培养基成分及其作用医学心理学检验医学_高等教育-大学课件.pdf

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1、培养基成分及其作用 植物生长发育需要多种营养和生长调节物质，当其缺乏时，生长发育受阻，形态 不正常。在植物组织快繁过程中，培养物生长发育所需的营养和生长因子，主要靠培养 基供给。因此，完全培养基的成分除了水分外，还要包括无机营养、有机物营养、生长 调节物质及其他附加物等。一、无机营养物 无机营养物即无机盐是植物生长发育所必需的，根据植物对无机盐需要的多 少，将其分为大量元素和微量元素。1.大量元素 大量元素在植物体内含量占干物重的 0.1-10%，其浓度一般大于 0.5mmol/L,包 括氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)，若加上碳(C)、氢(H)、氧(O)，则有

2、9 种元素。在离体培养中，其 CHO 三元素是从人工加入的糖类获 得的，H、O 元素也 可以从培养基所含的水分中获得，而其余 6 种矿质元素要从 加入的适量的无机盐类来获取。无机氮常以硝态氮(如 KNO3 和铵态氮(如 NH4NO3)两 种形式供应，多数培养基都是二者兼而有之。2.微量元素 植物所需的微量元素包括铁(Fe)、硼(B)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、氯(Cl)等，植物对其需要量极微，在植物体内含量占干物重的 0.01%以下，起生 长发育所需的浓度一般小于 0.5mmol/L，稍多贝 U 产生毒害。碘(I)虽不是植物生 长的必 需元素，但几乎在所有的培养基中都含有

3、碘元素，有些培养基还加入了钻(Co)、镍(Ni)、钛仃 i)、铍(Be)，甚至铝(Al)等元素。3.铁盐 铁是用量较多的一种微量元素，是许多重要氧化还原酶的组成成分，在植物 叶绿素的合成过程中起到重要的作用。若以硫酸铁和氯化铁为供铁源，培养基的 pH 值会达到 5.2 以上，形成氢氧化铁沉淀，使培养物无法吸收而出现缺铁症，故在培 养基配制时，常用硫酸亚铁和 EDTA 二钠配成螯合态铁，成为有机态铁方 被培养物吸收和利用；也可用 EDTA 铁盐，作为铁的供应源。这些元素参与培养物机体的建造，构成植物细胞中的核酸、蛋白质、叶绿体、酶 系统和生物膜所必需的元素。、有机营养成分 在配制培养基时，不仅要

4、加入无机营养成分，还要加入一定量的有机营养物 质，以利于培养物的生长和分化。1.糖类 在组织快繁中，被培养的培养物大多不能进行光合作用，能进行的也不能满 足其 对糖类的需求，因此必须在培养基中添加糖作为碳源和能源，同时对维持培 养基一定的 渗透压也有重要作用。最重要的碳源是蔗糖，其浓度一般为 2%-3%葡萄糖和果糖也是较好的碳源。在大 规模工厂化生产中，为了降低生产成本，可用市售的白砂糖代替蔗糖，也有 同样的效 果。2.维生素 维生素常以辅酶形式参与生物催化剂一一酶系的活动，以及参与细胞的蛋白 质代 谢、脂肪代谢、糖代谢等重要生命活动。在组培中以 B 族维生素为主，常使 用盐酸硫胺素（维生素

5、B1）、盐酸吡哆醇（维生素 B6）、烟酸（维生素 B3）、钻胺 素（维生素 B12）、叶酸（维生素 Be）、生物素（维生素 H）、抗坏血酸（维生素 C）等，一般使快繁过程中培养物生长发育所需的营养和生长因子主要靠培养基供给因此完全培养基的成分除了水分外还要包括无机营养有机物营养生长调节物质及其他附加物等一无机营养物无机营养物即无机盐是植物生长发育所必需的根据植物包括氮磷钾钙镁硫若加上碳氢氧则有种元素在离体培养中其三元素是从人工加入的糖类获得的元素也可以从培养基所含的水分中获得而其余种矿质元素要从加入的适量的无机盐类来获无机氮常以硝态氮如和铵态氮如两种形式供应多含量占干物重的以下起生长发育所需的

