植物組織培養技術 上世紀30年代white首次由番茄根建立了第一個活躍生長的無性繁殖系，驗證了l902年Haberlandt提出的植物細胞全能性的理論。所謂植物細胞全能性就是每個植物細胞就像一粒種子，在適宜條件下具有發育成完整植株的潛力。20世紀50年代——誘導培養銀膠菊愈傷組織得到天然橡膠從胡蘿蔔體細胞培養出完整植株。從曼佗羅花葯培養出單倍體植物從而證實了植物細胞“全能性”的存在，為後來植物細胞工程及其在各領域中的應用奠定了基礎。 運用組織培養方法可以在比較簡單易觀察的條件下研究細胞、組織或器官的繁殖、生長和分化，以及各種外界因素對它們的影響，從而為解決農業生產和藥物生產中的某些問題開闢了廣闊的前景。 1. 概念 2. 發展與成果例證 3. 培養基的組成和配製 4. 培養條件 5. 培養材料及處理方法 6. 技術流程 1. 概念 廣義概念： 在無菌條件下，將離體的植物器官(如根尖、莖尖、葉、花、未成熟的果實、種子等)、組織(如形成層、花葯組織、胚乳、皮層等)、細胞(如體細胞、生殖細胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生質體(如脫壁後仍具有生活力的原生質體)，培養在人工配製的培養基上，給予適宜的培長養條件，誘發產生愈傷組織，或潛伏芽等，或成完整的植株，統稱為植物組織培養 狹義概念： 利用植物外植體在固體培養基上培養，獲得愈傷組織或完整植株，即為植物組織培養，也稱離體培養或外植體培養。根據外植體來源和培養物件的不同，又分為植株培養、胚胎培養、器官培養、組織培養、原生質體培養等 2. 發展與成果例證 貝母——原來繁殖率非常低，而用組織培養分化出的三個月左右的鱗莖，其大小就相當於用種子繁殖二年生的鱗莖 羅漢果——通常用壓蔓繁殖，繁殖係數低、易退化且需2年以上才能結果，再生體系建成後，其組培苗當年座果率就達80%以上 從60年代開始的中國中藥離體培養和試管繁殖研究，到目前為止已有200多種藥用植物經離體培養獲得試管植株，如貝母、百合、黃芩、紅豆杉、桔梗等。其中已有相當一部分藥材可利用試管繁殖技術繁殖培育種苗，如羅漢果、苦丁茶、蘆薈、懷地黃、枸杞、金線蓮等。 3. 培養基的組成和配製 化學合成培養基大致由6種成分組成：（1）糖類（2）多種無機鹽類（3）微量元素（4）氨基酸、醯胺、嘌呤（5）維生素（6）生長素。此外，有些培養基還可新增天然的汁液，如椰子汁、酵母提取液、水解酪蛋白、麥芽浸出液等，培養基中如加入0．5～1％的瓊脂即為靜止培養的固體培養基，否則為懸浮培養的液體培養。不同植物材料常需要改變配方如維持生長和誘導細胞分裂分化的培養基配方就不同，因此配方的種類很多。目前以MS（Murashige and Skoog）培養基配方為最常用的一種基本培養基，其特點是有利於一般植物組織和細胞的快速生長。 4. 培養條件 溫度： 對大多數植物組織20～28℃即可滿足生長所需，其中26～27℃最適合 光： 組織培養通常在散射光線下進行。光的影響可導致不同的結果。有些植物組織在暗處生長較好，而另一些植物組織在光亮處生長較好，但由愈傷組織分化成器官時，則每日必須要有一定時間的光照才能形成芽和根。有些次生物質的形成，光是決定的因素。 滲透壓： 滲透壓對植物組織的生長和分化很有關係。在培養基中新增食鹽、蔗糖、甘露醇和乙二醇等物質可以調整滲透壓。通常1～2個大氣壓可促進植物組織生長，2個大氣壓以上時，出現生長障礙，6個大氣壓時植物組織即無法生存。 酸鹼度： 一般植物組織生長的最適宜pH為5～6．5。在培養過程中pH可發生變化，加進磷酸氫鹽或二氫鹽，可起穩定作用。 通氣： 懸浮培養中植物組織的旺盛生長必須有良好的通氣條件。小量懸浮培養時經常轉動或振盪，可起通氣和攪拌作用。大量培養中可採用專門的通氣和攪拌裝置。 5. 