木本植物組織培養(yǎng)中的關(guān)鍵因素

  3 赤霉素

  赤霉素至今已發(fā)現(xiàn)100多種，總稱為赤霉素類(GAs)。其中只有少數(shù)赤霉素對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育具有生物活性，在木本組織培養(yǎng)的研究中應(yīng)用較多的是GA3。GA3的作用類似于生長(zhǎng)素，但與其不同的是，GA3對(duì)完整植株的作用要強(qiáng)于對(duì)離體器官或組織的作用。GA3可刺激器官的生長(zhǎng)，卻抑制器官的發(fā)生，如GA3對(duì)不定根的產(chǎn)生具有抑制作用，但在根原基形成以后，則不對(duì)不定根的發(fā)生造成影響。

  在對(duì)龍眼和荔枝的組織培養(yǎng)研究中發(fā)現(xiàn)，GA3對(duì)兩者的愈傷組織誘導(dǎo)具有抑制作用，應(yīng)該省去不用。在對(duì)白木香組織培養(yǎng)技術(shù)及植株再生的研究中發(fā)現(xiàn)，GA3僅對(duì)種子萌發(fā)具有促進(jìn)作用，其余誘導(dǎo)器官發(fā)生的部分都不宜使用。而在對(duì)于美國(guó)月桂櫻組織培養(yǎng)研究中發(fā)現(xiàn)，GA3對(duì)芽的伸長(zhǎng)沒有效果。據(jù)相關(guān)報(bào)道，赤霉素能促進(jìn)植物開花，但對(duì)于植物離體再生作用較小，尚沒有廣泛運(yùn)用。

  4 乙烯

  乙烯是一種氣態(tài)的植物激素，廣泛存在于植物成熟的果實(shí)果皮中，對(duì)催化果實(shí)成熟有促進(jìn)作用。而乙烯對(duì)于植物組織培養(yǎng)作用方面的研究尚少。 都對(duì)乙烯在愈傷組織誘導(dǎo)、體細(xì)胞胚發(fā)生、不定芽與不定根的誘導(dǎo)等相關(guān)研究進(jìn)行了概述，表明了乙烯在不同植物品種中具有起到的作用不一，而在木本組織培養(yǎng)中，乙烯的作用很少涉及。謝耀堅(jiān)在對(duì)歐洲云杉胚性愈傷組織培養(yǎng)中乙烯的釋放及其作用的研究中，發(fā)現(xiàn)乙烯釋放量的變化對(duì)胚性愈傷組織的誘導(dǎo)率無(wú)明顯促進(jìn)或抑制作用。乙烯在木本植物組織培養(yǎng)方面的作用仍需進(jìn)一步研究。

  5 脫落酸

  脫落酸作為五大類激素之一，對(duì)植物細(xì)胞分裂擴(kuò)增起著重要調(diào)控作用，而且經(jīng)常在組織培養(yǎng)方面，通過提高愈傷組織的干燥耐受性和防止提早發(fā)芽，從而促進(jìn)體細(xì)胞胚的發(fā)生與提高體細(xì)胞胚的質(zhì)量。脫落酸不只調(diào)節(jié)植物細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育，還在植物細(xì)胞受到脅迫時(shí)發(fā)揮作用。因此，脫落酸以其在植物生長(zhǎng)發(fā)育中所起的獨(dú)特作用，近年來不斷受到科學(xué)家的青睞，研究深度與廣度逐步增加。

  進(jìn)行了脫落酸對(duì)棕櫚樹體細(xì)胞胚發(fā)生的影響研究，發(fā)現(xiàn)添加0.1 mg/L脫落酸時(shí)，促進(jìn)的體細(xì)胞胚發(fā)生量最大，濃度過高則會(huì)減少體細(xì)胞胚的發(fā)生量。同樣以棕櫚樹為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)運(yùn)用懸浮培養(yǎng)方式，與添加50～100μmol/L的脫落酸濃度對(duì)同步化誘導(dǎo)體細(xì)胞胚具有促進(jìn)作用。在利用未成熟的椰子種子為外植體，進(jìn)行愈傷組織誘導(dǎo)后，以添加7.5 μmol/L的脫落酸濃度，體細(xì)胞胚發(fā)生量最大，但無(wú)法進(jìn)一步萌發(fā)出芽，而5～5 μmol/L的ABA濃度，可以成功生出芽。

