植物組織培養繁殖的生理特性

 

植物組織培養繁殖所產生的新個體，不是通過兩性細胞的結合，而是由分生組織直接分裂的細胞所產生的，因此這種繁殖是無性繁殖，也叫再生繁殖。

 

1、組織培養繁殖的生理

用植物外植體作為繁殖材料，促使其發生芽和不定根，培養成完全獨立植株是目前組織培養上普遍采用的一種方式。

 

（1）再生機能具有複雜的襯體，都是由未分化胚性細胞經過重複分裂繁殖，並在形態和生理上進一步分化、發育而來的。在細胞分裂繁殖所產生的新細胞中，大部分已不再具有分生能力，這些存在於莖和根的生長點，而形成永久性組織的細胞而保留下來。可是當某部分受傷或被切除的植體協調受到破壞時，，能夠表現出一種彌補損傷和恢複協調的機能，這種機能稱為再生作用。從母體上切取的外植體，能夠進一步通過生理結構的調整，恢複細胞的分裂活動，再次形成完整的植株個體，這是再生機能的另一種表現形式。

 

（2）生根的機理外植體基部切麵上的受傷細胞，由於原生質的分解而產生一種創傷激素。並且被內層未受傷的健全細胞所吸收，使健全的細胞的細胞壁木栓化，將死傷細胞同健全細胞隔離。在切口處的創傷激素和轉移來的生長激素以及其他生根誘導的物質作用下，切口內層的健全細胞發生與切麵相平行的分裂，形成愈傷組織。這種愈傷組織在形成層和篩管部位特別發達，對切口可以起到一定程度的保護作用，防止病原菌侵入，同時也可以防止植株中有效物質的流失。這時，生長素的活動增強，進一步促進了愈傷組織的細胞分裂，愈傷組織薄壁細胞逐漸開始分化，形成愈傷木質部。它先同外植體中水分和養分的同道輸導組織連通，再與愈傷組織木質部的外則連接，而發展成為根原始體，最後形成根。

根原基是一小團分生組織，在植物生長激素的作用下，發生在外植體基部切口或近切口的部位，根原基發生的部位和形狀隨外植體品種和培養條件而異，它可能從愈傷組織內發生，也可能和愈傷組織沒有關係，或者從基部和愈傷組織兩處發生。

 

2、影響發根的生理因子

影響發根的因子包括外植體的性質和外界條件。

 

（1）外植體不同部位的外植體，其性質結構隨著空間分布和年齡的不同，表現了異質性，它們的發根和成活率也不一樣。外植體性質的差異，實質表現在澱粉和糖分含量上。一般莖含氮和可溶性糖高的，特別是雙糖／單糖比值大的，發根較好。分生組織多、生長活性高，合成作用占優勢。

 

（2）發根與生態條件的關係 發根好壞，除本身因素外，與生態條件也有密切的關係。

氣溫是發根的重要生態條件。氣溫高低直接影響植株水分代謝和物質代謝的程度與速度。在低溫時生理活動受到抑製。在適宜溫度的條件下，呼吸旺盛，代謝進行快，愈傷組織形成迅速，發根良好，但溫度過高，細胞分裂塊，呼吸劇烈，物資消耗大，對發根不利，如連續在35℃以上高溫下，不但對發根有影響，而且會促使植株死亡。

 

（3）生根能力和生根所必需的營養物質

生根首先要形成根原始體，然後發展成為根的組織，因此要求材料具有較強的生活力，而且具備促進根原始體形成的物質，以及根組織的發育所必需的營養物質。

碳水化合物和氮素化合物不僅是生根和根生長所不可缺少的，而且也在生根之前維持其生存的重要能源。特別是碳水化合物中的糖類，更是生根所必不可少的主要營養物質。