2章 培养基成分和作用解析
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第二章
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
培养基
• 培养基是培养植物组织的基质，是植物组织和 细胞在离开母体的条件下生存和生长发育所需 要的物质来源。 • 培养基的成分决定着植物细胞和组织的生长状 况和发育的方向。 • 不同的植物和不同的培养目的需要选用不同的 培养基以取得特定的培养效果。
第二章
培养基
*无机营养 *有机营养 *生理活性物质 *其他添加物 *水
第一节 无机营养成分
• 2、无机微量成分 • 微量元素中硼、锰、锌和铁的需求量比较大，在每升 30-100毫克的范围内；铜、钴和钼的需求量很少，在1 毫克或以下的范围。 • 有些培养基的微量成分元素种类比较少。由于某些微量 元素的需求量的确很微少，除了精确的营养成分研究， 采用特别高纯度的试剂进行液体培养之外，完全可以从 水、试剂、特别是琼脂中混入的杂质中吸收而满足生长 发育的需要。
第二节 有机营养成分
• 1、糖类
• 在培养条件下，离体的植物细胞不能进行有效的光合作用 生成碳水化合物，由自养生物变成异养生物，生长发育所 需要的碳源只能从培养基中吸收。因此，可以被细胞吸收 利用的糖类碳水化合物是培养基的必要成分。 • 蔗糖是培养基中最常用的碳源。实际上，由于培养基灭菌 采用了高温高压的条件，加入到培养基中的蔗糖有相当一 部分发生了水解反应，转化成了葡萄糖和果糖。
第一节 无机营养成分
• 无机元素以无机盐的形式加入到培养基中，在培 养基中为离子状态，植物细胞组织吸收的是离子 状态的元素。 • 无机营养成分包括大量元素氮、磷、钾、钙、镁、 硫六种和微量元素铁、硼、锰、铜、锌、钼、钴 等七种。 • 除了这些之外，有些培养基配方也含有其他元素， 但这些元素的作用还不清楚，也可能是不必要的。
•
第二节 有机营养成分
• 1、糖类 • 培养基中蔗糖的常用浓度是2-5%。蔗糖除了作 为碳源外，还起着调节培养基渗透压的作用。 • 根的器官培养采用较低浓度的蔗糖。 • 幼胚培养采用高浓度的蔗糖。 • 花药培养采用高浓度的蔗糖。
第二节 有机营养成分
• 2, 氨基酸类 • 氨基酸类在组织培养中并不是必要的，但有时在 培养基中加入某些特定的氨基酸可以取得明显有 益的效果。 • 常用的氨基酸有脯氨酸、甘氨酸、谷氨酸、天冬 氨酸和色氨酸等。 • 1000-1500mg/l的脯氨酸有促进水稻愈伤组织增 殖以及改良愈伤组织质量的显著作用。 • 2000mg/l的脯氨酸能大幅度提高大豆不定芽的形 成和有利于不定芽的生长。
• 生理活性物质一般包括植物激素和维生素 (vitamin)两大类别。
第三节 生理活性物质
• 1、植物激素
• 植物激素也称植物生长调节物质。一般将天然的植物激素 称为荷尔蒙（hormone），而将人工合成的称为生长调节 剂（growth regulator）。 • 植物激素不仅具有促进细胞组织的生长的一般作用，还能 诱导培养细胞组织的脱分化和器官分化，以达到一定的培 养目的。 • 目前，在植物体中发现的五类激素，都已在植物组织培养 中得到不同程度的应用。激素的使用使很多植物种类的组 织细胞培养成为可能。
第二节 有机营养成分
• 2, 氨基酸类
• 一种特殊的培养基：完全不采用无机态氮，仅采 用甘氨酸，精氨酸，天冬氨酸，谷氨酰胺和色氨 酸的有机氮为唯一氮源的培养基，叫AA培养基， 这可以说是一种非常特别的培养基。
• AA培养基在有些情况下可以促进悬浮培养的细胞 团的分散，成为禾本科作物悬浮培养细胞游离原 生质体时较常采用的培养基。
第二节 有机营养成分
• 3，其它
• 包括多种的天然有机物质以及加工品，最常用的有椰子 汁(CW,CM)、水解蛋白或蛋白胨(peptone)、此外还有人 用玉米胚乳浸出物、麦芽浸出物、酵母浸出物、番茄汁、 香蕉汁等等。 • 虽然这些物质往往对培养起着重要的促进作用，但因为 原材料和加工方法的不同，使用效果有可能不稳定、是 造成实验重复性差、效果不稳定的主要原因。 • 不采用天然物质的成分一定的培养基称为完全合成培养 基。
第一节 无机营养成分
