植物组培培养基中加蔗糖的原因

在组织培养的初期,由于细胞不能进行光合作用,需要在培养基中添加能源物质.葡萄糖是最常用的生物能源物质,但按教材中的介绍配制植物培养基时都不是添加葡萄糖作为能源物质,而课本介绍却是用蔗糖.之所以用蔗糖作为碳源,主要有以下三个方面的原因：①同样作为碳源物质为植物细胞提供能量,蔗糖较葡萄糖能更好地调节培养基内的渗透压.配制相同质量分数的培养基,蔗糖形成的渗透压要明显低于葡萄糖.因此,若用同样质量的葡萄糖作为碳源,容易使植物细胞脱水而生长不良.同时,植物细胞吸收蔗糖的速率要明显慢于吸收葡萄糖的速率,所以蔗糖形成的渗透压可以在相对长的时间内保持稳定；②植物组织培养过程中,要时刻注意防止培养基受到微生物的污染.微生物生长过程最常利用的碳源是葡萄糖,而很少能利用蔗糖.因此,采用蔗糖作为培养基的碳源,可在一定程度上减少微生物的污染.③诱导作用.在培养基成分中,增加生长素的浓度,导致木质部形成,增加蔗糖浓度则导致韧皮部形成.当生长素水平恒定时,2％蔗糖使分化出的全部是木质部,4％蔗糖使分化出的几乎全部是韧皮部,3％蔗糖则可以分化出两者.所以,生长素和蔗糖浓度决定愈伤组织中维管束的类型与数量.因此,在植物组培中要选用蔗糖而不选用葡萄糖.\x0d植物组织培养中,培养基中的蔗糖浓度较低的,一般为3%～10%,而质壁分离中的蔗糖浓度为30%,可见两者浓度差距之大,质壁分离由于时间短,细胞吸收的量很少,而不是不能吸收,不足以对细胞液渗透压造成影响,才会出现壁分离现象.而只要浓度不是过高,时间又足够长,那么蔗糖就可以以自由扩散的形式进入植物细胞内而被植物利用.同时植物体内有蔗糖转化酶,可以吸收和利用蔗糖.而且转化酶在高等植物蔗糖代谢中起着关键的作用.研究表明,转化酶参与植物的生长、器官建成、糖分运输等多项功能,因此在植物培养基中加蔗糖.\x0d 另外,在果酒制作中,为使酵母迅速发生作用,可加极少量（一小撮）蔗糖.原因：酵母菌能分泌转化酶在胞外分解蔗糖后再吸收利用单糖,加入蔗糖使发酵原料更丰富,有利于早期酵母的大量繁殖而成为优势菌,从而抑制其他杂菌的繁殖.\x0d第一种说法：蔗糖通过次级主动运输形式直接被植物细胞吸收.次级主动运输是细胞利用初级主动运输的ATP酶或质子泵建立的质子梯度进行的物质运输,并非直接利用ATP水解释放的能量.经科学家研究,其吸收过程大致如下：质子泵将质子泵出细胞,胞外形成较高的质子浓度,建立起细胞内外的浓度梯度；这样,胞外的质子顺着浓度梯度趋向于向胞内扩散,细胞膜上的特殊载体除运输质子外,连同蔗糖一起转运至细胞内.\x0d第二种说法：在植物细胞的细胞壁、细胞质和液泡都存在着蔗糖酶,蔗糖首先被水解为葡萄糖和果糖,这些单糖分子再以主动运输方式进入细胞.\x0d研究人员在叶片的韧皮部发现了一系列蔗糖运输载体,包括菠菜蔗糖载体(Riesmeier等,1992)、马铃薯蔗糖载体StSUT1(Riesmeier等,1993)、车前草蔗糖-H+共运输载体PmSUC2(Gahrtz等,1994)和2个拟南芥蔗糖运输载体suc1和suc2(Sauer 和Stolz,1994).\x0d在教材中的质壁分离实验中,的确谈到蔗糖不能通过原生质层．实质上是蔗糖进入的速度非常慢,而不是完全不能进入．蔗糖进入的原因是一种主动运输形式.还有一种可能,洋葱表皮细胞的细胞膜上没蔗糖载体,而植物组织

培养中所培养的细胞含有运输蔗糖的载体.