苗木組織培養(yǎng)的基本原理

苗木組織培養(yǎng)的理論依據(jù)是細(xì)胞的全能性。 細(xì)胞的全能性是指苗木的每個具有完整細(xì)胞核 的細(xì)胞都包含著該物種的全部遺傳信息，從而具 備發(fā)育成完整苗木的遺傳能力。在適宜條件下， 任何一個細(xì)胞都可以發(fā)育成一個新個體。在植 物個體生長發(fā)育過程中，一個受精卵可產(chǎn)生具有 完整形態(tài)和結(jié)構(gòu)、機(jī)能的苗木，同樣，苗木的體細(xì) 胞也具備遺傳信息的傳遞、轉(zhuǎn)錄和翻譯的能力。 在一個完整苗木上某部分體細(xì)胞只是表現(xiàn)一定 的形態(tài)1具有一定的功能，這是由于它們受到具 體器官和組織所在環(huán)境的束縛，其遺傳力并沒有 喪失。體細(xì)胞一旦脫離原來所在的器官或組織， 成為離體狀態(tài)時，在一定的營養(yǎng)、激素和環(huán)境條 件的作用下，就表現(xiàn)出全能性，而生長發(fā)育成完

當(dāng)土中壓條形成良好的根系后，切離母株。對剛分離的新苗木要刪除部分枝葉，并注意保護(hù)、灌水、遮陽等。整的苗木。

苗木生長調(diào)節(jié)劑在苗木組織培養(yǎng)中起著十分重要的調(diào)控作用，是培養(yǎng)基中的關(guān)鍵性物質(zhì)。苗木生長調(diào)節(jié)劑包括生長索、細(xì)胞分裂素及赤霉素等，它們在組織培養(yǎng)中具有不同的作用。

6.4.2苗木組織培養(yǎng)的類型與應(yīng)用

6.4.2.1組織培養(yǎng)的類型

組織培養(yǎng)的離體材料稱為外植體.根據(jù)其外 植體來源及特性不同,.苗木組織培養(yǎng)可分為： 0苗木培養(yǎng)：幼苗及較大的完整苗木的 培養(yǎng)；

②胎胚培養(yǎng)：包括原胚和成熟胚培養(yǎng)，即 胚、胚乳、胚珠、珠心、子房培養(yǎng)及試管受精等；

③器官培養(yǎng):包括根、莖、葉、花及果實(shí)等構(gòu) 成苗木體的各種器官的離體培養(yǎng)；

④愈傷組織培養(yǎng):從苗木各個部分來的離 體材料，增殖而形成的愈傷組織的培養(yǎng)；

⑤組織培養(yǎng):構(gòu)成苗木體的各種組織的離 體培養(yǎng)，如分生組織、輸導(dǎo)組織、薄壁組織等離體 組織的培養(yǎng)；

⑥細(xì)胞培養(yǎng):包括單細(xì)胞、多細(xì)胞或懸浮細(xì) 胞的培養(yǎng)；

⑦原生質(zhì)體培養(yǎng)。

根據(jù)培養(yǎng)的操作方式不同，又可分為固體培 養(yǎng)和液體培養(yǎng)。液體培養(yǎng)又有振蕩培養(yǎng)、旋轉(zhuǎn)培 養(yǎng)和靜止培養(yǎng)等。

6.4.2.2組織培養(yǎng)的應(yīng)用

近年來，隨著組織培養(yǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，其 應(yīng)用的范圍也日益廣泛。它的應(yīng)用領(lǐng)域主要有 以下幾個方面：

無性系的快速、大量繁殖組織培養(yǎng)與傳統(tǒng)的無性繁殖相比，工作不受季節(jié)限制，而且經(jīng)過組織培養(yǎng)進(jìn)行無性繁殖.，具 有用材少、速度快、增殖率髙等特點(diǎn)。如采用莖 尖培養(yǎng)的方法，一個蘭花的莖尖一年內(nèi)可育成 400萬個球莖，一個草莓莖尖一年內(nèi)可育出成苗

000萬株。在苗木組織培養(yǎng)技術(shù)研究的基礎(chǔ)上 發(fā)展起來的苗木快速繁殖方法,近年來發(fā)展十分 迅速，快速繁殖的物種越來越多，到目前為止已 有幾千種。如蘭花、馬鈴薯、柑橘、香蕉、菠蘿、香 石竹、馬蹄蓮、玉簪等多種園林苗木，均已采用組 織培養(yǎng)進(jìn)行快速繁殖。組織培養(yǎng)雖然有用材少、 增殖率高的優(yōu)點(diǎn)，但成本較高，一般在母株材料 少而需短時期內(nèi)大量增殖和培育脫毒苗時才應(yīng) 用，如母株材料多且沒有退化時,還是以傳統(tǒng)繁 殖方法為宜。

