植物組織培養(yǎng)過(guò)程中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的配比問(wèn)題淺析

阮細(xì)美

(江蘇省江安高級(jí)中學(xué)，江蘇 如皋 226534)

植物組織培養(yǎng)過(guò)程中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的配比問(wèn)題淺析

阮細(xì)美

(江蘇省江安高級(jí)中學(xué)，江蘇 如皋 226534)

新課標(biāo)人教版高中生物教學(xué)中植物組織培養(yǎng)過(guò)程中生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的配比問(wèn)題，是在誘導(dǎo)外植體脫分化與再分化教學(xué)研究中的重點(diǎn)問(wèn)題.這部分教學(xué)知識(shí)也是生物教學(xué)中的難點(diǎn)問(wèn)題，如何進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確的配比是教師引導(dǎo)學(xué)生掌握的重要知識(shí)點(diǎn).結(jié)合新課標(biāo)人教版選修一與選修三內(nèi)容，充分結(jié)合實(shí)例，深入探討出在誘導(dǎo)外植體脫分化與再分化過(guò)程中植物激素的配比.

植物組織培養(yǎng)；生長(zhǎng)素；細(xì)胞分裂素；脫分化

在人教版高中生物教學(xué)中，關(guān)于植物組織培養(yǎng)生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素配比問(wèn)題，在選修一教學(xué)中有所涉及，如選修一種關(guān)于該方面知識(shí)點(diǎn)的描述為：生長(zhǎng)素用量/細(xì)胞分裂素，其比值較大則對(duì)植物根分化有著積極作用，并抑制芽形成；其比值較小時(shí)則作用反之；比值適中時(shí)有利于愈傷組織生長(zhǎng).在選修三中關(guān)于該方面知識(shí)點(diǎn)描述為：生長(zhǎng)素含量>細(xì)胞分裂素含量，誘導(dǎo)植物組織脫分化與根原機(jī)形成；反之，誘導(dǎo)植物組織再分化與芽原機(jī)形成.下面本文將結(jié)合實(shí)例進(jìn)行具體分析.

一、常見(jiàn)植物外植體培養(yǎng)中的激素配比分析

在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中生長(zhǎng)素以及細(xì)胞分裂素配比問(wèn)題研究的前提是應(yīng)當(dāng)了解其主要類(lèi)型：其中生長(zhǎng)素主要有2,4-二氯苯氧乙酸(1,4-D)、吲哚乙酸(IAA)等，細(xì)胞分裂類(lèi)型中具體包括了激動(dòng)素(KT)等.

林碧英等人在研究中指出，在進(jìn)行大蒜鱗莖盤(pán)組織培養(yǎng)研究的過(guò)程中，其最優(yōu)培養(yǎng)基LS+2,4-D 1 mg·L-1+KT 1 mg·L-1條件下的出愈率現(xiàn)對(duì)更高，此時(shí)形成的愈傷組織效果也更優(yōu).當(dāng)愈傷組織培養(yǎng)形成之后，就可以進(jìn)入到LS+NAA 2 mg·L-1+BA 1 mg·L-1之中進(jìn)行培養(yǎng).之后一周時(shí)間中，就可以形成綠色的圓弧形頂，三周時(shí)間之后芽苗則會(huì)直接通過(guò)圓頂產(chǎn)生分化的現(xiàn)象，最后可以發(fā)育形成莖州以及小鱗莖.

當(dāng)處在離體環(huán)境下，植物激素可能會(huì)對(duì)大蒜鱗莖盤(pán)生成的愈傷組織誘導(dǎo)以及分化情況發(fā)揮作用，這當(dāng)中2,4-D則表現(xiàn)出較為明顯的作用來(lái).

另一位研究員黃鳳翔則在自己的研究中指出，利用菊葉薯蕷幼嫩莖進(jìn)行外植體的多種組培實(shí)驗(yàn)，形成的結(jié)果如下：MS+6-BA 2 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1，MS+6-BA 0.5 mg·L-1+NAA0.1 mg·L-1以及1/2MS+NAA-1 0.5 mg·L-1+IBA 1.0 mg·L-1，上述中均屬與菊葉薯蕷幼嫩莖組培誘導(dǎo)等方面的最合適的培養(yǎng)基.

田世林等人將煙草葉片、西紅柿葉片等作為外植體實(shí)驗(yàn)的主要對(duì)象，則顯示出的研究結(jié)果呈現(xiàn)為：煙草愈傷組織發(fā)生分化的情況十分明顯.在不同類(lèi)型的激素配比過(guò)程中，愈傷組織主要分化為根，當(dāng)NAA∶6-BA為1.6∶0.8以及0∶0.8的情況下，植物愈傷組織產(chǎn)生分化十分明顯，可能產(chǎn)生了莖葉.在培養(yǎng)基當(dāng)中6-BA/NAA比值相對(duì)較高的情況下，則可以很好促進(jìn)根進(jìn)行分化，比值相對(duì)較低，則會(huì)有助于芽的分化.當(dāng)兩種類(lèi)型的激素均濃度較高時(shí)，則誘導(dǎo)愈傷組織可能會(huì)分化產(chǎn)生較多的莖葉，西紅柿葉片則可能相對(duì)產(chǎn)生更多的愈傷組織，同時(shí)其分化可能也是最難的.又例如，大豆的根莖幾乎不會(huì)產(chǎn)生分化的情況，也可能較少產(chǎn)生愈傷組織.

