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1、精选优质文档-倾情为你奉上几种植物生长调节剂在植物组织培养中的调控作用刘双植物生长调节剂，无论对于整体植物的细胞生长和组织分化，器官的发生与脱落，植物的生长发育、开花、成熟和衰老，还是对于植物离体增减中的细胞分化和形态建成，都有明显的调节作用。目前公认的植物天然激素有五大类：生长素、细胞分裂素、来、赤霉素、乙烯和脱落酸，并且这五大类激素都能用化学方法人工合成，自1937年开始，美国科学家怀特建立组织培养综合培养加入IAA起，植物生长调节剂对组织培养的调控作用就引起了人类的广泛注意。经大量的实验证明，不同种类的植物生长调节剂诱导植物器官再生的效果不同。1常见的植物生长调节剂11生长素 在自然界中
2、，生长素影响到茎和节间的伸长、向性、顶端优势、叶片脱落和生长现象。在组织培养中，生长素被用于诱导细胞的分裂和根的分化。在组织培养中常用的生长素有（IAA）、吲哚丁酸（IBA）、萘乙酸（NAA）、2，4-D、萘氧乙酸（NOA）、对氯苯氧乙酸（PCPA）等。其中IBA、NAA、IAA广泛用于生根。在斑叶海棠外植体诱导生根的实验中，用三种相同深度（2mg/L）的生长素： IAA、IBA和NAA进行对比处理实验。结果表明：IAA的效果最好，而其它两种效果较差。又如，在甜叶菊组织培养3 中，结果表明：NAA和IBA能诱导生根，NAA处理的平均每瓶发根21条，IBA处理的平均每瓶发根8条，其余处理则均未发
3、现生根现象。以茎段为外植体的实验中，NAA、IBA和IAA能促进生根，GA3 、KT、DC-2处理中偶有根的出现，其它处理均未见到根的出现。细胞分裂素（CTK） 细胞分裂素影响细胞分裂、顶端优势的变化和茎的分化等。在培养基中加入细胞分裂素的目的，主要是为了促进细胞分裂和由愈伤组织分化或器官分化不定芽。由于这类化合物有助于腋芽由顶端优势的抑制下解放出来，因此也可以用于茎的增殖。如在甜叶菊的10理中，以叶片为外植体，仅BA芽的发生，其余均未见到芽的分化。尤其在以茎段为外植的处理中，BA用更为突出，平均每瓶3-4发现ZT进苗的伸长。113赤霉素和脱落酸 赤霉素虽有20多种，但在组织培养中常用GA3。
4、与生长素和细胞分裂素相比，赤霉素不常用。据报道，赤霉素能刺激在培养中形成的不定胚正常发育成小植珠。关于ABA的调空作用目前还有分歧，有实验表明ABA可以促进生根。2其它植物生长调节剂21多效唑（PP333） 多效唑作为植物生长调节剂已在水稻、油菜等大田作物生产中广泛应用，并有显著的增产效果。近年来，有人将其应用到水稻、小麦、大麦、菊花等的组织培养中，也有良好效应。如在地被菊试管苗生根的实验中，以1/2MS+NAAO.lmg/L为基本培养基附加0.1mg/L的PP333，对地被菊有促进生根，抑制小苗节间伸长，延缓生长的作用。由此长成的小苗健壮，茎粗叶茂，移栽后成活率高。2-4mg/L的PP333
5、明显提高玉米试管苗的形成率41，抑制茎叶生长，促进根系发育，提高移栽成活率。别外，PP333（2-8mg/L）与6-BA、NAA组合使用可延长试管苗在常温下的保存时间。123活性碳（AC） 一般认为，AC可能吸附琼脂含有的有害物质或由生长过程中释放的物质。Cain22在培养葡萄胚珠时发现，培养基中加入0.1%AC可减少组织变褐和培养基变色，并产生较少的愈伤组织；而不加AC的则组织变褐，并且因产生愈伤组织过多而最死亡。朱际君23等在培养基中加入AC能促进桃胚萌发正常苗，且促进根系生长，幼苗健壮，从而提高了试管苗的质量。值得注意的是AC在吸附培养基中的有害物质的同时，又能吸附生长调节物质和其它培养