苗木育種

在園林苗木育種上，應(yīng)用很廣泛，主要在胚 胎培養(yǎng)、單倍體育種、體細(xì)胞雜交和苗木基因工 程等方面應(yīng)用較多。通過組織培養(yǎng),可縮短育種 年限和世代，也有利于基因突變中隱性突變的 分離。

苗木的提純復(fù)壯

運(yùn)用組織培養(yǎng)，苗木的復(fù)壯過程很明顯，對于長期運(yùn)用無性方法繁殖并開始退化的苗木品種，如康乃馨可采用組培方法繁殖，可使個體發(fā)育向年輕階段轉(zhuǎn)化。

培育無病毒苗木

一些用無性繁殖方法來繁殖的苗木種類，如 康乃馨、菊花、郁金香、水仙、百合、鳶尾等，不能 通過種子途徑去除病毒。由于利用苗木體的一 部分繁殖，易導(dǎo)致病毒積累，危害加重，影響了園 林苗木的觀賞效果。而苗木在莖尖生長點(diǎn)區(qū)幾 乎不含或含極少病毒，因?yàn)樵搮^(qū)無維管束，病毒 難以進(jìn)入，所以莖尖培養(yǎng)成為獲得無病毒苗木的 重要途徑。

種質(zhì)資源的保存

很多無性繁殖的苗木因沒有種子供長期保 存，其種質(zhì)資源傳統(tǒng)上只能在田間種植保存，耗 費(fèi)人力物力，且資源易受人為因素和環(huán)境因素而 丟失。而用組培方法，不僅可以在較小的空間內(nèi) 保存大量的種質(zhì)資源，而且具有較高的繁殖系 數(shù)，還能避免外界不利氣候及其他栽培因素的影 響，進(jìn)行常年保存，在保存過程中，不受昆蟲、病 毒和其他病原體的影響,可大大節(jié)省人力、物力， 大大延長保存期。

另外，還應(yīng)用在繁殖材料的長距離寄送和無性系材料的長期貯藏，細(xì)胞次生代謝物的生產(chǎn)和生物制藥工業(yè)，遺傳學(xué)和生物學(xué)基礎(chǔ)理論的研究等。

6.4.3組織培養(yǎng)條件

6.4.3.1組培室的建立

組培實(shí)驗(yàn)室包括三個部分:準(zhǔn)備室、接種室、

培養(yǎng)室。

準(zhǔn)備室

準(zhǔn)備室要求面積適當(dāng)大些，而且要明亮，通 風(fēng)。準(zhǔn)備室的工作內(nèi)容較多，器皿的洗滌、培養(yǎng) 基配制、分裝、高壓滅菌,椬物材料的預(yù)處理，蒸 餾水、無菌水的制備以及進(jìn)行生理、生化因素的 分析，試管苗出瓶、清洗與整理工作等均在準(zhǔn)備 室中進(jìn)行，還有藥品的存放、天平的放置等。準(zhǔn) 備室應(yīng)有相應(yīng)的設(shè)備，如工作臺、柜櫥、儀器、藥 品柜、冰箱、水池等。

接種室

接種室主要用于無菌條件下工作，也稱無 菌操作室或無菌室，其面積大小視生產(chǎn)規(guī)模而 定，要求干爽安靜、清潔明亮，使室內(nèi)保持良好 的無菌或低密度有菌狀態(tài)。接種室主要用作接 種材料的滅菌和接種，無翦材料的繼代,叢生苗 的增殖或切割嫩莖插植生根等，是苗木組織培 養(yǎng)研究或生產(chǎn)中最關(guān)鍵的部分。室內(nèi)主要設(shè)備 有超凈工作臺、紫外燈和各種無菌的接種工 具等。

