植物组织培养的简化_李江

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植物生理学通讯 第 39 卷 第 4 期 , 2003 年 8 月
技术与方法 Techniques and Methods
植物组织培养的简化
李 江＊ 马正炳 孙仲序 赵春芝 滕景坤 张 玲 (山东农业大学园艺学院 , 泰安 271018)
Simplification of the Plant Tissue Culture System
白糖和褐色的糖块代替分析纯的蔗糖都能降低培
养基的成本 , 两者以组织培养苗木的鲜重 、干重和 培养的苗木数量为标准进行判断 , 结果表明并无显 著 差 别 , 且 糖 的 成 本 降 低 96 %。 Sharma 和 Sing h[ 12] 在生姜的组织培养中 , MS 培养基加普通 的糖或商业糖 , 用白开水代替蒸馏水 , 产生组培苗 的效果与加化学纯蔗糖的相同 , 且成本降低 。
在培养基 的再利用方面 , 董雁 等[ 4] 的试验 表 明 :培养 1 个周期(25 d)后的培养基再利用时(即 补充上原培养基 30 %的母液), 其效果与原培养基 的相同 , 每瓶培养基的价格减少 0 .214 元 ;这一结 果应用于 三倍体山 杨的组织 培养中[ 13] 也取得 成 功 。 这为继代培养的简化提供了一条新的途径 。
提要 介绍简化植物组织培养中培养基 、培养条件 、培养器皿以及 其他方 面的简 化所采 取的方 法和所取 得的成 果 , 并提出 一套合理的简化植物组织培养 、降低培养成本 的方案 。 关键词 植物组织培养 ;简化 ;降低成本
自上世纪 60 年代以后 , 植物组织培养已经从 实验室研究阶段一跃而成为一种大规模成批量的
近几年来 , 李宗菊[ 14] 用无糖培养技术 , 即在无 糖培养基中 , 在一 个强的光合条件 下富集二氧化 碳 , 可促进小植株的生长 , 几乎没有细菌或真菌污 染 ;但培养过程中 对二氧化碳和光 照度的要求严 格 , 难以控制 , 这表明用二氧化碳来节省碳源似是 不可能的 。
综合上述 , 在固体培养基中 , 用普通白糖代替 分析纯的蔗糖 、白开水代替蒸馏水是完全可行的 。 对于某些植物 , 如香蕉 、烟草等可选用液体培养基 , 以降低琼脂和大量元素 以及激素的用 量 , 降低成 本 ;此外 , 待将来技术成熟时 , 用二氧化碳代替碳源 以降低成本仍然值得探讨 。 2 培养条件的简化 何川生等[ 9] 在烟草 组织培养的试 验中 , 于普 通实验室的夏秋季节 , 以自然温度和太阳辐射光光 照代替日光灯进行固体培养 , 实验前后的差异不明 显 。这可减少能源 消耗 , 降 低了成 本 。 王玉 军[ 6] 在夏秋季节用自然光代替人工辅助光照 , 并在比较 4 个设计不同的自然光培养室的优缺点的基础上 , 提出 了建立理想自然 光的培养室模 型 :室高 为 3 m , 长与宽分别为 6 m , 可容纳 10 000 ～ 20 000瓶培 养瓶 , 采用隔热材料 , 尽量增加背面的光照度 , 削弱 南面的强光 。结果发现 , 设计的 5 种培养室中以南 北各设 2 扇窗户 、东西各设 1 扇窗户的 E 型培养室 (图 1)较为理想 。 还有研究证明 :当培养室中培养 架隔板与灯管间的垂直距离大到 30 cm 以上时 , 苗 木不受损伤 , 可提高苗木的成活率 , 间接降低生产 成本[ 15] 。从以上结果可以看出 :在夏秋季节采用 自然光源代替人工辅助光照是可行的 ;同时 , 在组
参考文献
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除了选用替代品降低成本以外 , 也有人用半液 体 、液体培养基代替固体培养基的方法降低成本 。 如陈青瑛等[ 3] 在香 蕉组培中采用半 液体 、固 体二 相培养的结果表明 :半液体培养的增殖倍数比固体 培养的高 , 是后者的 129 .7 %, 菌根数 、根长分别是 固体培养的 175 .8 %和 151 .0 %;而苗高却低于固
LI Jiang ＊, MA Z heng-Bing , SUN Z hong-Xu , ZHA O Chun-Zhi , T EN G Jing-K un , ZHANG Ling (College of Horticulture ,
Shandong Agricultural University , Taian 271018)
培室的设计中如何建立理想的利用光源的组培室
也很重要 。
图 1 E 型培养室
