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植物组织培养

由于离体植物组织培养对研究植物的形态发生、器官发生、植株

再生、植株脱病毒等十分有利，而且植物组织培养理论基础的建立多

是以离体组织为研究对象的，因此，组织培养在整个离体培养研究中

占有十分重要的地位。

一、植物分生组织培养

植物分生组织培养是指对植物的分生组织进行离体培养的技术，

包括植物根尖、茎尖等顶端分生组织和形成层组织的培养。分生组织

细胞具有持久的分裂能力和很强的生命力，离体培养时易发生细胞分

化，再生完整植株，并利于获得无病毒植株。在分生组织培养中，以

茎尖培养的研究最为深入，广泛用于植株再生和脱病毒等研究。因此，

以茎尖培养为例，说明分生组织培养。

茎尖培养是指对植物顶端的原分生组织和它衍生的分生组织的培

养。茎尖培养的材料可以是10～100μm的茎尖分生组织，也可以是几

十毫米的茎尖或更大的芽。

植物带芽茎段经严格灭菌后，在超净工作台上将茎段置体视显微

镜（放大倍数为8～40倍）下，用尖头镊子固定芽基，用解剖针剥去

所有外层鳞片或幼叶，露出生长点后，用解剖针切取所需茎尖。茎尖

大小视要求而定，由于茎尖培养的成活率及分化生长能力与茎尖大小

呈正相关，故不可取材过小。一般脱毒苗的茎尖要求小于1mm，快速

繁殖的茎尖可取数毫米。如从感染大丽花花叶病的植株上切取0.2～

0.3mm的茎尖进行培养，获得了无病毒大丽花苗。

茎尖组织经适当培养后，可能发育的方向为：①芽萌发；②产生

胚状体；③产生不定器官；④形成愈伤组织。茎尖组织培养后向哪个

方向发育，与茎尖组织的大小、培养条件、特别是培养基中植物生长

调节剂的种类和浓度密切相关。一般外植体微小或为分生组织时，趋

向于形成胚性愈伤组织或非胚性愈伤组织，如甘薯外植体取自枝尖生

长点时，胚性愈伤组织的诱导频率为55%～60%，取自2、3节位时为

35%，4、5节位时为0～25%，6节位以下为0。茎尖培养常用的培养

基为MS基本培养基，其他添加物和植物生长调节剂种类及浓度随培

养植物的种类而异，但应避免使用2，4-D，因它常促使外植体愈伤

组织化。培养条件多为温度25℃±2℃，光照时间12～16h/d，光强

100～3000lx。

茎尖离体培养后，可能出现：①生长太慢，即茎尖不见明显增大，

但颜色逐渐转绿，最后形成绿色小点。其原因可能是茎尖进入休眠状

态，或生长素浓度偏低，或培养温度低所致。②生长过旺，即接种后

茎尖明显增大，随即在其基部产生愈伤组织，茎尖难于伸长，色泽较

淡。说明所用生长素浓度偏高，或使用了2，4-D，或光照太弱、温

度过高。③生长正常，即茎尖色泽逐渐转绿，基部逐渐膨大，有时形

成少量愈伤组织，茎尖也逐渐伸长，最终形成小枝，说明各因素适宜。

此时可移入无生长调节剂或生长素含量很低的培养基中，小枝则继续

伸长并形成根系，发育成完整小植株。

二、植物愈伤组织培养

植物愈伤组织培养是指诱导植物外植体产生无序生长的薄壁细胞

及对其培养的技术。植物的各种器官及组织，经培养都可产生愈伤组

织，并能不断继代繁殖。愈伤组织可用于研究植物脱分化和再分化、

生长和发育、遗传变异、育种及次生代谢产物的生产等，愈伤组织还

是悬浮培养的细胞和原生质体的来源。因此，愈伤组织是植物离体培

养的良好实验体系。

各种植物器官或组织经灭菌和切割后，在适当培养环境中都可诱

发愈伤组织产生，如茶叶外植体接种5d后，叶组织开始肿胀，部分

细胞尤其是大、小叶脉周围的薄壁细胞首先开始启动，细胞核和核仁

增大，继而进行细胞分裂，形成分生细胞团。新形成的细胞细胞质浓

密，单核糖体增多，有相当强的代谢活动能力，进行大量蛋白质合成。

进一步培养后，细胞大量分裂，形成愈伤组织，此时叶外植体已失去

原来形态结构特点。

一般薄壁细胞和形成层易形成愈伤组织。愈伤组织的质地差异很

大，有的致密坚实，有的疏松柔软，这是内部结构的差异所致。致密

坚实的愈伤组织内无大的细胞间隙，由管状分子组成维管组织；疏松

柔软的愈伤组织有大量的细胞间隙，细胞排列无序。两种质地的愈伤

组织可以利用生长素进行转换，即高浓度生长素变致密坚实愈伤组织

为疏松柔软。愈伤组织的颜色也不尽一致，有的无色，而有的呈绿色

（具叶绿素）、黄色（具胡萝卜素等）、红色、紫色（具花青苷）。如

当归愈伤组织为无色疏松状；马铃薯为致密淡绿色；边缘桉子叶愈伤

组织为较硬的黄色，而雄蕊花丝愈伤组织是先灰色、后黄色；蓝桉下

胚轴愈伤组织为致密的红