植物试管苗玻璃化成因与预防措施的研究进展.doc

植物试管苗玻璃化成因及预防措施研究进展 摘要：本综述主要阐述了组织培养中玻璃苗的成因，取材部位及外植体大小、光照、温度、封口材料、培养基的类型、植物激素等条件不适合都可能引起玻璃化现象。并提出了相应预防措施,为克服试管苗玻璃化提供有效的参考。 关键词：试管苗；玻璃化；成因；预防措施 试管苗玻璃化是指在进行植物组织培养中,试管苗生长异常,叶、嫩梢呈透明或半透明的水浸状,芽苗矮小肿胀失绿,叶片皱缩成纵向卷伸,脆弱易碎[1]。长期以来,植物组织培养中存在三大亟待解决的问题——外植体污染、褐化和玻璃化现象,这些因素严重阻碍了植物组培工作的进程。因而，组织培养中玻璃苗的成因和各种防范措施应该引起了人们的广泛注意。 1 玻璃苗成因 1.1 外植体材料与培养环境 1.1.1 外植体选择 培养植物的种类,取材部位及外植体大小均会显著影响玻璃苗的发生。学者在大叶相思外植体培养过程中发现,幼叶叶片与顶芽更容易发生玻璃化,当年生枝条在尚未木质化前取材培养,几乎全部玻璃化,外植体材料小于0.5cm时易发生玻璃化。这可能是外植体的较老组织中含有防止玻璃苗发生的物质,或者是较大外植体的分生组织远离培养基表面,而使其生长环境的水分状况得到改善[8]。 1.1.2 光 照 自然光照对玻璃化有抑制作用,玻璃苗放于自然光照下几天后茎叶变红,玻璃化逐渐消失,因为自然光中的紫外线能促进试管苗成熟,加快木质化[2]。戴园园等分别用白光和蓝光对甜瓜试管玻璃苗进行了不同时长的处理,结果表明:不同的光和光强度对玻璃苗的发生都有影响,在蓝光下,玻璃苗发生较为严重,在白光下,玻璃苗发生相对较少,并且随着光照强度的增加玻璃苗发生的几率变小[3]。孙满芝却认为,光照时间太长会导致试管苗玻璃化率显著上升[4]。因此对于光照是否对玻璃苗产生影响,影响的程度有多大还没有统一的定论。 1.1.3 温 度 温度是植物生长的主要环境因子之一,适宜组培苗生长的最适温度一般认为在24-26℃,适当的低温处理有利于防止玻璃苗的形成,并可以使部分玻璃化后的苗转到正常生长状态,通过变温处理,加大昼夜温差,会使玻璃化现象消失[4]。刘非燕等在重瓣丝石竹玻璃苗研究时发现,随培养温度上升玻璃苗发生率也明显增加,尽管两种不同的培养基培养的试管苗的玻璃化率相差很大,但温度的影响是相似的,当培养温度在17℃时,其中一种培养基完全不发生玻璃苗[5]。 1.1.4 封口材料 常用的封口材料有箔盖、塑料盖、牛皮纸和透气膜等。不同类型的封口材料对培养瓶内的湿度和通气状况有不同的影响,通透性较好的封口材料既能较好地防治细菌和真菌孢子进入培养瓶内,又能达到瓶内外空气交换的目的,克服了玻璃苗的形成。丁国昌在进行厚荚相思试管苗培养时发现,用塑料膜和透气性薄膜都能很好地避免玻璃苗的发生,但采用塑料瓶+透气膜时会更好一些[6]。 1.2 培养基的类型 1.2.1 铵离子浓度 研究表明,能够有效避免玻璃苗形成的培养基是MS培养基。增加培养基中的NH4+浓度会加重试管苗的玻璃化现象。李佳莹等在桃的组织培养中采用2MS,结果发现,玻璃化率高达32.42%[7]。 1.2.2 蔗糖与琼脂浓度 糖在植物组织培养中作为碳源,为细胞提供合成新化合物的碳骨架,同时可以维持一定的渗透压,与玻璃苗发生率呈显著负相关[8]。成细华在结球白菜组织培养中发现,高浓度的蔗糖不仅不能克服玻璃化现象,而且抑制了不定芽的分化[9]。对于蔗糖浓度如何影响组培苗玻璃化目前尚存在争议。何芳兰等认为,增加蔗糖和琼脂的浓度,可以在不同程度上减少高山杜鹃试管苗玻璃化的发生,当琼脂浓度为0.6%时,其玻璃化率低,增殖系数高[10]。 3.2.3 外源植物激素浓度与其他物质 玻璃化苗发生百分率和细胞分裂素成正相关,其中6-BA的影响大于ZT和KT[11]。6-BA的浓度为0.5mg/L时,香石竹的玻璃化现象降到最低,且生长状况良好[12]。KT浓度越高玻璃化率越低,呈负相关。NAA浓度在0-0.2mg/L范围内时,其浓度和玻璃化率呈正相关,为0.3mg/L时,玻璃化率降到最低。IAA对玻璃化率的影响与NAA完全相同[13]。培养基中pH值对玻璃苗发生也有影响,玻璃苗率在pH6.2时最高,pH7.0时最低[14]。此外,由于季节的变化会导致内源激素水平的不同,玻璃苗的发生在夏季较多,冬季较少。 2 玻璃苗形成的预防措施 植物组织培养过程中的玻璃化现象是试管苗在微环境中生长的一种非正常状态,严重制约了组培中快速繁殖这一目的。随着近年来对玻璃化机理研究的不断深入,在预防组培苗玻璃化过程中取得了突破性进展。目前所采用的具体措施大致如下: 2.1 培养环境 (1)增加培养容器的通气度,降低瓶内湿度,可采用透气性好的棉塞,牛皮纸。