组培设备与条件概述

组培设备与条件开展植物组织培养工作需要一个比较合理实用的场所，一套适宜的设备和提供必要的实验环境条件，这是首先要考虑到的。根据科学、合理的原则，一个较为理想的配置应该包括：1、化学药品室2、配培养基室3、灭菌室4、接种室5、无菌培养室基本仪器设备与用品1、仪器设备超净工作台、高压灭菌锅（手提式、立式或卧式）、小推车（可选）、精密电子天平（至少千分之一）、电子天平或托盘天平、酸度计、普通冰箱、烘箱、解剖镜、光照培养箱（选购）、电炉、微量可调移液器及配套吸嘴、移液管架、磁力搅拌器（可选）、不锈钢托盘、灌装机（可选）、培养架、定时器（控制光照时间）、紫外线杀菌灯、照度计（可选）、温湿度计（可选）蒸馏水器、摇床（可选）、针头滤器及配套滤膜2、小型用品枪镊，弯剪、解剖刀、接种盘3、玻璃器皿组培瓶（玻璃或塑料）、烧杯、量筒、移液管、试剂瓶、移液管架、容量瓶、试管、酒精、玻璃棒、滴瓶4、组培药品（详细药品请见常用配方）5、其他吸耳球、刷子、记号笔、定时钟、手套、封口膜、卫生药棉、拖鞋、口罩、白大褂、滤纸、洗瓶培养条件在植物组织培养中温度、光照、湿度等各种环境条件，培养基组成、PH值、渗透压等各种化学环境条件都回影响组织培养育苗的生长和发育。一、温度（temperature）因为温度是植物组织培养中的重要因素，所以植物组织培养在最适宜的温度下生长分化才能表现良好，大多数植物组织培养都是在23～27℃之间进行，一般采用25±2℃。低于15℃时培养，植物组织会表现生长停止，高于35℃时对植物生长不利。但是，不同植物培养的适温不同。白鹤非的最适温度是20℃、月季是25～27℃、番茄是28℃。温度不仅影响植物组织培养育苗的生长速度，也影响其分化增殖以及器官建成等发育进程。如烟草芽的形成以28℃为最好，在12℃以下，33℃以上形成率皆最低。不同培养目标采用的培养温度也不同，百合鳞片在30℃以下再生的小鳞茎的发叶速度和百分率比在25%以下的高。桃胚在2～５℃条件进行一定时间的低温处理，有利于提高胚培养成活率。用35℃处理草莓的茎尖分生组织3～５d，可得到无病毒苗。二、光照（light）组织培养中光照也是重要的条件之一，主要表现在光强、光质、以及光照时间方面：1、光照强度（lightintensity）光照强度对培养细胞的增殖和器官的分化有重要影响，从目前的研究情况看，光照强度对外植物体、细胞的最初分裂有明显的影响。一般来说，光照强度较强，幼苗生长的粗壮，而光照强度较弱幼苗容易徒长。2、光质（lightwave）光质对愈伤组织诱导，培养组织的增殖以及器官的分化都有明显的影响。如百合珠芽在红光下培养，8周后，分化出愈伤组织。但在蓝光下培养，几周后才出现愈伤组织，而唐菖蒲子球块接种15天后，在蓝光下培养首先出现芽，形成的幼苗生长旺盛，而白光下幼苗纤细。3、光周期（lightperiod）试管苗培养时要选用一定的光暗周期来进行组织培养，最常用的周期是16h的光照，8h的黑暗。研究表明，对短日照敏感的品种的器官组织，在短日照下易分化，而在长日照下产生愈伤组织，有时需要暗培养，尤其是一些植物的愈伤组织在暗培养下比在光下更好。如红花、乌饭树的愈伤组织。三、湿度（humidity）湿度的影响包括培养容器保持和环境的湿度条件，容器内主要受培养基水分含量和封口材料的影响。前者又受琼脂含量的影响。在冬季应当适当减少琼脂用量，否则，将使培养基干硬，以致不利于外植体接触或插进培养基，导致生长受阻。封口材料直接影响容器内湿度情况，但封闭性较高的封口材料易引起透气性受阻，也会导致植物生长发育受影响。环境的相对湿度可以影响培养基的水分蒸发，一般要求70%-80%的相对湿度，常用加湿器或经常洒水的方法来调节湿度。湿度过低会使培养基丧失大量水分，导致培养基各种成分浓度的改变和渗透压的升高，进而影响组织培养的正常进行。湿度过高时，易引起棉塞长霉，造成污染。四、渗透压（penetratingpressure）培养基中由于有添加的盐类、蔗糖等化合物，因此，而影响到渗透压的变化。