韓學(xué)穎等人則對(duì)大花蕙蘭雜交種金玉堂加以研究，其結(jié)果表明，在研究中最合適的有道培養(yǎng)基應(yīng)當(dāng)是MS+BA 1.0mg·L-1+NAA 0.01mg·L-1+C 1.5g·L-1.此時(shí)產(chǎn)生的誘導(dǎo)率則能夠超過(guò)90%.因此最適合進(jìn)行增殖分化培養(yǎng)基可以表示為：MS+BA 5.0mg·L-1+NAA 0.5mg·L-1+C 1.5g·L-1.

本次研究中選擇了人教版選修3中的內(nèi)容，其中對(duì)胡蘿卜外植體相關(guān)的培養(yǎng)基激素配比情況進(jìn)行了更進(jìn)一步的闡釋?zhuān)旱谝唬治稣T導(dǎo)胡蘿卜愈傷組織情況，針對(duì)MS培養(yǎng)基當(dāng)中已經(jīng)添加進(jìn)入一定量的BA以及NAA情況下進(jìn)行分析；第二，分析誘導(dǎo)胡蘿卜從芽情況，通過(guò)對(duì)皮癢及當(dāng)中添加一定量質(zhì)量分析的KT以及NAA進(jìn)行研究.第三，分析誘導(dǎo)胡蘿卜生根情況，對(duì)培養(yǎng)基當(dāng)中添加進(jìn)入一定量的NAA加以分析.

二、分析與討論

1.分析

通過(guò)上述實(shí)例分析可知，在不同類(lèi)型的植物中，分別進(jìn)行外植體組織培養(yǎng)，植物激素配比直接影響培養(yǎng)最終效果.誘導(dǎo)愈傷組織的形成，大部分植物生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素之間的配比為1∶1，也有可能是細(xì)胞分裂素濃度>植物生長(zhǎng)素，在實(shí)例研究中還發(fā)現(xiàn)有小部分的細(xì)胞分裂素濃度<植物生長(zhǎng)素.外源急速誘導(dǎo)愈傷組織增殖分化時(shí)，大部分的植物細(xì)胞分裂素濃度>植物生長(zhǎng)素，將會(huì)有利于從芽生成，但也存在細(xì)胞分裂素濃度<植物生長(zhǎng)素或濃度比例相同是幾率.在促進(jìn)生根的過(guò)程中，大部分的植物類(lèi)型可以僅依靠植物生長(zhǎng)素，不使用細(xì)胞分裂素的培養(yǎng)基，或者生長(zhǎng)素濃度>細(xì)胞分裂素濃度.

2.討論

在高中生物選修三中對(duì)植物生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的描述為：植物生長(zhǎng)素含量>細(xì)胞分裂素含量時(shí)，主要誘導(dǎo)植物組織脫分化.在本次分析與研究中可知，誘導(dǎo)愈傷組織形成的激素配比區(qū)別于教材描述.究其原因來(lái)看，教材中的“植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在培養(yǎng)基中的用量要以組織內(nèi)源激素含量為參考標(biāo)準(zhǔn)，在確定組織內(nèi)源激素與外源激素協(xié)同作用的前提下，才能實(shí)現(xiàn)組織培養(yǎng)的激素杠桿”.通過(guò)本文分析研究可知，在不同類(lèi)型的植物組織中，其內(nèi)源激素含量存在一定的差異性，這與教材中的描述具有一致性.但基于植物生長(zhǎng)素用量與細(xì)胞分裂素用量的比值較大時(shí)，不等于植物生長(zhǎng)素用量>細(xì)胞分裂素，其比值較小時(shí)，也不等于植物生長(zhǎng)素用量<細(xì)胞分裂素，這兩種關(guān)系是一種相對(duì)關(guān)系.另外，除了對(duì)兩者之間比值的分析，還要對(duì)其絕對(duì)濃度進(jìn)行分析.

綜合上述分析可知，在應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行試驗(yàn)的過(guò)程中的得出這樣的結(jié)論，即在不同類(lèi)型的植物中，分別進(jìn)行外植體組織培養(yǎng)，植物激素配比直接影響培養(yǎng)最終效果.關(guān)于生長(zhǎng)素與激動(dòng)素需求分析可總結(jié)出其因不同的類(lèi)型的植物而有所差異，多元化的植物內(nèi)源性激素水平的不同使研究結(jié)果變得復(fù)雜.根據(jù)具體情況的不同某些時(shí)刻影響器官變化的并不是生長(zhǎng)素與激動(dòng)素比值，而是絕對(duì)濃度.這對(duì)這一相對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的教學(xué)中，教師要善于通過(guò)實(shí)例與實(shí)驗(yàn)操作，引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確把握該知識(shí)點(diǎn).

[1]王玉英,王伏雄,高新一.山楂快速繁殖中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素最佳濃度配比的研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),1983(01):24-28.

[2]韓春梅,劉建國(guó),張勇.不同激素配伍對(duì)雨生紅球藻(Haematococcuspluvialis)細(xì)胞生長(zhǎng)和蝦青素累積的調(diào)節(jié)作用、藻株差異及應(yīng)用[J].海洋與湖沼,2009(04):430-436.

[責(zé)任編輯：楊惠民]

2017-07-01

阮細(xì)美(1981.11-)，女，江蘇如皋，中學(xué)一級(jí)，本科，從事高中生物教學(xué).

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