一种组织培养基的制备方法
首先,组成培养基的五种成分
目前,大多数培养基由无机营养物、碳源、维生素、生长调节剂和有机添加剂组成。
1.无机营养物
无机养分主要由大量元素和微量元素组成。在大量元素中,通常以硝态氮或铵态氮为氮源,但在培养基中多使用硝态氮,也有部分与铵态氮混合使用。磷和硫通常由磷酸盐和硫酸盐提供。钾是培养基中的主要阳离子,在现代培养基中其数量有逐渐增加的趋势。而钙、钠、镁的需要量较少。培养基所需的钠和氯由钙盐、磷酸盐或微量营养素提供。微量元素包括碘、锰、锌、钼、铜、钴和铁。培养基中大部分铁离子以螯合铁的形式存在,即FeSO4和Na2—EDTA(螯合剂)的混合物。
2.碳源
培养的植物组织或细胞光合作用弱。因此,需要在培养基中添加一些碳水化合物来满足需求。培养基中的碳水化合物通常是蔗糖。蔗糖不仅在培养基中作为碳源和能源,而且在维持培养基渗透压中起着重要作用。
维生素
在培养基中添加维生素往往有利于外植体的发育。培养基中的维生素属于B族维生素,其中以维生素B1、维生素B6、生物素、泛酸钙和肌醇最好。
4.有机添加剂
包括合成的或天然的有机添加剂。最常用的是酪蛋白水解物、酵母抽提物、椰奶和各种氨基酸。此外,琼脂也是最常用的有机添加剂,主要用作培养基的支撑物,使培养基处于固态,以利于各种外植体的培养。
5.生长调节剂
常用的生长调节剂一般包括以下三类:
(1)植物生长素。如吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)和2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-d)。
(2)细胞分裂素。如木犀草素(Zt)、6-苄基嘌呤(6-BA或BAP)和激动素(Kt)。
(3)赤霉素。组织培养中使用的赤霉素只有一种,即赤霉酸(GA3)。
二、常用培养基配方
1.普通培养基配方
组织培养的成功很大程度上取决于培养基的选择。不同的培养基有不同的特点,适合不同的植物种类和接种材料。开展组织培养活动时,要了解和分析各种培养基,以便选择和使用。组织培养常用的几种培养基配方如下表9-1所示。
培养基中激素的种类和数量因培养阶段不同,材料不同而不同,所以不包括在每个配方中。
2.几种常见培养基的特点
(1) MS中等。目前广泛使用的是MS培养基。它含有高浓度的无机盐,非常有利于保证组织生长所需的矿物质营养,加速愈伤组织的生长。由于配方中离子浓度较高,即使在配制、储存、消毒过程中,某些成分略有不同,也不会影响离子间的平衡。MS固体培养基可用于诱导愈伤组织,或用于胚、茎段、茎尖和花药培养,其液体培养基在细胞悬浮培养中取得明显成功。该培养基中无机养分的量和比例足以满足植物细胞的营养和生理需求。所以一般情况下,不需要添加氨基酸、酪蛋白水解物、酵母抽提物、椰子汁等有机添加剂。与其他培养基的基本成分相比,MS培养基中硝酸盐、钾和铵的含量较高,这是其明显的特点。
(2)B5培养基。B5培养基的主要特点是含铵量低,因为铵可能抑制许多培养物的生长。发现一些植物愈伤组织和悬浮培养物在MS培养基上比在B5培养基上生长得更好,而另一些更适合在B5培养基上生长。
(3)N6培养基。N6培养基特别适用于禾谷类植物的花药和花粉培养,已在国内外广泛使用。在组织培养中,经常使用While(While,1963)培养基和Nisch (Nitsch,1951)培养基。它们的基本成分相似。白色培养基无机盐含量低,更适合木本植物的组织培养。
还有很多其他的培养基,可以根据培养的植物来确定。