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培養(yǎng)基的主要成分及功能介紹

日期:2024-09-21 12:31
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摘要:
   培養(yǎng)基的成分主要可以分水、無機鹽、有機物、天然復(fù)合物、培養(yǎng)體的支持材料等五大類。
   1水是植物原生質(zhì)體的組成成分,也是一切代謝過程的介質(zhì)和溶媒。它是生命活動過程中不可缺少的物質(zhì)。配制培養(yǎng)基母液時要用蒸餾水,以保持母液及培養(yǎng)基成分的**性,防止貯藏過程發(fā)霉變質(zhì)。大規(guī)模生產(chǎn)時可用自來水。但在少量研究上盡量用蒸餾水,以防成分的變化引起**效果。
   2無機元素(inorganic element)大量元素,指濃度大于0.5mmol/L的元素等。其作用是:
  (1)N 是蛋白質(zhì)、酶、葉綠素、維生素、核酸、磷脂、生物堿等的組成成分,是生命不可缺少的物質(zhì)。在制備培養(yǎng)基時以NO3—N和NH4—N兩種形式供應(yīng)。大多數(shù)培養(yǎng)基既含有N03—N又含NH4—N。NH4—N對植物生長較為有利。供應(yīng)的物質(zhì)有KNO3、NH4NO3等。有時,也添加氨基酸來補充氮素。
  (2)P 是磷脂的主要成分。而磷脂又是原生質(zhì)、細(xì)胞核的重要組成部分。磷也是ATP、ADP等的組成成分。在植 物組織培養(yǎng)過程中,向培養(yǎng)基內(nèi)添加磷,不僅增加養(yǎng)分、提供能量,而且也促進對N的吸收,增加蛋白質(zhì)在植物體中的積累。常用的物質(zhì)有KH2P04或NaH2P04等。
  (3)K 對碳水化合物合成、轉(zhuǎn)移、以及氮素代謝等有密切關(guān)系。K增加時,蛋白質(zhì)合成增加,維管束、纖維組織發(fā)達(dá),對胚的分化有促進作用。但濃度不易過大,一般為1—3mg/L為好。制備培養(yǎng)基時,常以KCI、KN03等鹽類提供。
  (4)Mg、S和Ca、Mg 是葉綠素的組成成分,又是激酶的活化劑;S是含S氨基酸和蛋白質(zhì)的組成成分。它們常以MgSO4?7H20提供。用量為1—3mg/l較為適宜;Ca是構(gòu)成細(xì)胞壁的一種成分,Ca對細(xì)胞分裂、保護質(zhì)膜不受破壞有顯著作用,常以CaCl2?2H2O提供。 微量元素 指小于0.5mmol/L的元素,F(xiàn)e,B,Mn,Cu,Mo,Co等。鐵是一些氧化酶、細(xì)胞色素氧化酶、過氧化氫酶等的組成成分。同時,它又是葉綠素形成的必要條件。培養(yǎng)基中的鐵對胚的形成、芽的分化和幼苗轉(zhuǎn)綠有促進作用。在制做培養(yǎng)基時不用Fe2SO4,和FeCl3(因其在pH值5.2以上,易形成Fe(OH)3的不溶性沉淀),而用FeSO4?7H20和Na2—EDTA結(jié)合成合物使用。B,Mn,Zn,Cu,Mo,Co等,也是植物組織培養(yǎng)中不可缺少的元素,缺少這些物質(zhì)會導(dǎo)致生長、發(fā)育異常現(xiàn)象。
3有機化合物(organic compound)
   培養(yǎng)基中若只含有大量元素與微量元素,常稱為基本培養(yǎng)基(basic medium)。為不同的培養(yǎng)目的往往要加入一些有機物以利于快速生長。常加入的有機成分主要有以下幾類:
   碳水化合物 *常用的碳源是蔗糖,葡萄糖和果糖也是較好的碳源,可支持許多組織很好的生長。麥芽糖、半乳糖、甘露糖和乳糖在組織培養(yǎng)中也有應(yīng)用。蔗糖使用濃度在2%—3%,常用3%,即配制一升培養(yǎng)基稱取30g蔗糖,有時可用2.5%,但在胚培養(yǎng)時采用4%-15%的高濃度,因蔗糖對胚狀體的發(fā)育起重要作用。
