培养基组成及作用，延长贮藏期，可替代蒸馏水，氨基酸有机氮源。

二、培养基的组成及其作用

培养基的成分主要包括水分、无机盐、有机物、植物激素、培养物的支持材料五大类。

（一）水分

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。配制培养基时选用蒸馏水或去离子水，不但可以保持培养基配制的准确性。另外，也有利于减少发霉变质，延长培养基母液的贮藏时间。大规模生产时，配制培养基可用自来水代替蒸馏水。

（二）无机盐

根据植物对无机盐需求量的多少，可分为大量元素和微量元素。

1．大量元素

大量元素是指植物生长发育所需的浓度大于0.5mmol·L^－1的营养元素，主要有N、P、K、Ca、Mg、S等。其中，N是植物矿质营养中最重要的元素，分为硝态氮和铵态氮

），这两种状态的氮都是植物组织培养所需要的。当作为唯一的氮源时，硝态氮的作用要比铵态氮好得多，但在单独使用硝态氮时，培养一段时间后培养基的pH值会向碱性方向转变（这是由于植物组织细胞的选择吸收性所致），若在硝酸盐中加入少量铵盐，则会阻止这种转变。缺磷时植物细胞的生长和分裂速度均会降低。K、Ca、Mg等元素能影响植物细胞代谢中酶的活性。

2．微量元素

微量元素是指植物生长发育所需的浓度小于0.5mmol·L^－1的营养元素，主要有Fe、Mn、Cu、Mo、Zn、Co、B等。它们用量虽少，但对植物细胞的生命活动却有着十分重要的作用。其中，Fe是用量较多的一种微量元素，对叶绿素的合成和延长生长等起重要作用。Fe元素不易被植物直接吸收且易出现沉淀。因此，通常在培养基中加入以FeSO₄·7H₂O和Na₂-EDTA（螯合剂）配制成的螯合态铁（Fe-EDTA），以减轻沉淀和提高利用率。

温馨提示

用酒石酸钠钾和柠檬酸替代Na₂-EDTA作为Fe^2＋的螯合剂，有时效果更佳。但螯合剂对某些酶系统和培养物的形成有一定的影响，使用时应慎重哦。

无论是大量元素还是微量元素，都是离体组织生长发育必不可少的基本的营养成分，含量不足时都会造成缺素症。

（三）有机化合物

1．糖类

糖类提供外植体生长发育所需的碳源、能量，使培养基维持一定的渗透压。蔗糖是最常用的糖类，可支持许多植物材料良好生长。其使用浓度一般为2%～5%，常用3%，但在胚培养时可高达15%，因蔗糖对胚状体的发育起着重要作用。在大规模生产时，可用食用白糖代替，以降低生产成本。

温馨提示

蔗糖在高温高压下会发生水解，形成葡萄糖和果糖，更易被植物细胞吸收利用。若在酸性环境中，这种水解更加迅速。如果以葡萄糖或果糖为碳源配制成的培养基需要过滤除菌后才会有好的培养结果，否则培养基通过高温高压灭菌，会产生对细胞有害的糖与有机氮的复合物，从而妨碍细胞的生长。

2．维生素类

完整植株在生长过程中能自身合成各种维生素，可满足自身各种代谢活动的需要。但在离体培养中则不能合成足够的维生素，需要另加一至数种维生素，才能维持正常生长。常用的维生素有V_B1、V_B6、V_PP、V_C等，一般用量为0.1～1.0mg·L^－1。除叶酸需要用少量氨水先溶化外，其余植物组织培养中用到的维生素均能溶于水。V_B1对愈伤组织的产生和生活力有重要作用；在低浓度的细胞分裂素下，特别需要添加V_B1、V_B6才能促进根的生长；V_PP与植物代谢和胚的发育有一定关系；V_C有防止组织褐变的作用。

3．肌醇

肌醇又叫环己六醇，能够促进糖类物质的相互转化和活性物质作用的发挥，以及能够促进愈伤组织的生长、胚状体和芽的形成，对组织和细胞的繁殖、分化也有促进作用。另外，对细胞壁的形成也有作用。但肌醇的用量过多，则会加速外植体的褐化。肌醇使用浓度一般为100mg·L^－1。

4．氨基酸

氨基酸是良好的有机氮源，可直接被细胞吸收利用，在培养基中含有无机氮的情况下，更能发挥其作用。常用的氨基酸有甘氨酸、谷氨酸、半胱氨酸以及多种氨基酸的混合物（如水解乳蛋白和水解酪蛋白）等。

5．天然有机复合物

组织培养所用的天然有机复合物的成分比较复杂，大多含氨基酸、激素等一些活性物质，因而能明显促进细胞和组织的增殖与分化，尤其是对一些难以培养的材料有特殊作用。常用的天然有机复合物有椰乳、香蕉泥、马铃薯提取物、酵母提取液、苹果汁、番茄汁等。由于这些复合物营养非常丰富，所以培养基配制和接种时一定要十分小心，以免引起污染。

（四）植物激素

植物激素是培养基的关键性物质，对植物组织培养起着决定性的作用。

1．生长素类

（1）种类与活性强弱

常用的有IAA、IBA、NAA、2，4-D，其活性强弱为：2，4-D＞NAA＞IBA＞IAA，一般它们的活性比为：IAA∶NAA∶2，4-D＝1∶10∶100。

（2）作用

生长素类主要用于诱导愈伤组织形成，促进根的生长。此外，协助细胞分裂素促进细胞分裂和伸长。

（3）稳定性和溶解性

除了IAA不耐热和光，易受到植物体内酶的分解外，其他生长素激素对热和光均稳定。生长素类溶于酒精、丙酮等有机溶剂。在配制母液时多用95%酒精或稀NaOH溶液助溶。一般配成0.1～0.5mg·ml^－1的母液贮于冰箱中备用。(www.xing528.com)

