S2实验二培养基及其配制理论资料

实验二培养基及其配制（理论）

一、培养基成分及作用

培养基（culture medium）是植物组织培养的物质基础，也是植物组织培养能否获得成功的重要因素之一。

培养基成分对离体培养植物的生长发育起调控作用。

选择合适的培养基并掌握正确的制备方法是组织培

养成功的前提。

（一）植物必需的营养元素

植物体内至少含有几十种化学元素，其中大部分元素在植物体内起到一定的生理作用：

1、组成各种化合物，参与机体的建造，成为结构物质；

2、构成一些特殊的胜利活性物质，参与活跃的新陈代谢；

3、这些元素之间相互协调，以维持离子浓度平衡、胶体

稳定、电荷平衡等点化学方面的作用；

4、在发育方面，特定的元素影响植物的形态发生和组织、器官建成。

Arnon和Stout（1939）提出的确定植物必需营养元素的3个标准：

A、缺乏该元素，植物生育发生障碍，不能完成其生活史

B、缺乏该元素，就表现为专一的病症，且这种缺素症可以用补充改元素来预防和恢复

C、改元素在植物营养生理上表现直接的效果，而不是由于土壤的物理、化学、微生物条件的改进而产生的间接效果。

国内外公认的高等植物所必需的营养元素有16（17）种：

C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl、（Ni）

在植物中含量差别很大，同一元素在植物不同时期、不同条件下含量也不同。

根据植物体内含量多少，可把这些元素分为：

大量营养元素：占干物质重量的0.1%以上；

C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等9种。微量营养元素：占干物质重量的0.1%以下

有的只含0.1mg/kg。

Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl等7种。（二）培养基营养成分及作用

培养基是外植体生长的土壤，它所含有的不同营养元素直接影响着培养材料的生长发育。

培养基中的营养元素以有机物和无机物两类形式存在，绝大多数营养元素以无机物的形式存在。

按照国际植物生理协会的建议：

所需浓度> 0.5mmol/L的元素为大量元素

所需浓度< 0.5mmol/L的元素为微量元素

1、大量元素

N是蛋白质、酶、叶绿素、维生素、核酸、磷脂、生物碱等的组成成分，在植物生命活动中占有重要的位置，

又称生命元素。在培养基中主要以NO3—-N和NH4—-N两种形式存在。

P是磷脂主要成分。培养基中常用KH2PO4NaH2PO4等。

K对碳水化合物合成，转移，以及氮素代谢等有密切关系。培养基中常以KCl、KNO3等盐类提供。

Mg、S、Ca是叶绿素的组成成分，又是激酶的活化剂，对核蛋白体结构具有稳定作用；S是含S氨基酸的蛋白质的组成成分。它们常以MgSO4·7H2O提供，用量为1—3mg/L 较为适宜；Ca是构成细胞壁的成分，对细胞分裂，稳定质膜结构有显著作用，此外，Ca及钙调素在细胞信号转导中起重要作用。常以CaCl·2H2O提供。

2、微量元素

在微量元素中，铁的使用最大，铁是一些氧化酶的组成成分。同时又是叶绿素形成的必要条件。由于培养基的pH较高，所以培养中几乎都使用不易分解的乙二胺四乙酸铁这种鳌合物来防止铁的沉淀。

硼与蛋白质合成、糖类运输有着密切的关系；铜是某些氧化酶的成分，能够促进离体根的生长；锰参与植物的光合、呼吸代谢；钼参与氮素的代谢；氯是光合作用水光解的活化剂。

微量元素的主要作用是作为酶的辅助因子或激活剂参与代谢的调节。

缺铁症状：

叶面呈绿色网纹状失绿。随病势发展，叶片失绿程度加重，出现整叶变为白色，叶缘枯焦，引起落叶。严重缺铁时，新梢顶端枯死。

缺铜症状：

新梢顶端叶片的叶尖失绿变黄，叶片出现褐色斑点至扩大变成深褐色，引起落叶。

枝顶端生长不良，其下部的芽开始生长，形成丛生的细枝。

缺锰典型症状：

叶脉间失绿褪色，但叶脉仍保持绿色，脉间出现坏死斑，缺素症状由幼叶开始。

缺钼典型症状：

叶较小，叶脉间失绿,有坏死斑点，且叶边缘焦枯，向内卷曲。

十字花科植物缺钼时叶片卷曲畸形，老叶变厚且枯焦缺硼典型症状：

受精不良,籽粒减少，“花而不实”，“蕾而不花”；根尖、茎尖的生长点停止生长，而形成簇生状；常引起各种腐烂病。

3、碳源

碳源物质包括糖类物质、醇类物质和有机酸，以糖类物质最重要。一般来说，蔗糖是最好的糖源，它具有热易变的性质，经高压灭菌后，大部分分解为D-葡萄糖、D-果糖，仅剩下部分的蔗糖，这更利于吸收和利用。蔗糖使用浓度一般在2%—5%。此外，糖还可以提供能源和调节渗

透压，调节培养基的渗透压一般在1.5—4.1 MPa。

4、维生素类

这类化合物在植物细胞里主要是以各种辅酶的形式参与多种代谢活动，对生长，分化等有很好的促进作用。主要分为脂溶性维生素和水溶性维生素。

5、肌醇

又叫环己六醇，在糖类的相互转化中起重要作用，是细胞壁的构建材料。肌醇参与碳水化合物、磷脂代谢及离子平衡等生理活动，具有促进活性物质发挥作用的效果，在培养基中加入1.0mg/L的肌醇就足以影响V B1的效应。使用浓度一般在50—100mg/L。

6、氨基酸

氨基酸是蛋白质的组成成分，也是一种很好的有机氮源，可直接被细胞吸收利用。培养基中常用的是甘氨酸，还有其他氨基酸，用量一般在10—1000mg/L之间。

7、天然复合物

为了促进某些愈伤组织和器官的生长，在培养基中还常加入多种化学成分不明的、复杂的天然营养混合物，如水解酪蛋白、玉米胚乳、酵母提取物等。

8、琼脂

为使培养材料在培养基上固定和生长，要外加一些支持物，构成固体培养基。琼脂是使用最普遍的凝固剂。用量一般在6—10g/L之间，以颜色浅、透明度高好，洁净为上品。

除了琼脂外，在组织培养中还可以使用琼脂糖、结冷胶等。

9、活性炭

培养基中加入活性炭主要是为了吸附培养基及培养

物分泌物中的抑制物质。加入适量的活性炭对抑制外植体褐变、防止玻璃苗的产生、促进培养物生长和分化、促进生根具有一定作用。

但活性炭也有副作用，它的吸附作用没有选择性，所以在吸附抑制物的同时，使一些营养成分也吸附了。