植物組織培養若干問題的綜述

植物組織培養的問題貫穿著現行高中全部生物教材，內容較分散，給教學及學生學習帶來一定的困難。為此，筆者就有關植物組織培養的若干問題進行歸納總結如下:

1.定義:指植物的離體部分(包括任何器官、組織、細胞或原生質體)在人工控制的培養基及環境條件(溫度及光照)下，得以生長和分化的一種無菌培養技術。

2.實質:是一種無性繁殖技術。

3.原理:植物細胞的全能性。

4.分類:根據培養對象，植物組織培養可以分為器官培養、組織培養、胚胎培養、細胞培養(一般用得較少，因要獲得單個細胞較難)和原生質體培養(用機械、酸處理或酶溶解等方法除去細胞壁，分離出原生質體進行培養等。

5.條件:離體、無菌、一定營養、植物激素、光、溫度、pH。

5.1離體:只有離體狀態時，在一定營養物質，激素和其他外界條件作用下，才可能表現出全能性、發育成完整的植株。而在生物體內，細胞并沒有表現出全能性，而是分化成為不同的組織、器官，這是因為在特定的時間和空間條件下基因選擇性表達的結果。

5.2無菌:因植物組織培養用的培養基，含有植物生長發育所需要的各種營養物質，這些營養物質同樣為細菌等微小生物提供了適合的營養。在這種培養基上，細菌等微小生物比植物細胞具有更強的新陳代謝能力，它們比植物細胞生長、繁殖得更快，而且它們會產生毒素，使培養的植物細胞很快中毒死亡，所以必須無菌。

5.3營養:水、無機元素(必須含有一定量的大量元素和微量元素)、有機物。

5.4植物激素:植物生長中生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵性激素。在生長素存在的情況下，細胞分裂素的作用呈現加強的趨勢。按照不同的順序使用這兩類激素，會得到不同的實驗結果。

當同時使用這兩類激素時，兩者用量的比例影響植物細胞的發育方向(生長素用量比細胞分裂素用量，比值高時，有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低時，有利于芽的分化、抑制根的形成;比值適中時，促進愈傷組織的生長)?？梢?，植物激素的濃度、使用的先后順序以及用量的比例等，都會影響實驗結果。

5.5光:脫分化早期不需要光，因無光條件下愈傷組織生長較快。后期讓愈傷組織見光(要弱)后，顏色可以轉為綠色(形成葉綠體)。以后的培養均要光。

5.6溫度:不同植物繁殖的最適溫度不同，大約為23～28℃之間，但也有不少例外，差異比較大。

5.7pH:培養基的pH一般控制在5.8左右。

6.取材:不同的植物組織，培養的難易程度差別很大。因此，植物材料的選擇直接關系到實驗的成敗。對于同一植物材料，材料的年齡、保存時間的長短等也會影響實驗的結果。一般應選取帶有部分分裂能力的部位較好，因這樣易使組織培養成功。

7.培養基:

7.1分類:可分為固體培養基和液體培養基。前者加有瓊脂，后者則不加瓊脂。一般來說，在液體培養基中生長較快，而在固體培養基中生長較慢。

7.2成分(前面在“營養”中已講):與微生物培養基成分基本相似，與動物培養基組分的主要區別在于動物培養基中含有動物血清、血漿。

8.滅菌:是指殺死一定環境中所有微生物的細胞、芽孢和孢子。植物組織培養要想取得成功，必須有效地防止細菌等的污染，保證培養材料、培養基、培養用具完全無菌。為了達到這一要求，就要在植物組織培養過程中進行一系列的消毒、滅菌，并且要求無菌操作。

9.結果:組織培養的結果可以是細胞、組織、器官或生物體。

10.優點:新個體基本上能保持母體的一切性狀，培養周期短，繁殖率高(這是有性生殖無可比的)，便于自動化管理，而且取材少。

11.過程:在無菌條件下，將植物器官或組織(如芽、莖尖、根尖或花藥)的一部分切下來，放在適當的人工培養基上進行培養，這些器官或組織就會進行細胞分裂，形成新的組織。不過，這種組織沒有發生分化，只是一團薄壁細胞，叫愈傷組織。在適合的光照、溫度和一定的營養物質與激素等條件下，愈傷組織便開始分化，產生出植物的各種組織和器官，進而發育成一棵完整的植株。

12.關鍵:避免微生物的污染，確保無菌。

13.脫分化(即愈傷組織的形成):外植體的脫分化因植物種類、器官來源及其生理狀況的不同而有很大差別。

14.再分化(即愈傷組織的形態發生):愈傷組織雖發生了細胞分化，但并沒有器官發生。只有滿足某些條件，愈傷組織的細胞才會發生再分化，產生芽和根，進而發育成完整植株。

15.可育性:要看培養的對象，若培養的是二倍體的花粉，則不育(但可通過處理單倍體幼苗使染色體加倍的方法使其可育);若培養的不是，則可育(含無性繁殖)。

16.應用:

16.1快速繁殖。用組織培養法可以在短時間內大量繁殖植物。

16.2培育無病毒植株。研究發現，病毒在植物體內是沿維管束分布的;莖尖、根尖分生組織，由于代謝十分旺盛、細胞分裂速度快等因素，不含病毒。因此，用莖尖進行組織培養可以獲得無病毒植株，再用這種植株進行快速繁殖，就可以增殖出大批的無病毒植株，供應生產。

16.3培育作物新品種。

16.4植物產品的工廠化生產。

此外，組織培養在遺傳、生理、生化、病理等方面的研究中也得到了廣泛的應用。

17.人工種子:是指通過植物組織培養技術獲得具有胚芽、胚根、胚軸等結構的植物胚狀體，并且用適當方法將胚狀體包裹起來，用以代替天然種子進行繁殖的一種結構。

18.試管苗:由于細胞培養和組織培養的過程一般是在玻璃試管中進行的，于是，由此而得的苗木被人們稱為試管苗。

以上把植物組織培養過程中一些常見的主要問題進行了歸納，希望能給大家的學習和教學帶來一些幫助。

(作者單位:安徽省宿松縣宿松中學)