  三、碳源

  在對(duì)植物細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)時(shí)，除了需要添加植物激素，與基本培養(yǎng)基所提供的基本營(yíng)養(yǎng)元素外，生長(zhǎng)發(fā)育主要所需的能量物質(zhì)是由碳源物質(zhì)所提供的。碳源一般是糖類物質(zhì)，常用的碳源物質(zhì)有蔗糖、葡萄糖、果糖與半乳糖等。其中蔗糖與果糖，在植物組織培養(yǎng)中最為廣泛運(yùn)用。碳源不只是為植物細(xì)胞提供能量物質(zhì)，還能為植物細(xì)胞提供滲透壓，提供細(xì)胞吸取養(yǎng)分的動(dòng)力，而滲透壓與碳源的種類與濃度密切相關(guān)。

  蔗糖是植物組織培養(yǎng)中，最常用的碳源物質(zhì)，屬于非還原性二糖。蔗糖在供能外，還能促進(jìn)愈傷組織的再分化。由于植物細(xì)胞對(duì)蔗糖的吸收速率較慢，因此蔗糖能夠長(zhǎng)期保持較穩(wěn)定的滲透壓，為植物細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育提供穩(wěn)定的環(huán)境。而且蔗糖一般不能被微生物直接利用，對(duì)微生物的污染有一定程度的減輕效果。

  利用不同碳源對(duì)桑樹莖尖進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)果糖是桑樹誘導(dǎo)芽尖與繼代培養(yǎng)效果最佳的碳源，而葡萄糖可在繼代培養(yǎng)中替代果糖，達(dá)到更好的培養(yǎng)效果。利用不同碳源對(duì)獼猴桃的組織培養(yǎng)研究中發(fā)現(xiàn)，蔗糖和葡萄糖對(duì)芽的分化效應(yīng)無(wú)明顯差異，不過低濃度的碳源不能很好地進(jìn)行芽分化和生長(zhǎng)，而高濃度的碳源雖能較好地誘導(dǎo)芽分化，但抑制了后期芽的生長(zhǎng)。在植物組織培養(yǎng)中，一般多用蔗糖作為培養(yǎng)基碳源，對(duì)于個(gè)別植物的組織培養(yǎng)則以葡萄糖與果糖這些單糖作為碳源更佳。因此，對(duì)植物組織培養(yǎng)中碳源種類與濃度的選擇也是必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

  四、pH值

  pH值在植物組織培養(yǎng)研究中，通常代表著培養(yǎng)基中的酸堿度。大多數(shù)植物在離體培養(yǎng)中，pH值的要求5.0～6.2。適宜的pH值，是植物組織離體再生過程中能夠正常吸取生長(zhǎng)養(yǎng)分的重要影響因素。并且pH值能夠影響培養(yǎng)基的凝固程度，當(dāng)pH較低(≤4.0)時(shí)，加入一定量的凝固劑，培養(yǎng)基都難于凝固。而培養(yǎng)基的凝固程度對(duì)培養(yǎng)物的支撐作用，對(duì)其保證正常生長(zhǎng)發(fā)育具有重要意義。

  在鈣離子與pH值對(duì)柚木組培苗生長(zhǎng)和礦質(zhì)養(yǎng)分吸收影響的研究中發(fā)現(xiàn)，pH值對(duì)苗高生長(zhǎng)及愈傷組織生物量積累有顯著影響，適宜pH值為6.0，只有穩(wěn)定在最適pH值上，增加鈣離子濃度，才會(huì)增加柚木組培苗的營(yíng)養(yǎng)元素吸收。對(duì)3個(gè)越橘品種組培苗在pH值5～9條件下培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，不同越橘品種在相同pH值條件下生長(zhǎng)狀況不一致。因此，表明pH值是影響植物組織培養(yǎng)的關(guān)鍵因素之一，而且不同植物品種的最適pH值都有所不同。