1高级植物生理学实验报告

高级植物生理学实验报告

—植物组织培养

摘要：植物组织培养在植物育种，种植等方面已经有了较成熟的技术，本实验以高羊茅种子为外植体在MS培养基中进行植物组织培养，并观察其生长情况及发芽率等指标。通过亲自体验加深了对植物组织培养的认识，并能熟练的掌握其技术。实验结果表明组织培养可以使种子发芽率达到90%以上。

关键词：植物组织培养；高羊茅；MS培养基

引言：植物组织培养是从20世纪30年代初期发展起来的一项生物技术[1]。它是指在无菌条件下，将离体的植物器官(如根、茎尖、叶、花、未成熟的果实、种子等)、组织(如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)、细胞(如体细胞、生殖细胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生质体(如脱壁后仍具有生活力的原生质体)培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱发产生愈伤组织、潜伏芽等，进而培育成完整的植株，统称为植物组织培养。运用组织培养法可以生产脱毒苗，对繁殖系数低、不能用种子繁殖的名、优、特植物品种进行快速大量的繁殖，单倍体育种、促进远缘杂交种的细胞融合、利用基因转入的方法培育出抗病虫害等的品种，生产出大量的胚状体用以制作人工种子，大量生产植物次生代谢物等[2]。目前，植物组织培养技术已渗透到植物生理学、病理学、遗传学、育种学、药学以及生物化学等研究领域，成为生物学科中的重要研究技术和手段之一，推动了相关学科的迅速发展。特别是植物组织培养技术与分子生物学及RNA干扰技术紧密结合，成为细胞生物学和细胞遗传学研究的基础。植物组织培养技术还被广泛应用于农业、林业、工业、医药业等多种行业，从而在生产实践方面产生了巨大的经济效益和社会效益[3]。

1 我国植物组织培养研究进展

从20世纪50年代我国植物组织培养创始人之一罗世韦[4]教授在中国科学院上海植物生理研究所开展了组织培养的研究以来，我国组培技术研究快速发展，在近10多年来全国各地许多农业科研院和高校都开展了植物组织培养研究工作，对农作物、观赏植物、园艺作物、经济林木等上千种植物进行组织培养研究并取得了成功，同时在实践中总结出很多有益的经验，如郑文静[5]等较好地总结了植物组织培养中的常见问题和具体解决方法；吴毅明等在植物组织培养的环境微生态的研究中，用通透性好的化学纤维、纸卷、蛭石、沙子等代替琼脂作培养基，可有效地改善根际环境，促进小植物生根；刘思九[6]采用的暴露培养法，即在敞口培养器中用特制的粉沫状灭菌材料覆盖培养基和外殖体，使其不受污染，通过特制装置补水，让组培苗暴露在室内空气中生长，其长势优良，不炼苗即可

移栽。肖玉兰[7]等研究的无糖箱式培养法(培养基不放糖，在培养瓶内用特殊装置注入CO2，然后加强光照3～5倍，小植物能进行光合作用自给养分)，使植株生长量成倍增长，有效地降低了生产成本。

随着植物茎尖培养脱病毒技术以及离体快繁技术日趋成熟，20世纪90年代以来全国各地相继建立了一批工厂化试管苗繁育基地，在马铃薯、草莓、香蕉、甘蔗、桉树、杨树以及一些花卉上已有商业化的试管苗生产体系，产生了良好的经济效益和社会效益，形成了“兰花工业”、“香蕉工业”[1]。

并且在对外开放以来，我国各农业科研院所、高等院校和组培中心在组织培养技术领域积极开展对外的技术交流与合作，借鉴和学习荷兰、美国、加拿大、英国等组培产业发达国家的成功经验，从而使国内组培产业得到了较大的发展

[1]。

2 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 实验仪器

电子天平，烧杯，量筒，移液管，玻璃棒，称量纸，PH试纸，锥形瓶瓶、酒精灯、镊子、培养皿等。

2.1.2 实验试剂

95%乙醇、琼脂，蔗糖，蒸馏水，1mol/L NaOH、1mol/L HCl、MS培养基各成分试剂、植物生长调节剂类即2，4-D、6-BA、IAA、NAA等。

2.1.3 接种材料

高羊茅草种

2.2 实验原理

植物组织培养的原理是细胞全能性。也就是说每个植物细胞里都含有一整套遗传物质，只不过在特定条件下不会表达。组织培养基于此原理就可以将已处于分化终端或正在分化的植物组织脱分化，诱导形成愈伤组织，再在愈伤组织上形成新的丛生芽。

2.3 实验步骤

2.3.1 母液的配置

本实验采用MS培养基，该培养基由多种大量元素、微量元素、有机成分、铁盐等组成，由于各种成分含量不同，因此各种母液必须分别配置，见下表：

表1 MS 培养基大量元素母液（10倍）的配制剂量

母液

化合物名称

培养基用量

（mg/L ）

扩大倍数

称取量(mg) 母液体积(mL)

1L 培养基吸取母液量（mL ）

大

量 元 素

KNO 3

1，900 10 4，750 250

100

NH 4NO 3 1，650 4，125 MgSO 4·7H 2O 370 9，25 KH 2PO 4 170 425 CaCl 2·2H 2O

440

1，100

表2 MS 培养基微量元素母液（100倍）的配制剂量

母液

化合物名称 培养基用量（mg/L ）

扩大倍数

称取量(mg) 母液体积(mL)

1L 培养基吸取母液量（mL ）

微

量 元 素

MnSO4·4H2O 22.3 100 223 100

10

ZnSO4·7H2O

8.6 86 H3BO3 6.2 62 KI 0.83 8.3 Na2MoO4·2H2

O 0.25

2.5

CuSO4·5H2O 0.025 10ml CoCl2·6H2O

0.025

10ml

表3 MS 培养基铁盐母液（100倍）的配制剂量

母液

化合物名称 培养基用量（mg/L ）

扩大倍数 称取量(mg) 母液体积(mL)

1L 培养基吸取母液量（mL ）

铁

盐

Na2-EDTA 37.3 100

373 100

10

FeSO4·7H2O

27.8

278

表4 MS 培养基有机物母液（100倍）的配制剂量