培養材料及處理方法 從低等的藻類到苔蘚、蕨類、種子植物等高等植物的各類、各部分都可採用作為組織培養的材料。一般裸子植物多采用幼苗、芽、韌皮部細胞；被子植物多采用胚、胚乳、子葉、幼苗、莖尖、根、莖、葉、花葯、花粉、子房和胚珠等各個部分。 材料必須進行滅菌處理。一般用漂白粉溶液（1～10％）、次氯酸鈉溶液（0．5～10％）、昇汞溶液（0．01％）、乙醇（70％）或過氧化氫（3～10％）等處理後，再用無菌水反覆沖洗至淨，然後在無菌室內，將所取的組織迅速置入固體培養基。 6. 技術流程 （1）無菌培養的建立：任何植物細胞或組織培養體系的建立，都必須採製適宜的外植體。 （2）誘導外植體生長與分化：將外植體放在培養基裡，培養基中含有植物組織正常生長的營養和促使植物進行分化的激素，促使外植體開始分化出新芽。 （3）愈傷組織的形成：在組織培養中，受傷組織切口表面在適宜條件下長出的一種脫分化的組織堆塊，稱為愈傷組織（Callus）。此種愈傷組織在適當的培養基上經一定時間即能誘導生長成整株植物。因此愈傷組織既可是某種植物代謝產物的來源，又可是誘導成株的主要途徑之一。 （4）促進中間繁殖體的增殖：在第二階段培養的基礎上所獲得的芽、苗、胚狀體和原球莖等等，數量都還不多，也難以種植到栽培介質中去，這些培養的材料可統稱為中間繁殖體，它們需要進一步培養增殖，使之越來越多，才能發揮快速繁殖的優勢。 （5）壯苗和生根：在材料增殖到一定數量後，就使部分培養物分流，進入壯苗與生根途徑。在生根壯苗培養基上，大多數植物要分離成單苗，有的可分成小叢苗。轉移培養後應停止增殖，迅速生根，同時苗也長高，便於以後移栽。 （6）試管苗出瓶種植與苗期管理：經過上面幾個階段，小苗已生根成為完整的再生植株，可以被移植到土壤裡了。在這個階段，溼度要求很高，以使它們適應新的環境。每天將蓋在植株上的罩子移開一點，整個過程大約兩個星期，讓植物慢慢適應外界環境。
植物組織培養技術 上世紀30年代white首次由番茄根建立了第一個活躍生長的無性繁殖系，驗證了l902年Haberlandt提出的植物細胞全能性的理論。所謂植物細胞全能性就是每個植物細胞就像一粒種子，在適宜條件下具有發育成完整植株的潛力。20世紀50年代——誘導培養銀膠菊愈傷組織得到天然橡膠從胡蘿蔔體細胞培養出完整植株。從曼佗羅花葯培養出單倍體植物從而證實了植物細胞“全能性”的存在，為後來植物細胞工程及其在各領域中的應用奠定了基礎。 運用組織培養方法可以在比較簡單易觀察的條件下研究細胞、組織或器官的繁殖、生長和分化，以及各種外界因素對它們的影響，從而為解決農業生產和藥物生產中的某些問題開闢了廣闊的前景。 1. 概念 2. 發展與成果例證 3. 培養基的組成和配製 4. 培養條件 5. 培養材料及處理方法 6. 技術流程 1. 概念 廣義概念： 在無菌條件下，將離體的植物器官(如根尖、莖尖、葉、花、未成熟的果實、種子等)、組織(如形成層、花葯組織、胚乳、皮層等)、細胞(如體細胞、生殖細胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生質體(如脫壁後仍具有生活力的原生質體)，培養在人工配製的培養基上，給予適宜的培長養條件，誘發產生愈傷組織，或潛伏芽等，或成完整的植株，統稱為植物組織培養 狹義概念： 利用植物外植體在固體培養基上培養，獲得愈傷組織或完整植株，即為植物組織培養，也稱離體培養或外植體培養。根據外植體來源和培養物件的不同，又分為植株培養、胚胎培養、器官培養、組織培養、原生質體培養等 2. 發展與成果例證 貝母——原來繁殖率非常低，而用組織培養分化出的三個月左右的鱗莖，其大小就相當於用種子繁殖二年生的鱗莖 羅漢果——通常用壓蔓繁殖，繁殖係數低、易退化且需2年以上才能結果，再生體系建成後，其組培苗當年座果率就達80%以上 從60年代開始的中國中藥離體培養和試管繁殖研究，到目前為止已有200多種藥用植物經離體培養獲得試管植株，如貝母、百合、黃芩、紅豆杉、桔梗等。