温馨提示

配制NAA等生长激素物质时，可以不用碱性或酸液，而直接用碳酸钠起等当量反应。其优点是可以保持生长素近中性，减少在配制培养基过程调节pH的麻烦。

2．赤霉素（GA）

（1）作用

赤霉素主要用于刺激在培养中形成的不定胚发育成小植株，促进幼苗茎的伸长生长。赤霉素和生长素协同作用，对形成层的分化有影响，当生长素／赤霉素比值高时有利于木质化，比值低时有利于韧皮化。另外，赤霉素还用于打破休眠，促进种子、块茎、鳞茎等提前萌发。一般在器官形成后，添加赤霉素可促进器官或胚状体的生长。

（2）稳定性和溶解性

赤霉素溶于酒精，配制时可用少量95%酒精助溶。它与IAA一样不耐热，需在低温条件下保存，使用时采用过滤灭菌法加入。如果采用高温高压灭菌，赤霉素将70%以上失效。

3．细胞分裂素类

（1）种类及活性强弱

这类激素是腺嘌呤的衍生物，常见的有6-BA、KT、ZT、2-ip等。其活性强弱为2-ip＞ZT＞6-BA＞KT。

温馨提示

有时购买的6-BA或其他细胞分裂素在稀酸中不能溶解，可用热蒸馏水助溶，你会有意想不到的惊喜哦。

（2）作用

在植物组织培养中，细胞分裂素的主要作用是抑制顶端优势，促进侧芽的生长。当组织内细胞分裂素／生长素的比值高时，有利于诱导愈伤组织或器官分化出不定芽，促进细胞分裂与扩大，延缓衰老，同时抑制根的分化。因此，细胞分裂素多用于诱导不定芽的分化和茎、苗的增殖。

（3）稳定性与溶解性

所有的细胞分裂素对光、稀酸和热均稳定，但它的溶液在常温中时间长了会丧失活性。细胞分裂素能溶解于稀酸和稀碱中，在配制时常用稀HCl助溶。通常配制成1mg·m l^－1的母液，贮藏在低温环境中。

（五）培养物的支持材料

1．琼脂

琼脂是一种由海藻中提取的高分子碳水化合物，本身并不提供给培养物任何营养。它是固体培养时最好的固化剂。

开卷有益

市售琼脂有琼脂条和琼脂粉两种形式。前者价格便宜，但杂质含量高、凝固力差、用量大、煮化时间长；后者纯度高、凝固力强、煮化时间短，但价格略高。进口琼脂粉的凝胶强度一般在128g／cm²以上，而国产琼脂粉的凝胶强度只有65mg／cm²左右，进口琼脂粉的用量在理论上只有国产的一半，而两者价格却相差不多。所以综合考虑以购买进口的大包装琼脂粉最划算。

①溶解性：琼脂能溶解在热水中，成为溶胶，冷却至40℃即凝固为固体状凝胶。

②影响琼脂凝固的因素：一般琼脂以颜色浅、透明度好、洁净的为上品。贮藏时间过久，琼脂变褐，会逐渐丧失凝固能力。琼脂的凝固能力除与原料、加工方式有关外，还与高压灭菌时的温度、时间、pH值等因素有关。长时间的高温会使凝固能力下降，过酸过碱加之高温会使琼脂水解加速，丧失凝固能力。新购买的琼脂最好先试一下它的凝固力，这样才能做到胸中有数。

2．其他

玻璃纤维、滤纸桥等均可替代琼脂。其中，滤纸桥法在解决生根难的问题上经常采用。其方法是将一张较厚的滤纸折叠成M形，放入液体培养基中，再将培养材料放在M形的中间凹陷处，这样培养物可通过滤纸的虹吸作用不断从培养液中吸收营养和水分，又可保持有足够的氧气。

（六）活性炭

加入活性炭的目的主要是利用其吸附性，减少一些有害物质的不利影响，如能够吸附一些酚类物质，可减轻组织的褐化（在兰花组培中作用效果明显）等。此外，创造暗环境，有利于某些植物的生根。另据报道，活性炭能恢复胡萝卜悬浮培养细胞的胚状体发生能力，0.3%活性炭能降低玻璃化苗的发生率。

开卷有益

1．活性炭的种类

根据质地，活性炭有木质和骨质活性炭，前者适宜植物组培使用，后者则对培养物产生副作用，购买时要仔细挑选。一般所说的活性炭为木炭经粉碎加工形成的粉末结构，有大颗粒与小颗粒之分。大颗粒活性炭用于组培效果较好，但价格较高，小颗粒活性炭易沉淀在培养基底部，影响培养效果。

2．使用时的注意点

活性炭没有选择性，既能吸附有害物质也能吸附有益物质，尤其是活性物质，因此使用时应慎重。此外，高浓度活性炭不但会吸附掉活性物质，而且还会削弱琼脂的凝固能力，所以添加活性炭后要提高培养基中琼脂的含量。

（七）抗生素

抗生素有青霉素、链霉素、庆大霉素等，用量为5～20mg·L^－1。添加抗生素可防止菌类污染，减少培养过程中材料的损失，节约人力、物力和节省时间。

记事本