植物组织培养技术简介

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上世纪30年代white首次由番茄根建立了第一个活跃生长的无性繁殖系，验证了l902年Haberlandt提出的植物细胞全能性的理论。所谓植物细胞全能性就是每个植物细胞就像一粒种子，在适宜条件下具有发育成完整植株的潜力。20世纪50年代——诱导培养银胶菊愈伤组织得到天然橡胶从胡萝卜体细胞培养 出完整植株。从曼佗罗花药培养出单倍体植物从而证实了植物细胞“全能性”的存在，为后来植物细胞工程及其在各领域中的应用奠定了基础。
运用组织培养方法可以在比较简单易观察的条件下研究细胞、组织或器官的繁殖、生长和分化，以及各种外界因素对它们的影响，从而为解决农业生产和药物生产中的某些问题开辟了广阔的前景。

1. 概念
广义概念：　在无菌条件下，将离体的植物 器官(如根尖、茎尖、叶、花、未成熟的果实、种子等)、组织(如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)、细胞(如体细胞、生殖细胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生质体(如脱壁后仍具有生活力的原生质体)，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培长养条件，诱发产生愈伤组织，或潜伏芽等，或成完整的植株，统称为植物组织培养

狭义概念： 利用植物外植体在固体培养基上培养，获得愈伤组织或完整植株，即为植物组织培养，也称离体培养或外植体培养。根据外植体来源和培养对象的不同，又分为植株培养、胚胎培养、器官培养、组织培养、原生质体培养等

2. 发展与成果例证
贝母——原来繁殖率非常低，而用组织培养分化出的三个月左右的鳞茎，其大小就相当于用种子繁殖二年生的鳞茎
罗汉果——通常用压蔓繁殖，繁殖系数低、易退化且需2年以上才能结果，再生体系建成后，其组培苗当年座果率就达80%以上
从60年代开始的我国中药离体培养和试管繁殖研究，到目前为止已有200多种药用植物经离体培养获得试管植株，如贝母、百合、黄芩、红豆杉、桔梗等。其中已有相当一部分药材可利用试管繁殖技术繁殖培育种苗，如罗汉果、苦丁茶、芦荟、怀地黄、枸杞、金线莲等。

3. 培养基的组成和配制
化学合成培养基大致由6种成分组成：（1）糖类（2）多种无机盐类（3）微量元素（4）氨基酸、酰胺、嘌呤（5）维生素（6）生长素。此外，有些培养基还可添加天然的汁液，如椰子汁、酵母提取液、水解酪蛋白、麦芽浸出液等，培养基中如加入0．5～1％的琼脂 即为静止培养的固体培养基，否则为悬浮培养的液体培养。不同植物材料常需要改变配方如维持生长和诱导细胞分裂分化的培养基配方就不同，因此配方的种类很多。目前以MS（Murashige and Skoog）培养基配方为最常用的一种基本培养基，其特点是有利于一般植物组织和细胞的快速生长。

4. 培养条件
温度： 对大多数植物组织20～28℃即可满足生长所需，其中26～27℃最适合
光： 组织培养通常在散射光线下进行。光的影响可导致不同的结果。有些植物组织在暗处生长较好，而另一些植物组织在光亮处生长较好，但由愈伤组织分化成器官时，则每日必须要有一定时间的光照才能形成芽和根。有些次生物质的形成，光是决定的因素。
渗透压： 渗透压对植物组织的生长和分化很有关系。在培养基中添加食盐、蔗糖、甘露醇和乙二醇等物质可以调整渗透压。通常1～2个大气压可促进植物组织生长，2个大气压以上时，出现生长障碍，6个大气压时植物组织即无法生存。
酸碱度： 一般植物组织生长的最适宜pH为5～6．5。在培养过程中pH可发生变化，加进磷酸氢盐或二氢盐，可起稳定作用。
通气： 悬浮培养中植物组织的旺盛生长必须有良好的通气条件。小量悬浮培养时经常转动或振荡，可起通气和搅拌作用。大量培养中可采用专门的通气和搅拌装置。

5. 培养材料及处理方法
从低等的藻类到苔藓、蕨类、种子植物等高等植物的各类、各部分都可采用作为组织培养的材料。一般裸子植物多采用幼苗、芽、韧皮部细胞；被子植物多采用胚、胚乳、子叶、幼苗、茎尖、根、茎、叶、花药、花粉、子房和胚珠等各个部分。
材料必须进行灭菌处理。一般用漂白粉溶液（1～10％）、次氯酸钠溶液（0．5～10％）、升汞溶液（0．01％）、乙醇（70％）或过氧化氢（3～10％）等处理后，再用无菌水反复冲洗至净，然后在无菌室内，将所取的组织迅速置入固体培养基。

6. 技术流程
（1）无菌培养的建立：任何植物细胞或组织培养体系的建立，都必须采制适宜的外植体。
（2）诱导外植体生长与分化：将外植体放在培养基里，培养基中含有植物组织正常生长的营养和促使植物进行分化的激素，促使外植体开始分化出新芽。
（3）愈伤组织的形成：在组织培养中，受伤组织切口表面在适宜条件下长出的一种脱分化的组织堆块，称为愈伤组织（Callus）。此种愈伤组织在适当的培养基上经一定时间即能诱导生长成整株植物。因此愈伤组织既可是某种植物代谢产物的来源，又可是诱导成株的主要途径之一。
（4）促进中间繁殖体的增殖：在第二阶段培养的基础上所获得的芽、苗、胚状体和原球茎等等，数量都还不多，也难以种植到栽培介质中去，这些培养的材料可统称为中间繁殖体，它们需要进一步培养增殖，使之越来越多，才能发挥快速繁殖的优势。
（5）壮苗和生根：在材料增殖到一定数量后，就使部分培养物分流，进入壮苗与生根途径。在生根壮苗培养基上，大多数植物要分离成单苗，有的可分成小丛苗。转移培养后应停止增殖，迅速生根，同时苗也长高，便于以后移栽。
（6）试管苗出瓶种植与苗期管理：经过上面几个阶段，小苗已生根成为完整的再生植株，可以被移植到土壤里了。在这个阶段，湿度要求很高，以使它们适应新的环境。每天将盖在植株上的罩子移开一点，整个过程大约两个星期，让植物慢慢适应外界环境。