通常1-2个大气压对植物生长有促进作用，2个大气压以上就对植物生长有阻碍作用，而5-6个大气压植物生长就会完全停止，6个大气压植物细胞就不能生存。五、PH值不同的植物对培养基最适PH值的要求也是不同的（见表），大多在5-6.5左右，一般培养基皆要求5.8，这基本能适应大多数植物培养的需要。不同植物的最适PH值种类最适PH值种类最适PH值杜鹃4.0月季5.8越橘4.5胡萝卜、石刁柏6.0蚕豆5.5桃7.0番茄、葡萄5.7PH值适度因材料而异，也因培养基的组成而不同。以硝态氮作氮源和以铵态氮作氮源就不一样，后者较高一些。一般来说PH值高于6.5时，培养基全变硬；低于5时，琼脂不能很好地凝固。因为高温灭菌会降低PH值（约0.2-0.3个PH值）因此在配制时常提高PH值0.2-0.3单位。PH值大小调节可用0.1M的NaOH和0.1M的HCl来调整。1ml的NaOH可使PH值升高0.2单位，1ml的HCl可使PH值降低0.2单位。调节时一定要充分搅拌均匀。六、气体（gas）氧气是组织培养中必需的因素，瓶盖封闭时要考虑通气问题，可用附有滤气膜的封口材料。通气最好的是棉塞封闭瓶口，但棉塞易使培养基干燥，夏季易引起污染。固体培养基可加进活性炭来增加通气度，以利于发根。培养室要经常换气，改善室内的通气状况。液体振荡培养时，要考虑振荡的次数、振幅等，同时要考虑容器的类型、培养基等。培养基的成分培养基是植物组织培养中的“血液”，血液的成分及其供应状况直接关系到培养物的生长与分化，因此了解培养基的成分、特点及其配制至关重要。自然状态下生长的绿色植物由于自身能进行光合作用，并且能合成植物生长发育所需的几乎所有有机成分，加上土壤中含有较全面的无机和有机营养成分，所以只需在适当的时候施加少量的无机和有机肥（复合成分），植物就可良好的生长。但是，在进行植物组织培养时，只是切取植物体的一小部分，它们无法合成生长发育所需要的全部物质，加上人们对植物体的各种组织和器官所需营养成分了解甚少，因此对培养基的组成成分的探索走过了一条十分艰苦而漫长的道路，至今人们还不能完全达到自主的阶段。在所报道的培养基中，没有任何一种培养基能够适合所有类型的植物组织和器官，也没有实现对所有的植物都能通过组织培养使其再生的目的。由于植物的多样性和生长环境的复杂性与多变性，也不可能有一种万能的培养基。目前所使用的培养基有10余种之多，大部分都是在前人研究的基础上经过分析综合和改进而成的。例如，White培养基是Uspenski和Uspenskaia（1925）的藻类培养基演化的结果，被广泛用于根的培养；Cautheret培养基是建立在Knop营养液（1865）基础上的。以后的培养基大部分是在White和Cautheret培养基的基础上改进而成。就目前所使用的各种培养基而言，可将它们的成分划分为几大类，1、水水是植物原生质体的组成成分，也是一切代谢过程的介质和溶媒。它是生命活动过程中不可缺少的物质。配制培养基母液时要用蒸馏水，以保持母液及培养基成分的精确性，防止储藏过程发霉变质。大规模生产时可用自来水。但在少量研究上尽量用蒸馏水，以防成分的变化引起不良效果。2、无机营养成分（包括大量元素，微量元素和铁盐）3、有机营养成分（包括维生素，氨基酸及其微生物等）4、碳水化合物5、植物生长调节物质（常称为激素）6、琼脂或其他支持物7、其他添加剂（含天然提取物、抗生素等）·维生素B1（盐酸硫胺素）·维生素B2（核黄素）·维生素B6（吡多辛）·维生素C（抗坏血酸）·维生素E（生育酚）·维生素A（维生素甲、视黄醇）·维生素AD（鱼肝；由丸）·阿发骨化醇·芦丁（维生素P）芦丁（维生素P）维生素B6，盐酸吡哆醇用途：主要用于防治皮肤粗糙、粉刺、日光晒伤、止痒。也适用于防治脂溢性脱发、皮肤炎症、一般性痤疮，脂溢性湿疹和落屑性皮肤等化妆品制剂。可制成膏霜、乳液和醇溶液。一般与其他维生素配合使用。