• 2、无机微量元素 • 在微量元素中，铁是一种需求量相对较大但容易 沉淀，较难被吸收的元素。现在通常采用乙二胺 四乙酸（EDTA）的钠盐加以螯合保护，以保证铁 元素的有效性。 • 绝大多数培养基都含有碘的化合物碘化钾，但碘 的必要性还没有得到证明。
第二章
培养基
*无机营养 *有机营养 *生理活性物质 *其他添加物 *水
第一节 无机营养成分
• 1，大量无机元素 • 在培养基中最重要的无机成分是N，无机氮的供应有两种形式， 一种是硝酸盐，另一种是铵盐。 • 当作为唯一的氮源时，硝酸盐的作用要比铵盐好得多。但在 单独使用硝酸盐时，培养基的pH值会向碱性方向漂移，在培 养基中同时加入铵盐可以起到缓冲的作用。 • 培养基中硝态氮和铵态氮的比例和相对量的多少对培养结果 影响十分明显。MS和N6是两种不同类型的培养基，前者含有 较高浓度和比例的铵态氮，后者含有高浓度的硝态氮和低比 例的铵态氮，两者的培养效果常常不同。
几种天然有机物质的制备方法
• 番茄：挤压后取得汁液，直接加入培养基，调 节酸碱度后灭菌。 • 马铃薯：切成边长约6mm的小块后加水煮沸1520分钟，取汁液加入培养基，然后调整酸碱度， 再行灭菌。 • 香蕉：压烂成泥浆状后全部加入到培养基中， 调整酸碱度后灭菌。 • 椰子水：直接加热至80度以上，然后冷却至常 温，再用3层纱布过滤除去变性凝固的蛋白质 成分。加入到培养基后，调整酸碱度灭菌。
第一节 无机营养成分
• 1、无机大量元素 • 其他无机大量元素P和K以磷酸钾或磷酸二氢钾的化合物 加入， Mg 以硫酸镁的形态加入， S 以硫酸氨的形式加入， Ca 以氯化钙的形式加入。这些元素的需要量明显没有 N 的需要量大，而且加入量往往是过剩的。 • 在一般培养基中，含N盐的总量在每升2000-3000毫克之 间，含Ca或Mg的盐的量在每升100至400之间。
第二章
培养基
*无机营养 *有机营养 *生理活性物质 *其他添加物 *水
第三节 生理活性物质
• 生理活性物质(physiologically active elements)在培养基中的浓度一般在十万分之 一至千万分之一，具有提高细胞活力或改变细 胞的发育模式的作用，和一般的营养成分有本 质上的不同。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
培养基
• 培养基是培养植物组织的基质，是植物组织和 细胞在离开母体的条件下生存和生长发育所需 要的物质来源。 • 培养基的成分决定着植物细胞和组织的生长状 况和发育的方向。 • 不同的植物和不同的培养目的需要选用不同的 培养基以取得特定的培养效果。
第二章
培养基
*无机营养 *有机营养 *生理活性物质 *其他添加物 *水
第一节 无机营养成分
• 2、无机微量成分 • 微量元素中硼、锰、锌和铁的需求量比较大，在每升 30-100毫克的范围内；铜、钴和钼的需求量很少，在1 毫克或以下的范围。 • 有些培养基的微量成分元素种类比较少。由于某些微量 元素的需求量的确很微少，除了精确的营养成分研究， 采用特别高纯度的试剂进行液体培养之外，完全可以从 水、试剂、特别是琼脂中混入的杂质中吸收而满足生长 发育的需要。
第二节 有机营养成分
• 1、糖类
• 在培养条件下，离体的植物细胞不能进行有效的光合作用 生成碳水化合物，由自养生物变成异养生物，生长发育所 需要的碳源只能从培养基中吸收。因此，可以被细胞吸收 利用的糖类碳水化合物是培养基的必要成分。 • 蔗糖是培养基中最常用的碳源。实际上，由于培养基灭菌 采用了高温高压的条件，加入到培养基中的蔗糖有相当一 部分发生了水解反应，转化成了葡萄糖和果糖。
第一节 无机营养成分
• 无机元素以无机盐的形式加入到培养基中，在培 养基中为离子状态，植物细胞组织吸收的是离子 状态的元素。 • 无机营养成分包括大量元素氮、磷、钾、钙、镁、 硫六种和微量元素铁、硼、锰、铜、锌、钼、钴 等七种。 • 除了这些之外，有些培养基配方也含有其他元素， 但这些元素的作用还不清楚，也可能是不必要的。
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第二节 有机营养成分
• 1、糖类 • 培养基中蔗糖的常用浓度是2-5%。蔗糖除了作 为碳源外，还起着调节培养基渗透压的作用。 • 根的器官培养采用较低浓度的蔗糖。 • 幼胚培养采用高浓度的蔗糖。 • 花药培养采用高浓度的蔗糖。
