与分化有明显的促进作用，但对器官的分化胞和组织的增殖与分化有明显的促进作用，但对器官的分化作用不明显由于其对一些难培养的植物材料有特殊作用，作用不明显由于其对一些难培养的植物材料有特殊作用，所以在一些试验中经常应用所以在一些试验中经常应用注意：注意：这些混合物，在样本间差异较大，影响试验的重复性，这些混合物，在样本间差异较大，影响试验的重复性，并且提取的生长促进成分的质和量会因组织的年龄和品种变并且提取的生长促进成分的质和量会因组织的年龄和品种变化，只要可能，尽量不用化，只要可能，尽量不用椰乳椰乳 是椰子的液体胚乳，它是使用最多、效果较好的是椰子的液体胚乳，它是使用最多、效果较好的一种天然复合物，一般使用浓度在一种天然复合物，一般使用浓度在l0l0-20-20在愈伤组在愈伤组织和细胞培养中椰乳具有促进外植体生长的作用，在马铃织和细胞培养中椰乳具有促进外植体生长的作用，在马铃薯茎尖和草每微茎尖培养中椰乳具有明显促进茎尖生长的薯茎尖和草每微茎尖培养中椰乳具有明显促进茎尖生长的作用。

未经加热灭菌的椰乳对促进外植体的生长作用比加作用未经加热灭菌的椰乳对促进外植体的生长作用比加热灭菌的椰乳更为明显热灭菌的椰乳更为明显香蕉汁香蕉汁 用量为用量为150 150 200g200gL L，对，对pHpH值的缓冲作用大值的缓冲作用大主要在兰花的组织培养中应用，对外植体的分化有明显主要在兰花的组织培养中应用，对外植体的分化有明显促进作用促进作用 马铃薯汁马铃薯汁 马铃薯去掉皮后加水煮马铃薯去掉皮后加水煮30min30min，再经过滤，再经过滤，取其滤液使用，用量为取其滤液使用，用量为150 150 200g200gL L 对pHpH缓冲作用也缓冲作用也大，多用于壮苗的培养大，多用于壮苗的培养 水解酪蛋白水解酪蛋白 为蛋白质的水解物，主要成分为氨基酸，常为蛋白质的水解物，主要成分为氨基酸，常用浓度为用浓度为100-200mg/L100-200mg/L水解酪黄白在酸或酶的作用下易分水解酪黄白在酸或酶的作用下易分解，使用时应注意解，使用时应注意 其它其它 酵母提取液，主要成分为氨基酸和维生素类；麦芽提酵母提取液，主要成分为氨基酸和维生素类；麦芽提取液、苹果和番茄的果汁、黄瓜的果实、未熟玉米的胚乳等，取液、苹果和番茄的果汁、黄瓜的果实、未熟玉米的胚乳等，近年来，也有利用樱桃汁，甚至人参、西洋参粉和蜂王浆等天近年来，也有利用樱桃汁，甚至人参、西洋参粉和蜂王浆等天然物质的报道。

然物质的报道 3.2.3生长调节物质生长调节物质常用的生长调节物质大致包括以下三类：常用的生长调节物质大致包括以下三类：1)植物生长素类植物生长素类如吲哚乙酸（如吲哚乙酸（IAA）、萘乙酸（）、萘乙酸（NAA）、）、2，4-二氯苯氧乙酸（二氯苯氧乙酸（2，4-D）、吲哚）、吲哚-3-丁酸（丁酸（IBA）、萘氧）、萘氧乙酸（乙酸（NOA）、对氯苯氧乙酸（）、对氯苯氧乙酸（p-CPA）、三氯苯氧乙酸（）、三氯苯氧乙酸（2，4，5-T）IBA、NAA广泛用于生根，并与细胞分裂素互作促进茎芽广泛用于生根，并与细胞分裂素互作促进茎芽的增值2，4-D、2，4，5-T用于愈伤组织的诱导和生长用于愈伤组织的诱导和生长生长素一般溶于生长素一般溶于95酒精或酒精或0.1molL的的NaOH中，后者的溶中，后者的溶解效果更好解效果更好2)细胞分裂素细胞分裂素3)苄氨基嘌呤（苄氨基嘌呤（BAP）、）、苄基腺嘌呤（苄基腺嘌呤（6-BA）、）、异戊异戊烯氨基嘌呤（烯氨基嘌呤（2-ip）、）、玉米素（玉米素（Zt）、）、激动素（激动素（Kt）等4)作用是促进细胞分裂、愈伤组织分化不定芽、枝条的作用是促进细胞分裂、愈伤组织分化不定芽、枝条的增。