影響試管苗繼代培養的因素及解決措施
1、影響試管苗繼代培養的因素及解決措施
當試管苗的瓶內長滿並長到瓶塞,或培養基利用完成時就要轉接,進行繼代,可迅速得到大量試管苗,以便到一定數量時進行移栽。能否保持試管苗的繼代培養,是能否得到大量試管苗和能否用於生產的重要問題。
(1)馴化現象
在植物組織培養的早期研究中,發現一些植物的組織經長期繼代培養,發生一些變化,在開始的繼代培養中需要生長調節物質的植物材料,其後加入少量或不必加入生長調節物質就可以生長,此現象就叫作“馴化”。如在胡蘿卜薄壁組織培養過程中,逐漸消耗了母體中原有器官形成有關的特殊物質。如初代中加入10-6mol/L IAA,才能達到最大生長量,但經多次繼代培養後,在不加IAA的培養基上也可達到同樣生長量,一般約在一年以上,或繼代培養10代以上。
但並不是出現這種所謂的馴化現象就好,有時長期的“馴化”現象會得到適得其反的結果,如卡德利亞蘭實生苗在長期的加香蕉的培養基中繼代,最後造成隻長芽不長根,芽的增長倍數很高,但芽又細又弱,這時在加入生長素的培養基中培養,幾次繼代可長出較多的根。
(2)形態發生能力的保持和喪失
在長時期的繼代培養中,材料自身內部要發生一係列的生理變化,除了前麵講的“馴化”現象外,還會出現形態發生能力的喪失。不同的植物其保持再生能力的時間是不同的,而且差異很大,在以腋芽或不定芽增殖繼代的植物中,在培養許多代之後仍然保持著旺盛的增殖能力,一般較少出現再生能力喪失問題。
一般認為分化能力衰退主要有三個因素:
第一,愈傷組織中含有從外植體啟動分裂時就包括進來的成器官中心(分生組織),當重複繼代會逐漸減少或喪失,這意味著不能形成維管束,隻能保持無組織的細胞團。也有人認為在繼代培養過程中,逐漸消耗了原有的與器官形成有關的特殊物質。為什麽有的植物出現形態發生能力喪失的現象,而在另一些植物中,形態發生能力又能很好保持?其原因還有待進一步研究。
第二,形態發生能力的減弱和喪失,也可能與內源生長調節物質的減少或喪失有關,如胡蘿卜和菘蘭。
第三,也可能是細胞染色體出現畸變,數目增加或丟失。
(3)影響繼代培養的其他因素
(1)植物材料的影響 不同種類植物,同種植物不同品種,同一植物不同器官和不同部位繼代繁殖能力也不相同。一般是草本>木本;被子植物>裸子植物;年幼材料>老年材料;剛分離組織>已繼代的組織;胚>營養體組織;芽>胚狀體>愈傷組織。
(2)培養基及培養條件 培養基及培養條件適當與否對能否繼代培養影響頗大,故常改變培養基和培養條件來保持繼代培養,在這方麵有許多報道,如在水仙鱗片基部再生子球的繼代培養中,加活性炭的培養基中再生子球比不加活性炭的要高出一至幾倍。胡霓雲等報道,在MS培養基初次培養的桃莖尖,若轉入同樣的MS培養基則生長不良,而轉入降低氨態氮和鈣,增加硝態氮、鎂和磷的培養基中則能繼代繁殖。
(3)繼代培養時間長短 關於繼代培養次數對繁殖率的影響的報道不一。有的材料長期繼代可保持原來的再生能力和增殖率,如葡萄、黑穗醋栗、月季和倒掛金鍾等。有的經過一定時間繼代培養後才有分化再生能力。潘景麗等進行沙棗愈傷組織繼代培養6次後,才分化苗,保持二年,仍具有分化能力。而有的隨繼代時間加長而分化再生繁殖能力降低,如杜鵑莖尖外植體,通過連續繼代培養,產生小枝數量開始增加,但在第四或第五代則下降,雖可用光照處理或在培養基中提高生長素濃度,以減慢下降,但無法阻止,因此必須進行材料的更換。
(4)季節的影響 有些植物材料能否繼代與季節有關。如水仙取6、7月份的鱗莖,因夏季休眠,生長變慢,8月休眠後,生長速度又加快。百合鱗片分化能力的高低,表現為春季>秋季>夏季>冬季。球根類植物組織培養繁殖和胚培養時,就要注意繼代培養不能增殖,是因其進入休眠,可通過加入激素和低溫處理來克服。唐菖蒲在MS培養基上得到的球莖,移植於MS培養基中,無機鹽和糖濃度減半,並增加萘乙酸用量,可以防止繼代中的休眠。
一般能達到每月繼代增殖3倍—10倍,即可用於大量繁殖,盲目追求過高增殖倍數,一是所產生的苗小而弱,給生根、移栽帶來很大困難;二是可能會引起遺傳性不穩定,造成災難性後果。
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