第二节 有机营养成分
• 2, 氨基酸类 • 氨基酸类在组织培养中并不是必要的，但有时在 培养基中加入某些特定的氨基酸可以取得明显有 益的效果。 • 常用的氨基酸有脯氨酸、甘氨酸、谷氨酸、天冬 氨酸和色氨酸等。 • 1000-1500mg/l的脯氨酸有促进水稻愈伤组织增 殖以及改良愈伤组织质量的显著作用。 • 2000mg/l的脯氨酸能大幅度提高大豆不定芽的形 成和有利于不定芽的生长。
• 生理活性物质一般包括植物激素和维生素 (vitamin)两大类别。
第三节 生理活性物质
• 1、植物激素
• 植物激素也称植物生长调节物质。一般将天然的植物激素 称为荷尔蒙（hormone），而将人工合成的称为生长调节 剂（growth regulator）。 • 植物激素不仅具有促进细胞组织的生长的一般作用，还能 诱导培养细胞组织的脱分化和器官分化，以达到一定的培 养目的。 • 目前，在植物体中发现的五类激素，都已在植物组织培养 中得到不同程度的应用。激素的使用使很多植物种类的组 织细胞培养成为可能。
第二节 有机营养成分
• 2, 氨基酸类
• 一种特殊的培养基：完全不采用无机态氮，仅采 用甘氨酸，精氨酸，天冬氨酸，谷氨酰胺和色氨 酸的有机氮为唯一氮源的培养基，叫AA培养基， 这可以说是一种非常特别的培养基。
• AA培养基在有些情况下可以促进悬浮培养的细胞 团的分散，成为禾本科作物悬浮培养细胞游离原 生质体时较常采用的培养基。
第二节 有机营养成分
• 3，其它
• 包括多种的天然有机物质以及加工品，最常用的有椰子 汁(CW,CM)、水解蛋白或蛋白胨(peptone)、此外还有人 用玉米胚乳浸出物、麦芽浸出物、酵母浸出物、番茄汁、 香蕉汁等等。 • 虽然这些物质往往对培养起着重要的促进作用，但因为 原材料和加工方法的不同，使用效果有可能不稳定、是 造成实验重复性差、效果不稳定的主要原因。 • 不采用天然物质的成分一定的培养基称为完全合成培养 基。
第一节 无机营养成分
• 2、无机微量元素 • 在微量元素中，铁是一种需求量相对较大但容易 沉淀，较难被吸收的元素。现在通常采用乙二胺 四乙酸（EDTA）的钠盐加以螯合保护，以保证铁 元素的有效性。 • 绝大多数培养基都含有碘的化合物碘化钾，但碘 的必要性还没有得到证明。
第二章
培养基
*无机营养 *有机营养 *生理活性物质 *其他添加物 *水
第一节 无机营养成分
• 1，大量无机元素 • 在培养基中最重要的无机成分是N，无机氮的供应有两种形式， 一种是硝酸盐，另一种是铵盐。 • 当作为唯一的氮源时，硝酸盐的作用要比铵盐好得多。但在 单独使用硝酸盐时，培养基的pH值会向碱性方向漂移，在培 养基中同时加入铵盐可以起到缓冲的作用。 • 培养基中硝态氮和铵态氮的比例和相对量的多少对培养结果 影响十分明显。MS和N6是两种不同类型的培养基，前者含有 较高浓度和比例的铵态氮，后者含有高浓度的硝态氮和低比 例的铵态氮，两者的培养效果常常不同。
几种天然有机物质的制备方法
• 番茄：挤压后取得汁液，直接加入培养基，调 节酸碱度后灭菌。 • 马铃薯：切成边长约6mm的小块后加水煮沸1520分钟，取汁液加入培养基，然后调整酸碱度， 再行灭菌。 • 香蕉：压烂成泥浆状后全部加入到培养基中， 调整酸碱度后灭菌。 • 椰子水：直接加热至80度以上，然后冷却至常 温，再用3层纱布过滤除去变性凝固的蛋白质 成分。加入到培养基后，调整酸碱度灭菌。
第一节 无机营养成分
• 1、无机大量元素 • 其他无机大量元素P和K以磷酸钾或磷酸二氢钾的化合物 加入， Mg 以硫酸镁的形态加入， S 以硫酸氨的形式加入， Ca 以氯化钙的形式加入。这些元素的需要量明显没有 N 的需要量大，而且加入量往往是过剩的。 • 在一般培养基中，含N盐的总量在每升2000-3000毫克之 间，含Ca或Mg的盐的量在每升100至400之间。
第二章
培养基
*无机营养 *有机营养 *生理活性物质 *其他添加物 *水
第三节 生理活性物质
• 生理活性物质(physiologically active elements)在培养基中的浓度一般在十万分之 一至千万分之一，具有提高细胞活力或改变细 胞的发育模式的作用，和一般的营养成分有本 质上的不同。