6、浓度一般小于稍多贝产生毒害碘虽不是植物生长的必需元素但几乎在所有的培养基中都含有碘元素有些培养基还加入了钻镍钛仃铍甚至铝等元素铁盐铁是用量较多的一种微量元素是许多重要氧用浓度为 0.1-1.0mg/L。3.肌醇（环己六醇）在组培中，肌醇本身不直接促进培养物的生长，可有助于活性物质作用的发 挥，提高维生素 B1 的效果，参与碳水化合物代谢、磷脂代谢和离子平衡作用，从而促 进培养物的生长和胚状体及芽的形成。在配制培养基时，肌醇通常使用浓 度为 50-100mg/L。4.氨基酸 在培养基中要加入一种或数种氨基酸，最常使用的是甘氨酸(Gly)，有时用 到丝氨酸(Ser)、酪氨酸(Tyr)、谷氨酰胺(G

7、ln)、天冬酰胺(Asn)等，作为重要的 有机氮 源。甘氨酸能促进离体根的生长，对其培养物的生长也有良好的促进作用，通常用量为 2-3mg/L。有时也采用水解乳蛋白(LH)或水解络蛋白(CH)，它们是牛 乳用酶法等加工而 成的水解产物，是含有约 20 种氨基酸的混合物，通常用量为 500mg/L。5.有机附加物 在组培中，人们发现在培养基中添加一些天然的有机物或提取物对培养物的 增殖 和分化有明显的促进作用。例如椰乳(CM)，一般用量为 10%-20%或 100-150mg/L);酵 母提取物为 0.5%;番茄汁为 5%-10%香蕉泥为 100-200mg/L;马 铃薯用量为 150-200g

8、/L，去皮和去芽后，煮 30 分钟，再过滤，即可加入培养基 中。马铃薯、香蕉泥具 有较大的 pH 缓冲作用。这些天然有机物的作用是为培养 物提供一些必要的营养成分、生理活性物质和生长激素等。但由于这些天然有机 物成分较复杂，且难确定，含量又不 稳定，所以应尽量避免使用。快繁过程中培养物生长发育所需的营养和生长因子主要靠培养基供给因此完全培养基的成分除了水分外还要包括无机营养有机物营养生长调节物质及其他附加物等一无机营养物无机营养物即无机盐是植物生长发育所必需的根据植物包括氮磷钾钙镁硫若加上碳氢氧则有种元素在离体培养中其三元素是从人工加入的糖类获得的元素也可以从培养基所含的水分中获得而其余种矿质

9、元素要从加入的适量的无机盐类来获无机氮常以硝态氮如和铵态氮如两种形式供应多含量占干物重的以下起生长发育所需的浓度一般小于稍多贝产生毒害碘虽不是植物生长的必需元素但几乎在所有的培养基中都含有碘元素有些培养基还加入了钻镍钛仃铍甚至铝等元素铁盐铁是用量较多的一种微量元素是许多重要氧IIKM 三、植物生长调节物质 在组培中，为了促进培养物生长和器官分化，其培养基除加入营养物质外，还必须加入一种或多种植物生长调节物质、生长调节物质(植物激素)是培养基中 的关键物质，在组培中起看决定的作用。一般常用生长素和细胞分裂素类。1.生长素类 生长素类常用的有吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)

10、、2,4-二 氯苯氧 乙酸(2,4-D)，它们的作用强弱顺序为 2,4-D NAA IBA IAA。其中 IAA 为天然植物生长素，它易见光分解，不稳定，故应避光置于棕色瓶中，放于 4-5C 下保存。NAA IBA、2,4-D 都是人工合成的生长调节物质，即稳定又廉价。2,4-D 般 用于初代培养，启动细胞脱分化，而再分化阶段往往不用 2,4-D，而 用 NAA IBA、IAA。在生根诱导中一般多用 IBA，试验证明 ABT 生根粉诱导生根 效果也 很好。组培中，生长素类的作用是诱导愈伤组织的形成，胚状体的产生以及试管苗 的生 根，更重要的是细胞分裂素配成一定的比例诱导腋芽及不定芽的产生。2.