3 培养器具的简化 就培养器皿来说 , 可以用普通果酱瓶代替三角 瓶 , 这样使每瓶成本降低 84 .3 %。最好 在塑料封 口膜的中央加一条宽 2 ～ 3 cm 的牛皮纸条 , 这样既 解决了瓶内保湿问题 , 又满足了阴生观叶植物需要 散射弱光照射的要求[ 5] 。 也可用玻璃方瓶代替三 角瓶 (三 角 瓶 的 价 格 约 是 玻 璃 方 瓶 价 格 的 10 倍)[ 6] , 以聚丙烯薄 膜代替棉塞 , 试验表明其 效果 与替代前的无明显差别 , 同样可以达到降低组织培 养成本的目的 。另外 , 国外还有人用新的简易塑料 瓶代替三角瓶 , 降低培养器皿成本的报道[ 16] 。 4 其它方面的简化 不同植物材料的不同部位在相同条件下的增 殖系数不同 , 因此 , 选用适当材料的适当部位对植 物组织培养很重要 。 Rao 等[ 17] 以香子兰和生姜作 为组培材料的研究结果表明 :生姜的繁殖率比香草 高 , 次培养时间间隔较短 。 沈效东和陈立香等[ 18] 认为在枸杞组培中 , 用半木质化的材料比已木质化 的繁殖系数高, 而总成本仅是已木质化材料的 10 %。李富生等[ 19] 认为甘蔗腋芽快繁种苗技术比 常规的幼叶组织培 养技术具有工序 简化 、原 料节 约 、成本降低 、苗 健壮 、繁殖速度快和变 异小等优 点 , 因此这种技术是目前甘蔗组织培养繁殖中的常 用手段 。 在激素的使用中 , 有人研究满天星[ 10] 和 沙冬青[ 20] 组织培养技术的结果表明 :激素及其配 比在植物组织培养中起关键作用 , 选用合适的激素 及其配比 , 可以简化培养程序 , 缩短培养时间 , 从而 间接 降 低组 织 培养 的 成本 。 在日 本 , M atsumoto 等[ 2] 在培养桔子种 子长出的幼苗时 , 改变培 养基 中的生长素含量后 , 每株苗木的成本由 165 日元降 为 116 日元 。 另外 , 在组织培养的某一阶段采用新 技术(如滤纸生根法)可以使这一阶段的成本降低 为原来的1/ 4[ 21] 。 在培养基质中加适量的植物生 长调节物质促使生根, 也可使成本降为原来的 30 %～ 70 %[ 22] 。劳动力是组织培养成本的主要组 成部 分[ 23] , 在发达国家 , 由于劳动 力生产成本 较 高 , 仅有一半的组织培养苗木可应用于生产 ;而在 发展中国家 , 劳动力成本相对较低 , 采用组织培养
工厂化生产方法 ;无 性繁殖系快速 繁殖的生产 、 试管品种的商品化 , 是目前植物组织和细胞培养 技术在应用上的主流之一[ 1] 。组织培养应用于生 产的两 个关 键因素 就是培 养基 和生 产技 术的简
化[ 2] 。近 20 年来 , 人们为使这项技术能够广泛地 应用于生产 , 对组织培养的成本和经济效益做了 许多研究 , 并取得了一定的成果 。 本文在前人工 作的基础上 , 提出一些建议 。
收稿 2002-06-06 修定 2003-01-13 ＊ E-mai l :lijiang1166 @163 .com , Tel :0538-8241413
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体培养基 , 试管苗的茎增粗 , 从而提高了试管苗的 质量 。 说明香蕉的半液体培养效果显著优于固体 培养 , 且用半液体培养时可降低激素和琼脂的用量 (节省了一半的激素和琼脂费用), 不会出现高位出 根的现象 , 移栽时根系易于与培养基质分离 , 省工 省时 , 既提高了移栽成活率 , 又可以实现降低成本 的目的 。 另外 , 何 川生等[ 9] 在烟草的 组织培养中 采用液体培养(不加琼脂)代替固体培养 , 对比试验 的结果表明静止培养效果较好 , 液体培养时大量元 素的用量可减少为原来的 1/2 ～ 1/ 4 , 其培养效果 不变 , 成本降低 。
培养基的组成和培养的组织培养成本被节省
替代品的选择
一定程度上降低了成本
文献 3 、4
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1 培养基的简化 在简化培养基的试验中 , 采用白开水代替蒸馏 水 、普通白糖代替分析纯的蔗糖(化学纯蔗糖的价 格是普通白糖的 5 倍), 可以大大节省成本 。 且用 替代品前后 , 苗木质量无 明显差别[ 3, 6, 9, 10] 。 在葡 萄生根的过程中 , 用棉籽壳和珍珠岩的固化物代替 琼脂 , 不仅大大降低了成本(约节省 50 %的琼脂费 用), 而且减少葡萄生根过程中基部愈伤组织部位 的产生 , 提高生根率 , 获得高质量的试管苗[ 3] 。在 这方面国外也有相关的报道 。 Puchooa 等[ 11] 使用