植物組織培養(yǎng)技術(shù)中若干問(wèn)題的探討

■劉香

陜西寶雞中學(xué)

植物組織培養(yǎng)技術(shù)是植物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)，其原理是植物細(xì)胞的全能性。在人教版高中生物教材中必修1、選修1和選修3中均有所涉及，是高考重點(diǎn)考察的內(nèi)容之一。由于選修1與選修3教材中對(duì)胚狀體產(chǎn)生的途徑描述并不一致，導(dǎo)致師生產(chǎn)生了疑惑，現(xiàn)將有關(guān)植物組織培養(yǎng)內(nèi)容中一些普遍性問(wèn)題整理出來(lái)，并簡(jiǎn)要分析，以期消除疑問(wèn)，幫助師生更準(zhǔn)確地理解相關(guān)內(nèi)容。

再生植株產(chǎn)生途徑有哪些?

在組織培養(yǎng)中，可通過(guò)器官發(fā)生和胚狀體兩條途徑產(chǎn)生再生植株。其中通過(guò)器官發(fā)生途徑產(chǎn)生再生植株的基本方式有三種：一是先分化芽，待芽伸長(zhǎng)后在其幼莖基部長(zhǎng)根，形成完整的小植株，因此芽和根的誘導(dǎo)要分兩步完成。二是先分化根，再在根上產(chǎn)生不定芽而形成完整植株。一般來(lái)說(shuō)，培養(yǎng)物若先形成根，則會(huì)抑制芽的形成，所以通常都是先誘導(dǎo)芽再誘導(dǎo)生根。另外還有一條途徑是在愈傷組織的不同部位分別形成芽和根，然后二者的微管組織相互連接，成為具有統(tǒng)一的軸狀結(jié)構(gòu)的小植株，這條途徑也較少見(jiàn)。胚狀體（包括體細(xì)胞胚及花粉胚）發(fā)生的方式有兩種：一種是從培養(yǎng)中的器官、組織、細(xì)胞或原生質(zhì)體直接分化成胚，中間不經(jīng)過(guò)愈傷組織階段，如槐樹(shù)子葉在切口愈傷化的同時(shí)于外植體組織內(nèi)分化產(chǎn)生體細(xì)胞胚；第二種方式是外植體先愈傷化，然后由愈傷組織細(xì)胞分化成胚，如當(dāng)槐樹(shù)子葉外植體表面全部愈傷化后，由愈傷組織表層細(xì)胞分化形成體細(xì)胞胚。在這兩種胚胎發(fā)生方式中，從愈傷組織產(chǎn)生胚狀體最為常見(jiàn)。胚狀體和莖芽比較容易區(qū)分：二者形態(tài)差異明顯，莖芽與原先存在于愈傷組織或外植體中的微管組織連接在一起，與母體很難分離；與此相反，體細(xì)胞胚與母體愈傷組織或外植體無(wú)維管束相連，因此極易與母體分離，操作時(shí)用鑷子即可將胚狀體從母體上剝離下來(lái)。由此可見(jiàn)，選修①與選修③對(duì)于胚狀體產(chǎn)生的途徑的描述均是存在的。

在組織培養(yǎng)中，碳源只能用蔗糖嗎？

組織培養(yǎng)中，最常用的碳源是蔗糖，濃度一般是2%～5%。除了用作碳源外，蔗糖在培養(yǎng)基中還起著調(diào)節(jié)滲透壓的重要作用。另外生長(zhǎng)素對(duì)維管組織分化所起的作用很大程度上取決于糖的存在。已知植物能夠利用的碳源有麥芽糖、半乳糖、甘露糖和乳糖。一般來(lái)說(shuō)，以蔗糖做碳源時(shí)，離體的雙子葉植物的根生長(zhǎng)得最好，而以葡萄糖做碳源時(shí)，單子葉植物的根生長(zhǎng)得最好。

植物脫毒為什么取莖尖材料？能否取根尖?

病毒在植物體內(nèi)分布是不均勻的。在受侵染的植株中，頂端分生組織一般是無(wú)毒的，或者是只攜有濃度很低的病毒。分生組織逃避病毒侵染的途徑有：①在植物體中，病毒易于通過(guò)維官系統(tǒng)移動(dòng)，而分生組織中尚未形成維管系統(tǒng)。另一個(gè)途徑是通過(guò)胞間連絲，但這條途徑病毒移動(dòng)速度非常緩慢，難以追趕上活躍生長(zhǎng)的莖尖。②在旺盛分裂的分生組織中，代謝活動(dòng)很高，使病毒無(wú)法進(jìn)行復(fù)制。③在莖尖中存在高水平內(nèi)源生長(zhǎng)素可以抑制病毒的增殖。④在植物體內(nèi)存在有一種“病毒鈍化系統(tǒng)”，它在分生組織中的活性最高，因而使分生組織不受侵染。因此可進(jìn)行莖尖培養(yǎng)無(wú)病毒苗。

不過(guò)和其他器官的培養(yǎng)一樣，在進(jìn)行莖尖培養(yǎng)時(shí)，首要是獲得表面不帶病原菌的外植體。一般來(lái)說(shuō)，莖尖分生組織由于有彼此重疊的葉原基的嚴(yán)密保護(hù)，只要仔細(xì)解剖，無(wú)須表面消毒就可以得到無(wú)菌的外植體。而且相對(duì)根尖來(lái)說(shuō)莖尖更容易大量持續(xù)取得，對(duì)植株的損傷較小，所以常用莖尖培養(yǎng)。