离体的植物器官和组织在人工培养条件下,通过不同的器官发生途径,形成体细胞胚或茎芽,进一步再生成完整植株。因此,植物器官和组织培养的基本程序包括:无菌外植体的获得、初代培养物的建立、形态发生、植株再生以及培养产物的观察记载。 一、无菌外植体的获得
从自然界和室内采集的植物器官和组织材料携带有各种微生物,这些污染源一旦进入培养容器中,造成培养基和培养材料污染,实验无法进行。所以,污染是组织培养的一大障碍。利用各种灭菌剂可以进行外植体的灭菌,但不同植物或同一植物不同器官和组织的带菌程度不同,所用灭菌剂的种类、浓度及灭菌方法也不尽相同。 (一)茎尖、茎段、叶片的灭菌
灭菌前外植体用清水冲洗,茸毛较多的外植体用皂液洗涤后再用清水冲洗、用吸水纸吸干表面水分;将外植体浸泡在0.1%~0.2%的溶液中2~10min,或先在70%~75%酒精中浸数秒,然后在10%次氯酸钙溶液中浸泡10~20min。或先在70%~75%酒精中浸
泡数秒,再在2%次氯酸钠溶液中浸泡15~30min进行灭菌;灭菌后倒掉灭菌液,无菌水冲洗外植体3~5次,置外植体于无菌滤纸上吸干表面水分,适当分割后接种。
(二)根、块茎、鳞茎的灭菌
这类材料生长在土中,灭菌较困难,且挖取时易受损伤。所以灭菌前应仔细清洗,对凹凸不平及鳞片缝隙处,需用软刷清洗,并切除损伤部位。灭菌时应增加灭菌时间或增大灭菌剂浓度,如将外植体浸泡在0.1%~0.2%溶液中5~12min,或在70%~75%酒精中浸数秒,然后用6%~10%次氯酸钠溶液浸5~20min进行灭菌。灭菌后的操作步骤同上。
(三)花蕾的灭菌
未开放花蕾中的花药为花被包裹,处于无菌状态,所以采摘后可直接灭菌。灭菌时先在70%~75%酒精中浸蘸10~30s,然后在0.1%溶液中浸泡生产三水醋酸钠3~10min或在1%次氯酸钠溶液中浸泡10~20min。灭菌后的处理同上。
(四)果实、种子的灭菌
这类材料有的表皮具有茸毛或蜡质。需在灭菌剂中加入几滴吐温-80,以增加灭菌效果。外植体用清水冲洗并吸干表面水分后,果实用70%~75%酒精浸泡数秒,再在2%次氯酸钠溶液中浸泡10~20min或用饱和漂白粉上清液浸泡10~30min进行灭菌。种子用10%次氯酸钠溶液浸泡20~30mjn,或用0.l%~0.2%溶液浸泡5~10min进行灭菌。灭菌后用无菌水冲洗3~5次,取出果实内部组织抗震支架重量或种子接种。
二、初代培养物的建立
外植体经过灭菌处理后,要建立起初代无菌培养材料,并使其增殖和发育,还需以下技术的配合。
(一)无菌环境
灭菌剂包装箱制作处理过的外植体只进行了表面灭菌。不能除掉所有病菌,特别是无法去除侵人组织内部的病菌。因此,有时需在培养基中加入抗生素类物质(表1-1),防止初代培养材料的污染。但抗生素对某些种类的植物生长有抑制作用,所以,适用的抗生素种类及浓度的确定,要在实践中摸索。此外,还须保证培养基、接种器械和超净工作台无菌,并使接种室
环境保持清洁。对污染的组培材料,应灭菌后再清洗,防止真菌孢子在空气中弥漫和繁殖。
表1-1培养基中添加抗生素对防止杂菌污染的效果
车架总成
(引自曹孜义,1999)
抗生素 | 浓度(mg/L) | 培养材料 |
银杏 | 冬青 | 月季 |
链霉素 | 10 | 0 | + | + |
青霉素 | 20 | + + + + + | + + + + + | + + + + + |
地霉素 | 5 | 0 | + + + + + | + + + + + |
夹竹桃霉素 | 20 | + + + + + | 热风锅炉+ + + + + | + + + + + |
杆菌肽 | 50 | + + + + + | + + + + + | + |
新霉素 | 1 | + | + + + + | + |
| | | | |
注:“+”号越多表示灭菌效果越好
(二)规范操作
在建立无菌初代培养物的过程中,操作技术的熟练和工作经验等也十分重要。无横向线性马达菌操作时,除按严格的操作程序进行外,还需对进入超净工作台的物品表面和操作者的双手用75%的酒精进行擦拭灭菌。