根据植物细胞全能性学说,所有植物细胞在理论上都具有重新形成新植株的能力,然而在同一植物的各个不同部位的组织、器官中,其形成新植株的能力因植物年龄、季节及生理状态而有很大不同,对培养的反应也不同,因此选择合适的外植体对于组培的成功是很重要的。
1. 外植体的类型
外植体可分为带芽外植体和分化组织构成的外植体两种类型。
1.1 带芽的外植体
如茎尖、侧芽、原球茎、鳞芽等,利用此类外植体进行培养有两种目的:一是诱导茎轴伸长,为此就要在培养基中添加生长素和赤霉素;
另一个是抑制主轴发育,促进腋芽最大限度的生长,以产生丛生芽,为此则在培养基中加入细胞分裂素。这类外植体产生植株的成功率高,而且很少发生变异,容易保存材料的优良特性。
1.2 由分化组织构成的外植体
如茎段、叶、根、花茎、花瓣、花萼、花粉、胚珠、果实等,这类外植体大多由已分化的细胞组成,需要经过脱分化诱导出愈伤组织,再分化出芽或胚状体,然后形成新植株,因此这里外植体形成的后代可能有变异。
2. 外植体的选择条件
2.1 外植体的部位
确定取材部位时,一方面要考虑朋友材料的来源是否丰富,另一方面也要考虑外植体材料经过脱分化产生的愈伤组织是否会引起不良变异,丧失了原品种的优良性状。
对于大多数植物来说,茎尖无疑是较好的取材部位,因为其形态已经基本建成,生长速度快,茎段侧芽或顶芽容易萌发,遗传性状稳定,同时也是获得无病毒植株的重要途径。但是茎尖常常受到材料来源的限制,因此,茎段成为广泛应用的外植体材料。
而一些草本植物可以采用叶片、叶柄、花瓣等作为外植体。一些培养较困难的植物,可选取子叶或下胚轴作为外植体进行培养。花药和花粉是育种和获得无病毒苗(如草莓)的重要途径之一。此外,还可根据需要,进行根、花瓣、鳞茎等部位的培养。
2.2 取材季节
一般按照植物生长的最适时期取材,即春夏季节取材,材料幼嫩,生理机能旺盛,灭菌也容易,且易培养。而秋冬季节取材,植物已经进入生长末期或休眠期,对诱导反应迟钝或无反应,培养很难成功。雨季湿热季节取材,灭菌相对会困难。
2.3 器官的生理状态和发育年龄
总体来说,树龄小的要比树龄大的容易获得成功,幼年组织比老年组织有较高的形体发生能力。
沿植物的主轴,越向上的部分形成的器官其生长时间越短,生理年龄也越老,越接近发育上端越成熟,越易形成花器官。相反,越向下,其生理年龄越小,越易形成营养芽。
比如,在木本植物的组织培养中,取幼龄树的春梢嫩枝段或基部的萌蘖条叫好,下胚轴与具有3-4对真叶的幼嫩茎段,生长效果也较好。
2.4 外植体大小
在许多植物材料的组培中发现,外植体材料大,灭菌工作很难测彻底,容易产生污染,而且浪费材料;外植体太小,多形成愈伤组织,成活率较低,除非用于去除病毒,否则外植体不宜过小。
一般茎尖朋友存活的临界大小应为一个茎尖分生组织带1-2个叶原基,大小约为0.1-0.5毫米;叶片、花瓣约为0.5-1。0平方厘米;茎段长约为0.5-1.0厘米。
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