技术指标：中文名称：维生素B6，盐酸吡哆醇英文名称：VitaminB6，Pyridoxin化学名称：6—甲基—5—羟基—3，4—吡啶二甲醇盐酸盐质量指标：熔点：205～209℃鉴别：本品的红外吸收图谱应与对照的图谱一致。酸度：PH值应为2.4—3.0产品说明：性状：白色或类白色的结晶或结晶性粉末；无臭，味酸苦；遇光渐变质。在水中易溶，在乙醇中微溶，在氯仿或乙醚中不溶。水溶液呈微酸性反应。吡哆醇是醇式维生素B6，是较稳定的一种结构，在酸性或碱性溶液中可耐热維生素B1（鹽酸硫胺素）作用主要用於防治缺乏維生素B1所致的腳氣病。也用於神經炎、心肌炎、消化不良輔助治療。甲狀腺機能亢進患者，妊娠或高熱患者，可適當補充維生素B1，以改善症狀。罗纳普朗克动物营养公司的盐酸硫胺素（维生素B1）是盐酸铵素粉状产品，符合美国药典标准。组成:化学式C12H17C1N4OLHCI维生素B4VitaminB4（腺嘌呤，氨基嘌呤，Adeninephosphate）【性状】常用其磷酸盐，为白色针状结晶或结晶性粉末。易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚或氯仿。其饱和水溶液呈中性。【药理及应用】本品是核酸的组成成分，在体内参与RNA和DNA合成。当白细胞缺乏时，它能促进白细胞增生，一般用药2～4周左右，白细胞数目可增加。用于各种原因如放射治疗、苯中毒、抗肿瘤药和抗甲状腺药等引起的白细胞减少症，也用于急性粒细胞减少症。叶酸（维生素BC，维生素M）水溶性；维生素B族中的一种，亦称为维生素BC或维生素M；计量单位是微克（mcg）；是制造红血球不可缺少的物质；帮助蛋白质的代谢。-生物素（d-biotin,1）又名维生素H，属水溶性维生素B族。d-生物素是转化酶的辅酶R，也是蛋白质和脂肪中间代谢中的一个重要辅酶，在维持人和动物正常生长发育，保护皮肤，羽毛和骨髓健康起着必不可少的作用。因而为医疗，多维制剂和饲料行业等方面得以广泛应用。生物素的补充物为右旋生物素（D-生物素）制剂，纯品一般含D-生物素98％以上，是一种近白色结晶性粉末，在冷水中溶解度低，随水温升高其溶解度增加，但高温时稳定性受到影响，配制生物素溶液时，最适温度为50℃左右。生物素是稳定性较好的一种维生素，对氧化、还原、微量元素都很稳定，强酸、强碱、紫外线对生物素稍有影响，生物素对热敏感。D-生物素（维生素H）化学名称：D-Biotin（VITAMINH）标准：USP24/BP98规格：医药级（≥99.0%）饲料级（≥2%）二四滴（2，4-dichlorophenoxyaceticacid，2，4-D）一种人工合成的具有与生长素类似生理效应的有机物。化学名称为2，4-二氯苯氧乙酸，合成过程简单，可以大量生产，在农业及园艺生产上已广泛应用。低浓度具有促进插枝生根，阻止器官脱落，形成无子果实等作用，如10～15ppm（1ppm=10-6）溶液蘸花或喷洒花簇，即可得到无子果实；高浓度可杀死双子叶植物，作为单子叶植物小麦、玉米、高梁等田间的除草剂。吲哚丁酸（IBA）和一种植物细胞分裂素：6—苄基腺嘌吟（6—BA）D-生物素/VH叶酸/VBc萘乙酸简称ＮＮＡ，是一种植物生长调节剂，近年来在果树生产上应用十分广泛.培养基的种类培养基有许多种类，根据不同的植物和培养部位及不同的培养目的需选用不同的培养基。培养基的产生最早是Sacks（1680）和Knop（1681），他们对绿色植物的成分进行了分析研究，根据植物从土中主要是吸收无机盐营养，设计出了由无机盐组成的Sacks和Knop溶液，至今仍在作为基本的无机盐培养基得到广泛应用。以后根据不同目的进行改良产生了多种培养基，White培养基在40年代用得较多，现在还常用。而到60和70年代则大多采用MS等高浓度培养基，可以保证培养材料对营养的需要，并能生长快、分化快，且由于浓度高，在配制、消毒过程中某些成分有些出入，也不致影响培养基的离子平衡。培养基的名称，一直根据沿用的习惯。多数以发明人的名字来命名，如White培养基，Murashige和Skoog培养基