不同糖類對生長的影響不同。從各種糖對水稻根培養(yǎng)的影響來看,以葡萄糖****,果糖和蔗糖相當(dāng),麥芽糖差一些。不同植物不同組織的糖類需要量也不同,實驗時要根據(jù)配方規(guī)定按量稱取,不能任意取量。高壓滅菌時,一部分糖會發(fā)生分解,制定配方時要給予考慮。在大規(guī)模生產(chǎn)時,可用食用的綿白糖代替。維生素(vitamin) 這類化合物在植物細(xì)胞里主要是以各種輔酶的形式參與多種代謝活動,對生長、分化等有很好的促進作用。雖然大多數(shù)的植物細(xì)胞在培養(yǎng)中都能合成所必需的維生素,但在數(shù)量上,還明顯不足,通常需加入一至數(shù)種維生素,以便獲得*良好的生長。主要有VBl(鹽酸硫胺素)、VB6(鹽酸吡哆醇)、Vpp(煙酸)、Vc(抗壞血酸)、有時還使用生物素、葉酸、VB12等。一般用量為0.1—1.0mg/L。有時用量較高。VB1對愈傷組織的產(chǎn)生和生活力有重要作用,VB6能促進根的生長,Vpp與植物代謝和胚的發(fā)育有一定關(guān)系。Vc有防止組織變褐的作用。
   肌醇 (myo—inosltol)又叫環(huán)己六醇,在糖類的相互轉(zhuǎn)化中起重要作用。通常可由磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)化而成,還可進一步生成果膠物質(zhì),用于構(gòu)建細(xì)胞壁。肌醇與6分子磷酸殘基相結(jié)合形成植酸,植酸與鈣、鎂等陽離子結(jié)合成植酸鈣鎂,植酸可進一步形成磷脂,參與細(xì)胞膜的構(gòu)建。使用濃度一般為lOOmg/L,適當(dāng)使用肌醇,能促進愈傷組織的生長以及胚狀體和芽的形成。對組織和細(xì)胞的繁殖、分化有促進作用,對細(xì)胞壁的形成也有作用。
   氨基酸(almino acide) 是很好的有機氮源,可直接被細(xì)胞吸收利用。培養(yǎng)基中*常用的氨基酸是甘氨酸,其他的如精氨酸、谷氨酸,谷酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、丙氨酸等也常用。有時應(yīng)用水解乳蛋白或水解酪蛋白,它們是牛乳用酶法等加工的水解產(chǎn)物,是含有約20種氨基酸的混合物,用量在10-1000mg/L之間。由于它們營養(yǎng)豐富,極易引起污染。如在培養(yǎng)中無特別需要,以不用為宜。
   天然復(fù)合物其成分比較復(fù)雜,大多含氨基酸、激素、酶等一些復(fù)雜化合物。它對細(xì)胞和組織的增殖與分化有明顯的促進作用,但對器官的分化作用不明顯。它的成分大多不清楚,所以一般應(yīng)盡量避免使用。 1)椰乳 是椰子的液體胚乳。它是使用*多、效果*大的一種天然復(fù)合物。一般使用濃度在10%—20%,與其果實成熟度及產(chǎn)地關(guān)系也很大。它在愈傷組織和細(xì)胞培養(yǎng)中有促進作用。在馬鈴薯莖尖分生組織和草莓微莖尖培養(yǎng)中起明顯的促進作用,但莖尖組織的大小若超過1nun時,椰乳就不發(fā)生作用。
  2)香蕉 用量為150-200ml/L。用黃熟的小香蕉,加入培養(yǎng)基后變?yōu)樽仙H值的緩沖作用大。主要在蘭花的組織培養(yǎng)中應(yīng)用,對發(fā)育有促進作用。
  3)馬鈴薯(potato) 去掉皮和芽后,加水煮30min,再經(jīng)過過濾,取其濾液使用。用量為150—200g/L。對pH值緩沖作用也大。添加后可得到健壯的植株。
  4)水解酪蛋白 為蛋白質(zhì)的水解物,主要成分為氨基酸,使用濃度為100—200mg/L。受酸和酶的作用易分解,使用時要注意。
  5)其他 酵母提取液(YE)(0.01%-0.05%),主要成分為氨基酸和維生素類;麥芽提取液(0.01%~0.5%)、蘋果和番茄的果汁、黃瓜的果實、未熟玉米的胚乳等。遇熱較穩(wěn)定,大多在培養(yǎng)困難時使用,有時有效。
4植物生長調(diào)節(jié)物(hormone)
   植物激素是植物新陳代謝中產(chǎn)生的天然化合物,它能以極微小的量影響到植物的細(xì)胞分化、分裂、發(fā)育,影響到植物的形態(tài)建成、開花、結(jié)實、成熟、脫落、衰老和休眠以及萌發(fā)等許許多多的生理生化活動,在培養(yǎng)基的各成分中,植物生長調(diào)節(jié)物是培養(yǎng)基的關(guān)鍵物質(zhì),對植物組織培養(yǎng)起著決定性作用。

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