植物组织培养概述

摘要： 本文介绍了植物组织培养的特点，组织培养的基本原理，以及影响组织培养的内在和外在因素，从而进一步阐述了组织培养在植物上的应用现状、前景及存在的问题。

关键词： 植物组织培养 原理 营养 激素 环境

一、植物组织培养原理

植物组织培养技术，是20世纪兴起的一项植物细胞工程技术。它的基本内容是：从外界植物体上取下任意的一个到几个细胞或者一块组织在全人工的离体条件下进行培养，经过细胞或者组织的分裂、分化及几何增殖达到植株的形态重建和快速繁殖的目的。

植物细胞具有全能性，即任何一个植物细胞都具有形成该植物体的能力，这种“全能性”就是植物组织培养的理论基础。

二、植物组织培养与营养

培养基是从无土栽培的营养液发展而来的，在某种意义上说就是模拟土壤。最初的培养基就是简单的马铃薯浸出液，即土豆汁。后来随着植物生理学和生物化学的研究的深入，培养基越来越复杂，成分越来越多。当支持物（如：琼脂、明胶）的发现并且应用到培养基的培养中时，固体培养基随之诞生。固体培养基是组织培养基中最常用的一种培养基的类型。人工合成培养基通常包括大量元素、微量元素、铁盐、有机复合物、糖、支持物和植物激素。

三、植物组织培养与激素

植物激素，是植物组织培养中发挥生物学效力最强的培养因素。植物激素包括五大类：生长素类、细胞分裂素类、赤霉素、乙烯类和生长抑制素类。在植物组织培养中最常用的是生长素和细胞分裂素。生长素包括很多种，如1-萘乙酸、吲哚乙酸和2，4-D等。细胞分类素包括6-苄基腺嘌呤、6-糠氨基嘌呤和玉米素等。植物激素在培养基中的用量通常在0.01—10mg/L（ppm）变化，细胞分裂素的浓度在非生根培养中要大于生长素。需要指出的是，植物激素的用量要考虑组织内源激素的含量及其生理学周期效应。

四、植物组织培养与环境

植物组织培养的成功与否取决于外植体的制备、无菌操作和人工培养环境的好坏。外植体的制备的好坏是能否建成离体繁殖系要过的第一关。有活性是外植体制备的前提［1］。

无菌操作贯穿于整个组织培养过程的一门关键技术，实验室中经常使用的无菌操作设备是超净工作台。超净工作台通常借助紫外光结合逆压渗透的超滤风技术来满足无菌要求。无菌操作者的操作手法和习惯的好坏也是无菌操作成功与否的关键，通常进行无菌操作的实验人员也要经过严密的无菌操作训练并建立严格的“无菌概念”［2］—［３］。

能否把植物组织培养做到满意的人工调控，关键在于人工培养环境的好坏。人工培养环境包括能量的来源——光照，新陈代谢的保证——温度，气—水平衡——湿度，生物原料的来源——培养基［４］。

五、植物组织培养的应用前景

植物组织培养在生产实践上有着广阔的应用前景，从已经产生的效果来看，大致包括以下几个方面［４］，［６］。

第一，快速繁殖。用组织培养法可以在短时间内大量繁殖植物。它比传统的扦插、嫁接等方法，繁殖速度要快几十、几百甚至上千倍。

第二，培育无病毒植株。许多农作物体内都带有病毒，病毒在植物体内是沿维管束分布的，在茎尖、根尖分生组织中，由于代谢十分旺盛、细胞分裂速度快等因素，不含病毒。因此，用茎尖进行组织培养可以获得无病毒植株，再用这种植株进行快速繁殖，就可以增殖出大批的无病毒植株，供应生产［７］。

第三，培育作物新品种。组织培养为育种开辟了新途径。例如，用花粉进行组织培养，能形成单倍体植株。然后，通过染色体加倍，就培育出了纯系的植物新品种，这就是单倍体育种。对一般的草本植物来说，用杂交的方法培育一个新品种需8—10年，单倍体育种只需2—3年，这就大大缩短了育种年限。

第四，植物产品的工厂化生产。植物细胞在代谢过程中，能够产生一些有机化合物，如人参皂甙（人参）、奎宁（金鸡纳）、除虫菊酯（除虫菊）、茉莉花油（茉莉）、番红素（番红花），它们可以用做药物、杀虫剂、香料、色素等。以前，人们都是利用植物体来提取或合成这些有机化合物的。20世纪50年代，生物学家发现，植物细胞在液体培养基上的分裂速度，比在固体培养基上的要快得多。经过三十多年的努力，人们终于能够大规模培养植物细胞，并从中提取所需的物质了。

此外，组织培养在遗传、生理、生化、病理等方面的研究中也得到了广泛应用［８］，［９］。

参考文献：

［1］周俊辉，周厚高，刘花全.植物组织培养中的内生细菌污染问题.广西植物，2003，23（1）：41-47.

［2］林盛，马崇烈，胡东琼.组织培养中污染的控制.广西农业科学，1994，（2）：87-88.

［3］柴向华，李军，等.植物组织培养污染控制的研究进展.http：//.cn.

［4］熊丽，吴丽芳.观赏花卉的组织培养与大规模生产.北京：化学工业出版社，2003，80-81.

［5］宋锋惠，李康，史彦江.阿月浑子组织培养及快速繁殖技术研究.新疆农业科学，2002，39（6）：343-345.

［6］肖玉兰.植物无糖组培快繁工厂化生产技术.昆明：云南科技出版社，2003，1-4.

［7］植物组织培养材料和方法2005-5-1220：08：04来源：生命经纬.

［8］花卉组织培养技术.

［9］植物组织培养及其应用/ipmist.