11、细胞分裂素类 细胞分裂素类常用的有：激动素(KT)、6-苄氨基嘌呤(6-BA/BA/BAP)、玉米 素(ZT)、2-异戊烯腺嘌吟(2-ip)、吡效隆(4PU/CPPU和噻重氮苯基脲 仃 DZ)。他 们对培养 物的作用强弱顺序为 TDZ 4PU 2-ip 6-BA KT。但在组培中通常 使用人工合成的 6-BA 和 KT,因他们性能稳定且价格适中。细胞分裂素类的作用主要有：促进细胞分裂和扩大；抑制茎的伸长，而使茎 增粗;解除顶端优势，诱导芽的分化，促进侧芽萌发；增强蛋白质合成，延缓组织 的衰 老。在进行组培中，常将细胞分裂素和生长素配合使用，用 Skoog 等(1957)建立 的“器官分化激素配

12、比模式”，指导生长调节物质在生产中的应用，即细胞分裂 素与生长 素的比例大时，促进芽的形成，这时细胞分裂素起到主导作用；比例小 快繁过程中培养物生长发育所需的营养和生长因子主要靠培养基供给因此完全培养基的成分除了水分外还要包括无机营养有机物营养生长调节物质及其他附加物等一无机营养物无机营养物即无机盐是植物生长发育所必需的根据植物包括氮磷钾钙镁硫若加上碳氢氧则有种元素在离体培养中其三元素是从人工加入的糖类获得的元素也可以从培养基所含的水分中获得而其余种矿质元素要从加入的适量的无机盐类来获无机氮常以硝态氮如和铵态氮如两种形式供应多含量占干物重的以下起生长发育所需的浓度一般小于稍多贝产生毒害碘虽不是

13、植物生长的必需元素但几乎在所有的培养基中都含有碘元素有些培养基还加入了钻镍钛仃铍甚至铝等元素铁盐铁是用量较多的一种微量元素是许多重要氧时，则有利于根的形成，这时生长素起主导作用。培养基中的细胞分裂素与生长 素之间 的比例是决定器官分化的关键。四、琼脂 依据态相不同，培养基分为固体培养基和液体培养基，其区别在于加入琼脂 与 否，若加入琼脂便形成胶体状态的固体培养基，而不加则为液体培养基。琼脂 是最好的固化剂，他是一种由海藻中提取的高分子碳水化合物，在培养基中本身 不具营养，它的主要作用是使培养基在常温下凝固，一般使用量为 0.6-1.0%。培养基的 pH 值偏酸，高压灭菌时间过长，温度过高均会影

14、响其凝固力。琼脂一 般以色 浅、透明、洁净为好，新买来的琼脂要先试验一下它的凝固能力，以便确 定其适宜的用 五、活性炭 在培养基中加入活性炭(AC)，其目的主要是利用其吸附能力，减少一些有害 物质 的不利影响，同时也创造暗环境，对某些植物诱导生根有利。一般认为活性 炭之所以 有强大的吸附能力，主要是通过氢键、范德华力等作用力，把有毒物质 从外植体周围吸附掉。活性炭除了有吸附作用外，在一定程度上还降低光照强度，从而 减轻褐变。但是，活性炭对物质的吸附无选择性，既吸附有毒酚类的同时，又吸附培养 基中的有利物质，如生长调节物质、维生素 B6 叶酸、烟酸等，并 且在不同植物的组培 中有效程度不一。因此

15、，在决定使用活性炭时应先试验再确 定是否采用，通常使用浓度 0.1%-0.5%快繁过程中培养物生长发育所需的营养和生长因子主要靠培养基供给因此完全培养基的成分除了水分外还要包括无机营养有机物营养生长调节物质及其他附加物等一无机营养物无机营养物即无机盐是植物生长发育所必需的根据植物包括氮磷钾钙镁硫若加上碳氢氧则有种元素在离体培养中其三元素是从人工加入的糖类获得的元素也可以从培养基所含的水分中获得而其余种矿质元素要从加入的适量的无机盐类来获无机氮常以硝态氮如和铵态氮如两种形式供应多含量占干物重的以下起生长发育所需的浓度一般小于稍多贝产生毒害碘虽不是植物生长的必需元素但几乎在所有的培养基中都含有碘元素有些培养基还加入了钻镍钛仃铍甚至铝等元素铁盐铁是用量较多的一种微量元素是许多重要氧