组培苗遗传稳定性的问题

组培苗遗传稳定性的问题

遗传稳定性问题，即保持原有物种特性的问题。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组培苗，经常会出现一些变异个体，其中有些是有益变异，而更多的不良变异。如观赏植物不开花、花小或花色不正，果树不结果、抗性下降或果小、产量低、品质差等，给生产造成很大损失。因此，组培苗遗传稳定性问题是植物组织培养的一个重要问题。

(一)影响组培苗遗传稳定性的因素

1.基因型

基因型不同，发生变异的频率也不同。如在玉簪组培过程中，杂色叶培养的变异频率为43％，而绿色叶仅为1.2％；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，其嵌合性变异更大。单倍体和多倍体变异大于二倍体。同一植株的不同器官的外植体对无性系变异率也有影响，在菠萝组织培养中，来自幼果的再生植株几乎100%出现变异，而来自冠芽的再生植株的变异率只有7%，似乎表明从分化水平高的组织产生的无性系较从分生组织产生的无性系更容易出现变异。

2.继代次数与继代时间

据报道，试管苗的继代培养的次数和时间的长短影响植物的稳定性，是造成变异的关键因素。一般随着继代次数和培养时间的增加，变异频率不断提高。朱靖杰（1995）报道，香蕉诱导不定芽产生，其变异率继代5次为2.14％；10次为4.2％；继代20次后则100％发生变异，因而香蕉继代培养不能超过一年。研究表明，变异往往出现

在由年龄渐老的培养物所再生的植株中，而由幼龄培养物再生的植株一般较少发生。另外，长期营养繁殖的植物变异率较高，有人认为这是由于在外植体的体细胞中已经积累着遗传变异。

3.发生方式

离体器官发生有多种类型，以茎尖、茎段等发生不定芽的方式繁殖，不易发生变异或变异率极低。甘肃农业大学通过茎尖培养法繁殖名贵葡萄品种，经5～8年继代培养，其变异频率与常规方法相同，在数万株中仅发现1株变异；菊花通过茎尖、腋芽培养变异较低，而从花瓣诱导的植株变异率则较高。通过胚状体发生途径再生植株变异较少，而通过愈伤组织和悬浮培养分化不定芽的方式而获得再生植株的变异率则较高。

4.外源激素

培养基中的外源激素是诱导体细胞无性系变异的重要原因之一。一般认为，较低浓度的外源激素能够有选择地刺激多倍体细胞的有丝分裂，而较高浓度的激素则能抑制多倍体细胞的有丝分裂。Kallack&Yarve kylg(1971)的研究指出，如果2,4-D的作用浓度为0.25 mg/L,能够增加多倍体细胞的有丝分裂，减少二倍体细胞的有丝分裂，但若2,4-D的作用浓度为20 mg/L时,则能促进二倍体细胞的分裂。在高浓度激素的作用下，细胞分裂和生长加快，不正常分裂频率增高，再生植株变异也增多。

(二)减少变异，提高遗传稳定性的措施

在组培工厂化快繁过程中，产生大量与亲本性状完全一致的个体是很重要的。进行植物快速微繁时，应尽量采用不易发生体细胞变异的增殖途径，以减少或避免植物个体或细胞发生变异。具

体措施如下：①采用生长点、腋芽生枝、胚状体繁殖方式，可有效减少变异；②缩短继代时间，限制继代次数，每隔一定继代次数后，重新进行初代培养；③取幼龄的外植体材料；④采用适当的激素种类和较低的浓度；⑤培养基中减少或不使用容易引起诱变的化学物质；⑥定期检测，及时剔除生理、形态异常苗，并进行多年跟踪检测，调查再生植株开花结实特性，以确定其生物学性状和经济性状是否稳定。

影响茎尖和茎段培养的因素

1. 基因型

茎尖培养与其他组织培养一样，受基因型的影响很大，不同科、属植物要求的条件差别较大，甚至同一属的不同种类以及品种间的表现也不一样。有时也有分类地位相距甚远的植物间，可能恰好可以用完全相同的培养基的现象存在。

2．取材的时间、部位与芽的生理状态

(1)取芽时间与芽的生理状态在某些温带木本观赏植物的萌芽只限于春季，所以茎尖和茎段培养最好在春季进行，并且在芽已经膨大，但芽鳞片还没有张开时取芽最合适。因为此时的芽生长旺盛，并有芽鳞片保护，不受污染。对处于休眠期的块茎、鳞茎、球茎等进行茎段培养，则必须经过高温、低温处理或特殊光周期处理之后再进行。如李属植物在培养之前必须把茎保存在4℃下近6个月之久。另外，茎尖培养的效率还与茎的生根能力有关。如大多数马铃薯品种中，在春季和初夏采集的茎尖比在较晚季节采集的容易生根。从芽的生理状态来说，一般活动芽的茎尖比休眠芽的茎尖培养效果好。

(2)取材部位一般而言，茎的基部比顶部的切段、侧芽比顶芽的成活率低，顶芽或上部的芽(茎段)比侧芽或基部的芽(茎段)培养效果好，这可能与它们生长较为旺盛有关。由于顶芽的数量有限，也经常使用侧芽(带侧芽的茎段)做外植体，但对草莓等一些植物而言，顶

芽和腋芽的茎尖培养效果相同。所以，芽的着生部位对茎尖培养的影响不能一概而论。另外，从取材植株的年龄来说，从幼年树木取材较成年树容易培养；一年生或多年生草本植物的营养生长早期取材较营养生长后期容易培养。

3.外植体大小

培养的茎尖材料过大，不利于丛生芽与不定芽的形成，也容易污染，但外植体过小，其存活率会很低。研究证明，石竹茎尖的大小为0.09mm时，无形态发生能力；当茎尖达到0.35mm时，就可以大量产生嫩茎；当外植体为0.5mm时，嫩茎的产生又下降。另外，生长健壮而饱满的茎尖微繁殖容易成功。

4.极性

极性在不同的植物离体培养中有不同的反应。如将杜鹃茎切段的形态学下端竖插在培养基上，从远离基部的表面上诱导出茎芽的数目较多；而当把唐菖蒲外植体的基部向上放置时，也可以产生茎，但数目较少；水仙花茎切段只有倒放在培养基上才有器官发生。注意使用适当的激素后，能削弱或加强极性的影响

5.培养基和培养条件

6.褐化和玻璃化