植物组培培养基的成分.doc

植物组培培养基的成分 培养基是人工配制的，满足不同材料生长，繁殖或积累代谢产物的营养物质。在离体培养条件下，不同种类植物对营养的要求不同，甚至同一种植物不同部位的组织以及不同培养阶段对营养要求也不相同。筛选合适的培养基是植物组织培养极其重要的内容，是决定成败的关键因素之一。 大多数植物组织培养基的主要成分是无机营养物质（大量营养元素和微量营养元素）、碳源、有机添加物、植物生长调节剂和凝胶剂。一些组织可以生长在简单的培养基上，这些培养基只含无机盐和可利用的碳源（蔗糖），但大多数组织必须在培养基中添加维生素、氨基酸和生长物质，而且经常还将一些复合的营养物质加入到培养基中，这种由“化学定义”的化合物组成的培养基称为“合成”培养基。 人们已设计了许多培养基用于特殊组织和器官的培养。 怀特培养基是最早的植物组织培养基之一，最初作为根培养的培养基。为了诱导培养组织器官发生和再生植株，广泛使用含有大量无机盐成分的MS（Murashige和Skoog，1962）和LS(Linsmaier和Skoog，1965)培养基。原本为细胞悬液或愈伤组织培养而设计的B5培养基，经过改良后，被证实有利于原生质体培养。同时，B5培养基也被用于诱导原生质体再生植株。尽管Nitshch(1969)为花药培养设计的培养基仍然使用频繁，但另一个称为N6的培养基，专门用于禾谷类花药培养和其他组织培养。类似的，N6培养基越来越多地用于大豆、红三叶草和其他豆科植物的培养。该培养基营养成分促进胚性细胞和原生质体再生细胞快速生长。使用这些培养基成功的原因很可能是营养元素的比例和浓度基本上满足不同培养体系中细胞或组织生长和分化的最适需要。 植物组织培养基中无机和有机成分的浓度用质量浓度（mg/L或ppm，但现在习惯用mg/L）或物质的量浓度(mol/L)表示。按照国际植物生理学协会的推荐，应该用mol/L表示大量营养元素和有机营养成分浓度，用μmol/L表示微量营养元素、激素、维生素和有机成分浓度。用物质的量浓度的优点是，每一种化合物每一摩尔的分子数是常数，所以按照特定培养基配方配制培养基时，无论无机盐化合物的水分子数为多少，原物质的量浓度都可以使用。但是，用质量浓度来表示浓度的话，就不能不考虑无机盐化合物的水分子数目了。 1、水分 水分是植物体的主要组成部分，也是一切代谢过程的介质和溶媒，在植物生命活动过程中不可缺少。配制培养基母液时要用蒸馏水或纯水，以保持母液及培养基成分的精确性，防止储藏过程中发霉变质。研究培养基配方时尽量用蒸馏水，以防成分的变化引起不良效果。而在大规模工厂化生产时，为了降低生产成本，常用自来水代替蒸馏水。如自来水中含有大量的钙、镁、氯和其他离子，最好将自来水煮沸，经过冷却沉淀后再使用。 2、无机营养成分 除了碳（C）、氢（H）、氧（O）外，已知还有12种元素对植物的生长是必需的。根据植物生长需求量的多少将这些无机营养元素分为大量元素和微量元素两类。 各种矿质元素（盐）为植物生命活动提供必需的大量营养元素和微量元素。需要量大于0.5mmol/L浓度的元素称为大量元素,小于0.5mmol/L称为微量元素。当无机盐溶于水中时，无机盐发生分解和电离作用。培养基中的一种离子可能由几种盐分解而来。如MS培养基中的NO3-离子由NH4NO3和KNO3提供，K+离子由KNO3和KH2PO4提供。因此，计算总离子浓度有利于比较不同的培养基，探讨特定组织或培养体系的适宜培养基。 （1）大量元素 指培养基中浓度大于0.5mmol/L的元素，包括氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、硫（S）。 它们以无机盐的形式存在于各种培养基中，对植物细胞和组织生长都是必不可少的。培养基至少应含有25mmol/L的NO3-和K+。不过，如果以硝酸盐和氨盐（2~20mmol/L）或其他任何还原性氮作为培养基的氮源，都能获得非常好的饿实验结果。如果只使用铵盐作为唯一的氮源，则需要加入一种或多种三羧酸（TCA）循环的羧酸（如柠檬酸盐、琥珀酸盐或苹果酸盐），以便减轻培养基中氮浓度超过8mmol/L产生的毒害。当硝酸银和氨离子共同存在于培养基中时，氨离子更迅速的被利用。另一些大量元素，如Ca、P、S和Mg，在其他营养需要满足下他们的适宜浓度为1~3mmol/L。 氮参与蛋白质、核酸、酶、叶绿素、维生素、磷脂、生物碱等物质构成，是生命不可缺少的物质。缺氮时，老叶先发黄；氮过量，枝叶会过度茂盛。氮主要以销态氮和铵态氮两种形式被使用，常使用的含氮物质有KNO3、NH4NO3、(NH4)2SO4等，大多数培养基将销态氮和铵态氮两者混合使用，以调节培养基的离子平衡。 磷参与磷脂、核算、酶及微生物等多种生理活性物质构成，在植物碳水化合物的运输和代谢中起着极其重要的作