6、基万分，尤其是当较高浓度的AC与常量的生长调节物质同时使用时，AC常抵消生长调节物质的作用24。因此，我们在使用AC时要考虑其两面性，调整好AC与生长调节物质等培养万分的用量，使其都发挥作用。3发展与展望 随着组织培养技术的飞速发展，植物生长调节剂的调控作用越来越受人们的重视。它们的调控作作用不仅局限于诱导分化生根、长叶、愈伤组织等，还可用于破休眠。如在1/2MS培养基中加入0.5-2.0mg/L的6-BA，可打破焦家杏胚的休眠。另外，一些生理活性物质也被广泛的应用。如具有生理活性的蜂皇浆对银杏幼胚分化出子叶有促进作用，对花椰菜离体叶发根也有影响。当培养基中加入50-400mg/L蜂皇浆时，其
7、发根率较对照成倍的增长。同时，发现在诱导花椰菜髓组织分化成苗时，蜂皇浆与BA的效果类似，都可以促进芽的发生38。在甜椒的离体快速繁殖中，增殖培养基中添加15%椰汁能明显改善试管苗的玻璃化和脱叶现象。 植物生长调节剂种类与浓度不同，对植物组织培养有着不同的调控作用；植物种类不同，取材部位不同，植物生长调节剂的调控效应完善，并更好的为植物组织培养的产业化服务。植物组织培养是把植物的器官，组织以至单个细胞，应用无菌操作使其在人工条件下，能够继续生长，甚至分化发育成一完整植株的过程。植物的组织在培养条件下，原来已经分化停止生长的细胞，又能重新分裂，形成没有组织结构的细胞团，即愈伤组织。这一过程称为“脱
8、分化作用”，已经“脱分化”的愈伤组织，在一定条件下，又能重新分化形成输导系统以及根和芽等组织和器官，这一过程称“再分化作用”。植物激素在此过程中起着重要的作用，吲哚乙酸（ IAA ）和 6 苄基氨基腺嘌呤（ 6 BA ）的比例，决定了根和芽的分化。 近年来，组织培养作为一种研究技术，已广泛地应用于许多学科中，它不仅对理论研究有重要意义，并已展现了十分广阔的应用前景。 一、原理 植物组织经过脱分化作用，形成愈伤组织，经过再分化作用，愈伤组织又能重新分化为有结构的组织和器官，最终形成完整的植株。早在 1957 年 Skoog 即发现培养基中植物激素的类型和它们的比例，对再分化过程起着重要的作用。
9、二、试剂与仪器设备 （一）试剂 乙醇。 IAA 或 2 ， 4 D 。 HgCl 2 （或次氯酸钠）。 6- 苄基氨基腺嘌呤（ 6-BA ） MS 培养基（见附录）。 （二）仪器设备 培养室，高压灭菌锅，水浴锅，解剖刀，三角烧瓶（ 100mL ），烧杯，量筒，培养皿，棉线，接种箱或超净工作台，分析天平，长镊子，剪刀，容量瓶，移液管，牛皮纸。 三、实验步骤 1. 配制培养基 （ 1 ）愈伤组织诱导培养基： MS 培养基（蔗糖含量为 10 g/L ， 2,4 D 含量为 2 mg/L ，琼脂 10 g/L ）。 （ 2 ）试验培养基：在 MS 培养基中按表 33 1 加入 IAA 和 6BA 。
10、吲哚乙酸先用少量 0.1 mol/L NaOH 溶解， 6- 苄基氨基腺嘌呤先用少量 0.1 mol/L HCl 溶解，然后用蒸馏水稀释，再加入培养基中。 表 33 1 试验培养基中 IAA 和 6 BA 含量 序号 IAA （ mg/L ） 6-BA （ mg/L ） 相对比值 1 0 2.0 2 0.2 2.0 1:10 3 0.5 2.0 1:4 4 1.0 2.0 1:2 5 2.0 2.0 1:1 6 2.0 1.0 2:1 7 2.0 0.5 4:1 8 2.0 0.2 10:1 9 2.0 0 2. 培养基灭菌 将配好的培养基加入琼脂加热溶解，调至 pH 5.8 ，趁热分装于 1
11、00 mL 三角烧瓶中，每瓶约 20 mL 。待培养基冷却凝固后，用一层称量纸和一层牛皮纸包扎瓶（管）口，并用棉线扎牢，然后在高压灭菌锅中 121 （ 1 kg/cm 2 ）下灭菌 20 min 。取出三角烧瓶放在台子上，冷却后备用。接种操作所需的一切用具（如长镊子、解剖刀、剪刀等）及灭菌水，需同时灭菌。 3. 诱导产生愈伤组织 （ 1 ）取健壮的烟草茎数段，每段约 5 cm 长，于烧杯中用 0.1% 氯化汞（升汞）浸泡 20 min ，取出用无菌水洗 3 4 次，置于无菌培养皿中，在接种箱中按无菌操作要求剥去外皮（接种箱事先用紫外灯灭菌 30 min ），用解剖刀切成 5 mm 厚的圆片（弃