其中已有相當一部分藥材可利用試管繁殖技術繁殖培育種苗，如羅漢果、苦丁茶、蘆薈、懷地黃、枸杞、金線蓮等。 3. 培養基的組成和配製 化學合成培養基大致由6種成分組成：（1）糖類（2）多種無機鹽類（3）微量元素（4）氨基酸、醯胺、嘌呤（5）維生素（6）生長素。此外，有些培養基還可新增天然的汁液，如椰子汁、酵母提取液、水解酪蛋白、麥芽浸出液等，培養基中如加入0．5～1％的瓊脂即為靜止培養的固體培養基，否則為懸浮培養的液體培養。不同植物材料常需要改變配方如維持生長和誘導細胞分裂分化的培養基配方就不同，因此配方的種類很多。目前以MS（Murashige and Skoog）培養基配方為最常用的一種基本培養基，其特點是有利於一般植物組織和細胞的快速生長。 4. 培養條件 溫度： 對大多數植物組織20～28℃即可滿足生長所需，其中26～27℃最適合 光： 組織培養通常在散射光線下進行。光的影響可導致不同的結果。有些植物組織在暗處生長較好，而另一些植物組織在光亮處生長較好，但由愈傷組織分化成器官時，則每日必須要有一定時間的光照才能形成芽和根。有些次生物質的形成，光是決定的因素。 滲透壓： 滲透壓對植物組織的生長和分化很有關係。在培養基中新增食鹽、蔗糖、甘露醇和乙二醇等物質可以調整滲透壓。通常1～2個大氣壓可促進植物組織生長，2個大氣壓以上時，出現生長障礙，6個大氣壓時植物組織即無法生存。 酸鹼度： 一般植物組織生長的最適宜pH為5～6．5。在培養過程中pH可發生變化，加進磷酸氫鹽或二氫鹽，可起穩定作用。 通氣： 懸浮培養中植物組織的旺盛生長必須有良好的通氣條件。小量懸浮培養時經常轉動或振盪，可起通氣和攪拌作用。大量培養中可採用專門的通氣和攪拌裝置。 5. 培養材料及處理方法 從低等的藻類到苔蘚、蕨類、種子植物等高等植物的各類、各部分都可採用作為組織培養的材料。一般裸子植物多采用幼苗、芽、韌皮部細胞；被子植物多采用胚、胚乳、子葉、幼苗、莖尖、根、莖、葉、花葯、花粉、子房和胚珠等各個部分。 材料必須進行滅菌處理。一般用漂白粉溶液（1～10％）、次氯酸鈉溶液（0．5～10％）、昇汞溶液（0．01％）、乙醇（70％）或過氧化氫（3～10％）等處理後，再用無菌水反覆沖洗至淨，然後在無菌室內，將所取的組織迅速置入固體培養基。 6. 技術流程 （1）無菌培養的建立：任何植物細胞或組織培養體系的建立，都必須採製適宜的外植體。 （2）誘導外植體生長與分化：將外植體放在培養基裡，培養基中含有植物組織正常生長的營養和促使植物進行分化的激素，促使外植體開始分化出新芽。 （3）愈傷組織的形成：在組織培養中，受傷組織切口表面在適宜條件下長出的一種脫分化的組織堆塊，稱為愈傷組織（Callus）。此種愈傷組織在適當的培養基上經一定時間即能誘導生長成整株植物。因此愈傷組織既可是某種植物代謝產物的來源，又可是誘導成株的主要途徑之一。 （4）促進中間繁殖體的增殖：在第二階段培養的基礎上所獲得的芽、苗、胚狀體和原球莖等等，數量都還不多，也難以種植到栽培介質中去，這些培養的材料可統稱為中間繁殖體，它們需要進一步培養增殖，使之越來越多，才能發揮快速繁殖的優勢。 （5）壯苗和生根：在材料增殖到一定數量後，就使部分培養物分流，進入壯苗與生根途徑。在生根壯苗培養基上，大多數植物要分離成單苗，有的可分成小叢苗。轉移培養後應停止增殖，迅速生根，同時苗也長高，便於以後移栽。 （6）試管苗出瓶種植與苗期管理：經過上面幾個階段，小苗已生根成為完整的再生植株，可以被移植到土壤裡了。在這個階段，溼度要求很高，以使它們適應新的環境。每天將蓋在植株上的罩子移開一點，整個過程大約兩個星期，讓植物慢慢適應外界環境。