如何使用激素浓度控制愈伤组织形态发生方向

如何使用激素浓度控制愈伤组织形态发生方向
如何使用激素浓度控制愈伤组织形态发生方向

如何使用激素浓度控制愈伤组织形态发生方向
细胞和愈伤组织的形态发生,主要受外植体本身、培养基和培养环境等三大类因素的调控.
（一）材料本身
1．遗传型
材料的基因型对愈伤组织的器官分化有决定性的影响.不同植物种的器官分化明显不同,如烟草、胡萝卜和矮牵年等植物容易诱导器官形成,而禾谷类、豆类、棉花等就比较困难.
2．器官和部位通常同一种植物的不同器官或组织所形成的愈伤组织,无论在生理上或形态上,其差别均不大.但是对有些植物而言,确有明显差异.如油菜的花器官比叶、根易于分化成苗,水稻和小麦幼穗的苗分化频率也比其他器官为高.
3．年龄年龄较幼的外植体,不仅易于诱导形成愈伤组织,而且也容易诱导分化成植株.如油菜植株的自下而上的茎段的培养结果表明,下部的器官形成频率低,愈入上部,苗的分化频率越高,苗分化频率越低.因此在组织培养中,要及时转移已形成的愈伤组织进行分化培养,可大大提高苗的分化频率.
（二）培养基
培养基的各种成分和物理性质,都对器官发生产生一定影响,但起决定作用的仍然是植物生长调节剂,特别是生长素和细胞分裂素的配比.
1．生长调节剂
细胞分裂素/生长素的比例是控制芽和根形成的重要条件之一,生长素对芽的抑制作用可为细胞分裂素所克服.细胞分裂素/生长素比例高时有利于芽形成；而这一比例低时,有利于根的形成.这样通过变换激素的种类和浓度,即可有效地调节培养组织的器官分化.
但是,要注意的是不同的生长素和细胞分裂素,对生根和长芽的效果是不同的.如NAA对生根的作用比IAA和IBA的效果好,但用IAA和IBA处理,产生的根比较健壮,而用NAA处理,产生的根则较纤细.2,4-D往往对生根不利,特别是在较高浓度下.Kt和BA能广泛地诱导芽的形成,但BA比Kt的效力大.玉米素的作用范围较窄,但对某些植物有特效.因此,往往多数植物采用BA
和Kt来诱导芽的形成.
2．无机营养元素
在植物组织培养中和整体植物一样,细胞的生长也要求满足植物生长的必要元素,若完全投入或过多或不足,也会影响细胞生长和分化.不过其影响不如激素的影响明显.但是各种类型的植物,器官所需要的每种元素的量,特别是大量元素是有区别的,如生根培养要求无机离子浓度小一些,所以常用1/2MS或White.如有些植物要求的氮,以硝酸态形式供应为佳；而有些植物要求的氮,以铵态氮的形式供应为佳.
当某些营养元素的供应不足时,愈伤组织所表现出来的症状如下：
氮——某些组织（如五叶地锦）表现出一种很引入注目的花色素苷的颜色；不能形成导管.
氮、钾和磷——细胞过度生长,形成层组织减退；
硫——非常明显地褪绿.
铁——细胞分裂停止.
硼——细胞分裂停滞,细胞伸长.
锰或钼——影响细胞伸长.
3．有机成分
在培养基中加了糖各类B族维生素、肌醇和甘氯酸等,可以满足愈伤组织的生长和分化的要求.各中氯基酸和嘌呤、嘧啶类物质,可以促进器官分化.其中酪氨酸可明显增加烟草组织培养的器官形成.酰胺类往往有促进器官形成的作用.水解酪蛋白中含有多种氨基酸,在进行器官分化培养时,加入一定量是有益的.
4．物理性质培养基的物理性质（固体或液体状态,渗透压等）对形态发生有明显的影响.在胡萝卜和石刁柏的培养过程中,需要改变培养基的形式,才能顺利地分化出苗.其方法是：第一阶段诱导形成愈伤组织,应在固体培养基上进行培养；第二阶段细胞和胚状体的增殖,需在液体培养基中完成；第三阶段由胚状体发育成可移植的植株,又应转移到固体琼脂培养基上进行培养.
5．培养基中的渗透压,对细胞增殖和胚状体的形成都有十分明显的影响,在花药培养中受到普遍的重视.如油菜花药培养宜先在高糖（9-10%）培养基中培养,有利于细胞增殖和胚状体的形成.
（三）培养环境条件
1、光周期的影响
光周期的需要与否,应根据植物种类培养目的来决定.
在愈伤组织诱导阶段,一般采用三种做法：全暗、周期性光照、散射性光照,上述两种做法诱导率差异不大.另一些植物差异较大,如石刁柏全暗诱导愈伤组织,要比周期性光照下好得多.大豆愈伤组织诱导采用散射性光照比较好；光照对地钱干重的增加明显地优于黑暗培养.
器官发生阶段,一般给予周期性光照比较好.光周期长短因植物种类而异.多数植物8-10小时黑暗为宜.如茄子、苹果等.也有例外,有些植物如石刁柏需要16小时光照,12小时黑暗.
2、温度
在组织培养中,一般都采用22-25℃的恒温条件下进行外植体的培养.对一般植物来讲,都可较好地形成芽和根.但是很多资料表明,温度高低对器官发生的数量和质量仍有影响.如对喜温性植物如茄科、葫芦科、兰科、禾本科等的培养温度一般可控制在26-28℃比较适宜.而对于冷凉性植物如百合科、十字花科、菊科等植物则培养温度可控制在25℃以下较为适宜.
培养周期中的昼夜温差,至今,多数植物离体培养,均采用恒温培养.而国内有关小麦、水稻花药培养温度试验的报道认为：在诱导花形成愈伤组织时,昼夜恒温较好,而在器官分化时,昼夜具有一定温差比较好,分化出的小植株比较健壮.菊芋试验也有类似的报道.