○劉子朋 齊丹丹

一般情況下,植物是通過種子進行有性繁殖的。但自然界有一些植物雖然開花但不容易結果得到種子,如我們常見的蝴蝶蘭。蝴蝶蘭花凋謝時花梗也跟著一起脫落了。無法結出果實,也就得不到種子,那自然也就不能通過種子來進行繁殖了。還有些植物雖能產生種子,但種子不容易萌發,比如山楂。山楂的種子外殼非常硬,需要經過特殊的處理,比如用碾壓的物理方法,或是用濃酸浸泡的化學方法進行處理,才可發芽。但這兩種處理方法要嚴格控制好力度與時間,處理過度種子就更不能發芽了。對于這類植物而言,利用種子進行繁殖不是有效的方法。
那上述這些植物怎么繁衍呢?當然可以通過扦插、嫁接、壓條、分株等方式進行無性繁殖,但這些繁殖方法效率很低。如果想在相對較短的時間內繁殖的數量多一些,可以通過植物克隆的辦法來實現。
簡單來說,植物克隆就是對植物進行復制。復制出來的植物,它們的遺傳基因一模一樣。
植物細胞是構成植物的基本單位。每一個細胞中都帶有能夠發育成完整植株的全部遺傳信息,這就是細胞的全能性。也就是說,無論借助植物的哪一部分組織,都可以通過植物克隆技術,也就是組織培養的方法,培育出植株個體。
我們以取葉片開始克隆為例,來認識一下植物克隆技術:
第一階段,把取下來的葉片組織恢復成愈傷組織,就是單純的細胞團,這個階段叫做脫分化。可以理解為脫離它的現實功能,比如說葉片就不再有光合作用的能力了。
來看一下通過葉片誘導出來的愈傷組織(見圖1)。

圖1
第二階段,把這些單純的細胞團(愈傷組織)繼續進行誘導,讓它長出芽,這個階段叫做再分化,在這一階段就能看到植物個體的影子了(見圖2、圖3)。

圖2

圖3

圖4
第三階段,把這些小苗分離開,進行育根。至此,植物的根莖葉都有了,我們也就完成了植物克隆的全過程了。
知識小卡片
脫分化
已分化的細胞,當受到創傷或進行離體培養(也受到創傷)時,已停止分裂的細胞又重新恢復分裂,細胞改變原有的分化狀態,失去原有結構和功能,成為具有未分化特性的細胞的過程稱脫分化,又稱去分化。在植物中,一些分化的細胞經過細胞分裂素的誘導,可以脫分化為具有分生能力的薄壁細胞,進而形成植物的愈傷組織。愈傷組織在一定的培養條件下,再分化出幼根和芽,形成完整的小植株。植物組織培養過程中脫分化階段需要避光培養。
讓植物細胞乖乖聽話,該長根就長根、該長葉子就長葉子的關鍵在于培養基,也就是促進它們生長的營養物質。培養基里面的激素配比決定著植物細胞組織是長芽還是生根。咱們再來按順序詳細了解一下植物克隆的全過程吧。
1.配置培養基,稱量瓊脂(起固定作用),加入大量的微量元素(營養物質),再加入激素(誘導物質)。
2.對培養基進行高壓滅菌處理。
3.沖洗外植體。一般先刷洗干凈表皮,再用流水對外植體沖洗2 小時。
4.超凈工作臺上的操作。
培養基是富含營養的物質,需要一直保持無菌的狀態,一旦發生污染就全部報廢了。怎樣做到讓它時刻保持無菌呢?這就要用到超凈工作臺。它是一種特殊的設備:先用紫外燈滅菌,然后進行通風,通風半小時后就可以利用它進行操作了。操作時要嚴謹,戴手套,注意接觸物品的消毒。
需要在超凈工作臺上完成的步驟有:
(1).外植體(例如葉片)深度消毒。
(2).無菌體系的建立。
(3).接入培養基進行脫分化。
(4).愈傷組織進行再分化。
(5).小苗生根。