植物组织培养 第4章 植物组织培养中常见问题及解决办法.ppt

第四章 植物组织培养中常见问题及解决办法 本章教学目的、要求 ： 理解并掌握植物组培易发问题、其产生的原因及调控方法，并能够采取有效措施解决污染、褐变和玻璃化等常见问题 教学重点、难点： 植物组培易发问题产生的原因及调控方法 主要内容： 第一节 污染原因和防治措施 第二节 外植体的褐变及其防治 第三节 试管植物的玻璃化现象及其 防治措施 第四节 其他问题及对策 第二节 外植体的褐变及其防治 发生的时间：初代培养外植体 一、原理： 目前认为植物组织培养中的褐变主要是由酶促褐变引起的，培养材料变褐主要是由伤口处分泌的酚类化合物引起的。酶促褐变如同一般的酶促反应，其发生必须具备三个条件，即酶、底物和氧。 酚类很不稳定，在溢出过程中与多酚氧化酶接触，在多酚氧化酶的催化下，迅速氧化成褐色的醌类物质和水，醌类物质又会在酪氨酸酶等的作用下，与外植体组织中的蛋白质发生聚合，进一步引起其他酶系统失活。从而导致组织代谢活动紊乱，生长停滞，最终衰老死亡。此外，由于组织的老化病变也会使多酚氧化酶激活而引起褐变。 在正常发育的植物组织中,底物、氧气、多酚氧化酶(PPO)同时存在并不发生褐变，是因为在正常的组织细胞内由于多酚类物质分布在细胞的液泡内，而PPO则分布在各种质体或细胞质中，这种区域性分布使底物与PPO不能接触。而当细胞膜的结构发生变化和破坏时，则为酶创造了与PPO接触的条件，在氧存在的情况下使酚类物质氧化成醌，进行一系列的脱水、聚合反应，最后形成黑褐色物质，从而引起褐变。 二、褐变的主要原因 ①植物品种间的差异 基因 ②生理状态 成年＞幼龄 ③培养基成分 高无机盐、细胞分裂素 ④培养条件不当 强光照、高温度、培养时间 过长 三、减轻褐变现象发生的方法 ①选择合适的外植体 最好选择生长处于旺盛的外植体，这样可以使褐变现象明显减轻。 ②合适的培养条件 降低无机盐成分、植物生长物质水平和温度，暗培养，低温过度等； ③使用抗氧化剂 在培养基中，使用半胱氨酸、抗坏血酸、PVP（聚乙烯吡咯烷酮）等抗氧化剂能够较为有效地避免或减轻很多外植体的褐变现象。 ④使用吸附剂活性炭 0.1%-0.5%的活性炭对防止褐变也有较为明显的效果。 ⑤连续转移 对容易褐变的材料可间隔12~24h的培养后，再转移到新的培养基上，这样经过连续处理7-l0d后，褐变现象便会得到控制或大为减轻。 第三节 试管植物的玻璃化现象及其防治措施 玻璃化现象：常发生在继代培养 当植物材料不断地进行离体繁殖时，有些培养物的嫩茎、叶片往往会呈半透明水渍状的现象。 玻璃化试管苗的生理失调症： 茎、叶表面无蜡质，体内的极性化合物水平较高，细胞持水力差，植株蒸腾作用强，无法进行正常移栽。 原因： 不同种类、品种间，试管苗的玻璃化程度也有所差异；湿度大；光照强度过低；培养基细胞分裂素水平较高。 具体解决的方法为： 1、培养基成分：增加培养基中的溶质水平，以降低培养基的水势；减少培养基中含氮化合物的用量； 2、培养条件：增加光照；增加容器通风，最好进行CO2施肥，这对减轻试管苗玻璃化的现象有明显的作用；降低培养温度，进行变温培养，有助于减轻试管苗玻璃化的现象发生 3、生长调节剂：降低培养基中细胞分裂素含量，可以考虑加入适量脱落酸。 - 第四节 其他问题及对策遗传稳定性问题 遗传稳定性问题，即保持原有良种特性问题。虽然植物组织培养中可获得大量形态、生理特性不变的植株，但通过愈伤组织或悬浮培养诱导的苗木，经常会出现一些体细胞变异个体，虽然其中有些是有益变异但更多的是不良变异诸如观赏植物不开花、花小或花色不正；果树植物不结果、抗性下降或果小、产量低、品质差等问题，在生产上造成很大损失，并容易引起经济纠绘，如香蕉试管苗中的不良变异表现植株矮小、不结果，给果农造成损失。 体细胞无性系变异的频率相当高，且不能逆转，有的高达40%—60%，如非洲堇的个别品种、玉簪等，有的高达100%，如马铃薯、菠萝等。 （一） 影响遗传稳定性的因素 ??? 1、基因型 基因型不同，发生变异的频率也不同。在玉簪中，杂色叶培养的变异频率为43%，而且绿色叶仅为1.2%。甘蔗品系H37-1933和H50-7209中得到的再生植株分别有12.1%和34.8%变异香龙血树愈伤组织培养再生植株全部发生变异嵌合体植株通过组培，其嵌合性更大。单倍体和多倍体变异大于二倍体。 2、继代次数 根据报道，试管苗的继代培养次数和时间影响植物稳定性，是造成变异的关键因素。一般随继代次数和时间的增加，变异频率不断提高。 3、