培養(yǎng)室

培養(yǎng)室是將接種到培養(yǎng)瓶等器皿中的苗木 材料進(jìn)行培養(yǎng)的場所，主要有培養(yǎng)架，控溫、控光 設(shè)備等。培養(yǎng)架可分4〜5層，上面安裝30〜 40 -光燈照明，每天照明10〜16比用自動定 時器控制。溫度最好保持在15〜251,為使室 內(nèi)溫度均衡一致，需要安裝.自動調(diào)節(jié)溫度設(shè)備， 一般安裝空調(diào)機(jī)。此外還可根據(jù)需要安置液體 培養(yǎng)所需的搖床、轉(zhuǎn)床等。

6.4.3.2儀器設(shè)備和器皿用具

(1)儀器設(shè)備

①天平。包括藥物天平、扭力天平、分析天 平和電子天平等。大量元素、糖、瓊脂等的稱量可 采用精度為0. 1 g的藥物天平;微量元素、維生 素、激素等的稱跫則應(yīng)采用精度為0. 001@的分 析天平。有條件的，最好配用精度為0.000 1 8的 電子天平。

②酸度計。用于校正培養(yǎng)基和酶制劑的 pH值。也可用pH為5. 0〜7. 0的精密試紙來 代替。

@蒸餾水發(fā)生器。組織培養(yǎng)所用的蒸餾水 可用金屬蒸餾水發(fā)生器大批制備，重蒸餾水可用 硬質(zhì)玻璃雙蒸餾水器制備。

④烘箱和恒溫箱。洗凈的玻璃器皿需要迅 速烘千，也可以進(jìn)行高溫（160〜1800千熱滅 菌。測定培養(yǎng)物的干重時，可用80^0烘干，稱 重。恒溫箱可用于分離原生質(zhì)體與酶制劑的保 溫，也可用于組織培養(yǎng)材料的保存和暗培養(yǎng)；裝 上熒光燈后還可進(jìn)行溫度和光照實(shí)驗(yàn)。

⑤冰箱。用于在常溫下易變性或失效的試 劑和母液的儲藏，細(xì)胞組織和試驗(yàn)材料的冷凍保 藏，以及某些材料的預(yù)處理。

⑥高壓蒸汽滅菌鍋。用于培養(yǎng)基、無菌水 和接種器械的滅菌消毒等，是組織培養(yǎng)中最基本 的設(shè)備之一。

⑦超凈工作臺。組織培養(yǎng)中最通用的無 菌操作裝置。一般由鼓風(fēng)機(jī)、濾板、操作臺、紫 外燈和照明燈等部分組成。超凈工作臺的空氣 通過細(xì)菌過濾裝置，以固定不變的速率從工作 臺面上流出，在操作人員與操作臺之間形成風(fēng) 幕。根據(jù)風(fēng)幕形成的方式，可分為垂直式和水 平式兩種。

⑧水浴鍋。用于溶解難溶藥品和瓊脂。

⑨搖床與轉(zhuǎn)床。進(jìn)行液體培養(yǎng)時用。

⑩空調(diào)機(jī)。通過升溫及降溫來保持培養(yǎng)室 溫度的相對恒定。

⑪除濕機(jī)。用于改善培養(yǎng)室的濕度。

⑰離心機(jī)。用于分離培養(yǎng)基中的細(xì)胞及解 離細(xì)胞壁后的原生質(zhì)體。一般用3000的離心機(jī)即可。

(2)玻璃器皿及用具

苗木組織培養(yǎng)所需的玻璃器皿和用具可根 據(jù)各項(xiàng)研究和生產(chǎn)工作的需要而定。常用的玻 璃器皿和用具主要有以下幾種：

①培養(yǎng)器皿。用于裝培養(yǎng)基和培養(yǎng)材料， 要求透光度好，能耐高壓滅菌。常用的有試管、 三角瓶、廣口瓶、圓形培養(yǎng)瓶、培養(yǎng)皿等。

②分注器。用于將配制好的培養(yǎng)基按一定 量注人到培養(yǎng)器皿中。

③離心管。用于離心，將培養(yǎng)的細(xì)胞或制 備的原生質(zhì)體從培養(yǎng)基中分離出來，并進(jìn)行 收集。

④刻度移液管。角于準(zhǔn)確童取少量的 溶液。

⑤實(shí)驗(yàn)器皿。用于配制培養(yǎng)基、儲藏母液、 材料滅菌等，主要有燒杯、量筒.、量杯、吸管、滴 管、容量瓶、稱量瓶、試劑瓶、玻璃瓶等各種化學(xué) 實(shí)驗(yàn)器皿。

⑥器械用具包括鑷子、剪刀、解剖刀、接種 針、接種鉤、接種鏟等