12、去开始一片和最后一片），用长镊子将它接种在诱导培养基上，注意圆片的切口朝向培养基，每瓶接种 4 片，接种后扎好瓶口。 （ 2 ）将已接入植物组织（外植体）的三角烧瓶，培养在 25 温室中，每星期检查 l 2 次，剔除材料已被杂菌污染的三角烧瓶， 3 4 周后产生愈伤组织。 （ 3 ）选取愈伤组织生长良好的三角烧瓶，用解剖刀将愈伤组织切下，转移到含有不同激素的试验培养基中（也可以连同原来的外植体一起转移），每瓶放 1 2 块，仍培养在 25 温室中，每周 1 2 次观察不同处理的三角烧瓶中，愈伤组织分化情况，直至长出根和芽。长成的幼小植株即为“试管苗”，可移栽于花盆中。植物组织培养中激素的作用是
13、植物新陈代谢中产生的天然化合物，它能以极微小的量影响到植物的细胞分化、分裂、发育，影响到植物形态建成、开花、结实、成熟、脱落、衰老和休眠以及萌发等许许多多的生理生化活动，在培养基的各成分中，植物激素是培养基的关键物质，对植物组织培养起着决定性的作用。（1） 生长素类在组织培养中，生长素主要被用于诱导愈伤组织形成，诱导根的分化和促进细胞分裂、伸长生长。在促进生长方面，跟对生长素最敏感，在极低的浓度下，（0.1-10mg/L）就可促进生长，其次是茎和芽。天然的生长素热稳定性差，高温高压或受光条件易被破坏，在植物体内也易受到体内酶的分解，组织培养中常用人工合成的生长素类物质。IAA是天然存在的生长素
14、，亦可人工合成，其活力较低，是生长素中活力最弱的激素，对器官形成的副作用小高温高压易被破坏，也易被细胞中的IAA分解酶降解，受光也易分解。NAA（萘乙酸）在组织培养中的启动能力要比IAA高出3-4倍，且由于可大批量人工合成，耐耐高温高压，不易被分解破坏，所以应用较普遍。NAA和IBA广泛用于生根，并与细胞分裂素相互作用促进芽的增殖和生长。IBA（吲哚丁酸）是促进发根能力较强的生长调节物质。2,4-D起动能力比IAA高10倍，特别在促进愈伤组织形成上活力最高，但它强烈抑制芽的形成，影响器官的发育，适宜的用量范围较窄，过量常有毒效应。生长素配置时可先用少量95%酒精助溶。2,4-D可用0.1mol
15、/L的NaOH或KOH助溶。生长素常配成1mg/ml的溶液贮于冰箱中备用。（2） GA有20多种，生理活性及作用的种类、部位、效应等各有不同，培养基中添加的是GA3，主要用于促进幼苗茎的伸长生长，促进不定胚发育成小植株；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部分化，比值低时有利于韧皮部分化；此外，赤霉素还用于打破休眠，促进种子、块茎、鳞茎等提前萌发。在一般器官形成后，添加赤霉素可促进器官或胚状体的生长。赤霉素溶于酒精，配置时可用少量95%酒精助溶。赤霉素不耐热，高压灭菌后将有70%-100%失效，应当采取过滤灭菌法加入。（3） 细胞分裂素类，这类激素是
16、腺嘌呤的衍生物，包括6-BA、KT、ZT（玉米素）等。其中ZT活性最强，但非常昂贵，常用的是6-BA。在培养基中添加细胞分裂素有三个作用：1、诱导芽的分化、促进侧芽萌发生长，细胞分裂素与生长素相互作用，当组织内细胞分裂素/生长素比值高时，诱导愈伤组织或器官分化出不定芽。2、促进细胞分裂与扩大。3、抑制根的分化。因此，细胞分裂素多用于诱导不定芽的分化、茎、苗的增殖，而避免在生根时使用。生长素与细胞分裂素的比例决定着发育的方向，是愈伤组织、是长根还是长芽。如为了促进芽器官的分化，应除去或降低生长素的浓度，或者调整培养基中生长素与细胞分裂素的比例。生长调节物质的使用甚微，一般用mg/L表示浓度。在组织培养中生长调节物质的使用浓度，因植物的种类、部位、时期、内源激素的不同而异，一般生长素浓度的使用为0.05-5mg/L，细胞分裂素0.05-10mg/L。专心-专注-专业