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植物组织培养试管苗环境条件的调控

时间:2023-11-21 百科知识 版权反馈
【摘要】:植物组织培养中,培养条件对愈伤组织的形成、器官的发生有较大的影响,主要有温度、光照、湿度、气体等各种环境条件。大多数组织培养的温度均调控在24~28 °C,一般来说,在此条件下都能形成芽和根。光照度、光质和光周期对试管苗的影响最大。光照度对培养细胞的增殖和器官的分化有重要影响,从目前的研究情况看,光照度对外植体、细胞的最初分裂有明显影响。光质对愈伤组织诱导、培养组织的增殖以及器官的分化都有明显的影响。

植物组织培养中,培养条件对愈伤组织的形成、器官的发生有较大的影响,主要有温度、光照、湿度、气体等各种环境条件。

一、试管苗温度的调控

温度是组织培养过程中的重要因素,温度不仅影响外植体的分化增殖以及器官的形态建成,还影响组培苗的生长和发育进程,外植体在最适宜温度下生长分化良好。大多数组织培养的温度均调控在24~28 °C,一般来说,在此条件下都能形成芽和根。低于12 °C时,不利于培养组织的生长分化,高于35 °C时,对试管苗生长不利,很多生产企业采用了(25±2)°C的恒温条件。但是,不同植物培养的适宜温度不同,百合的适宜温度是20 °C、月季是25~27 °C、番茄是28 °C,烟草芽的形成以28 °C为最好;菊芋在白天28 °C、夜间15 °C的变温条件下,对根的形成最好,百合鳞片在30 °C下再生的小鳞茎的发叶速度和百分率都比在25 °C下高。

二、试管苗光照的调控

光照也是组织培养中的重要条件之一,光照主要起诱导器官发生的作用。光照度、光质和光周期对试管苗的影响最大。不同种类的植物进行组织培养,其器官发生对光照的要求也不尽相同,如烟草、荷兰芹的器官发生不需要光照。

光照度对培养细胞的增殖和器官的分化有重要影响,从目前的研究情况看,光照度对外植体、细胞的最初分裂有明显影响。一般来说,光照度较强,幼苗生长的较粗壮;而光照度较弱,幼苗则容易徒长。

光质对愈伤组织诱导、培养组织的增殖以及器官的分化都有明显的影响。如百合珠芽在红光下培养8周后,分化出愈伤组织,但在蓝光下,十几周后才出现愈伤组织;而唐菖蒲子球块接种15 d后,在蓝光下培养首先出现芽,形成的幼苗生长旺盛,而白光下幼苗纤细;蓝光对烟草愈伤组织和苗的形成有促进作用,而红光和远红光则没有促进作用。光质对根的形成作用正好与芽的作用相反。

光照时间对植株器官的发生也有明显的影响。试管苗培养时要选用一定的光暗周期来进行组织培养,最常用的周期是16 h的光照,8 h的黑暗。研究表明,对短日照敏感的品种的器官组织,在短日照下易分化,而在长日照下产生愈伤组织,有时需要暗培养,尤其是一些植物的愈伤组织在黑暗下比在光照下更好,如红花、乌桕树的愈伤组织。短日照敏感的葡萄茎段培育中,仅在短日照下形成根;而日照不敏感的品种,可在任何光周期下形成根,如长日照植物菊苣的根段能在长日照下诱导形成花芽。

三、试管苗湿度的调控

湿度对试管苗的影响包括培养容器的湿度和环境的湿度条件两个方面,培育容器主要受培养基水分含量和封口材料的影响。

培育容器内的湿度一般较大,通常情况下可达到100%,随着培养时间的延长,湿度逐渐降低,培养容器内的湿度主要受琼脂含量和封口材料的影响,环境湿度较低时,应适当减少琼脂用量增加培养容器内的湿度,否则培养基将干硬,不利于外植体接触或插进培养基,导致生长发育受阻。封口材料直接影响容器内的湿度情况,密封越好湿度越高,但封闭度较高的封口材料易引起气体交换不良而导致生长发育受影响。

环境的相对湿度可以影响培养基的水分蒸发,湿度过高过低都不利,过低将造成培养基失水而影响试管苗的生长,过高则容易滋生杂菌,导致污染,一般培养室要求70%~80%的相对湿度。湿度过低时可用加湿器或经常洒水的方法来调节湿度,湿度过高时可用除湿机来降低湿度。

四、试管苗气体条件的调控

氧气是外植体分化、增殖和生长的必需因素,瓶盖封闭时要考虑通气问题,可用附有滤气膜的封口材料(见图 4-1)。通气最好的是棉塞封闭瓶口,但棉塞易使培养基干燥,夏季容易引起污染。固体培养基可加活性炭来增加通气度,以利于发根。培养室要经常换气,改善室内的通气状况。液体振荡培养时,要考虑振荡的次数、振幅等,同时要考虑容器的类型、培养基等。

图4-1 有滤气膜封口的瓶盖

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