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培养基的组成、配制与灭菌


常用的植物激素及生长调节物涉及五大类植物 激素: 1、生长素类:IAA、IBA、NAA、2,4-D
2、细胞分裂类:6-BA、KT(Kin)、ZT、2ip
3、赤霉素类:GA3、GA4、GA7 4、脱落酸:ABA 5、乙烯:ETH
1、生长素类: 主要促进细胞伸长生长和细胞分裂,诱导形 成愈伤组织,促进生根。 常用的有NAA、IAA、IBA、2,4-D等。
可以加入培养基或浸泡处理外植体。
(2)聚乙烯吡咯烷酮(PVP):
加入培养基中。
4、生长抑制剂: 常用矮壮素、比久(B9)、多效唑 (pp333) 、三碘苯甲酸、根皮酚等。
二、培养基的类型:
1、高盐浓度培养基:MS、B5、SH等。 适用于多数营养需求量较大的植物。 2、中等盐浓度培养基:Nitsh、Miller等 大量元素浓度约为MS的1/2。 3、低盐培养基:WPM、 White等。 大量元素浓度约为MS的1/4左右。 适用于木本植物的培养。
三、培养基母液及激素母液的配制:
由于培养基中元素种类多,用量少,因此每次称量 繁琐,因此通常将各种营养成分配制成母液保存,配制 培养基时根据需要量取用,从而简化操作,节省时间。 营养元素母液根据其性质和反应特性混合。
激素母液 根据使用浓度配制。
1、器皿和用具的准备 仪器包括万分之一天平,百分之一天平,pH计
表1 MS培养基的组成配方 组成成分 NH4NO3 KNO3 CaCl2· 2O 2H MgSO4· 2O 7H KH2PO4 KI H3BO3 MnSO4· 2O 4H ZnSO4· 2O 7H Na2MoO4· 2 2H O 2· 2O CoCl 6H 数量(mg/l) 1650 1900 440 370 170 0.83 6.2 22.3 8.6 0.25 0.025 组成成分 Na2-EDTA FeSO4· 2O 7H CuSO4· 2O 5H 蔗糖 pH 肌醇 烟酸 盐酸吡哆醇 甘氨酸 盐酸硫铵等 数量(mg/l) 37.3 27.8 0.025 30 5.8 100.0 0.5 0.5 2.0 0.4
(3)激素母液的配制: 根据各种激素的使用浓度配制适宜的母液,用 万分之一天平称取激素,溶剂溶解后加水定容。 生长素类、赤霉素类及脱落酸等用95%乙醇溶 解;细胞分裂素类用1N HCl或1N NaOH溶解。
通常激素母液浓度生长素类为0.1~0.5 mg/ml, 细胞分裂素母液浓度为0.2~1.0 mg/ml.
4、脱落酸(ABA): 促进休眠、衰老和脱落。组织培养中较 少使用,主要用于调节激素平衡,促进形 态建成。
5、乙烯: 主要促进衰老和脱落,高浓度易形态变化。
(四)碳源: 碳源主要为细胞提供合成新化合物的骨架, 为细胞的呼吸代谢提供底物与能源,此外还能 维持一定的渗透压。 常用的碳源主要是蔗糖,使用浓度在2-5 %,此外果糖、葡萄糖、麦芽糖、山梨糖、甘 露糖及可溶性淀粉等也常用于植物组织培养。 糖浓度高低直接影响形态建成。
灭菌前检查灭菌锅内水量是否充足, 然后将培养基放于灭菌锅内,改好盖,关 闭放气阀,打开电源,加热升温。 2、排气:
当温度升至0.5kg/cm2时,打开放气阀 彻底排出锅内冷空气。然后关闭放气阀, 促使压力继续上升。
3、温度控制:
当锅内压力升至1.1kg/cm2时,计时15-20 分钟,计时结束后,关闭电源。
用品包括不同型号的烧杯(2000ml、1000ml、 100ml),容量瓶(1000ml、500ml、100ml)、移 液管(10ml、5ml、2ml、1ml)、试剂瓶若干 (1000ml、250ml)、移液器(1000ul、200ul)滴 灌、玻璃棒、试管、各种规格三角瓶(150ml、 100ml、50ml)、培养基分装器,漏斗、称量纸、标 签纸、不同范围pH试纸、铅笔等。 玻璃器皿用前清洗干净。
2、细胞分裂素类: 促进细胞分裂和扩大,促进茎增促,抑制茎 伸长;诱导芽的分化、促进侧芽萌发;延缓衰 老。 常用细胞分裂素有BA、KIN、ZT、2ip等。
此外近年来发现苯基脲衍生物具有非常高的细 胞分裂素活性,在多种植物上应用。
如TDZ,CPPU,4-PU等。
3、赤霉素类: 主要具有诱导茎的细胞伸长,对根无效;对 形成层细胞分化有影响,与生长素协同作用; 可以诱导离体成花;打破休眠等功能。 常用GA3、GA4等。
(三)植物生长调节物质: 植物激素是植物新称代谢中产生的天然 化合物,它能以极微小的用量直接影响植 物细胞的分化、分裂以及发育,影响植物 的形态建成、开花、结实、成熟、衰老脱 落、休眠、萌发等生理活动。 在植物组织培养中,主要通过植物激素 及生长调节物质对离体的组织、器官的形 态发生进行调控。包括诱导细胞分裂、愈 伤组织的生长、根芽的分化以及体细胞胚 胎发生等。
第二节 培养基的组成、配制与灭菌
一、培养基的组成和作用
培养基(medium)是植物组织培养的重要材料, 是外植体生长的营养物质,只有配制出适宜的培养 基,才能使组织培养获得成功。 通常植物组织培养所用培养基包括以下六大类 成分,即矿质营养、有机成分、植物生长调节剂、 碳源、琼脂以及其他附加物等。 培养基的主要指标是营养成分及植物生长调节 物质的浓度。
(六)有机附加物: 1、椰子汁:
用量为100~200g/L。
2、香蕉泥:
使用量为150~200g/L。
3、苹果汁、番茄汁等。
(七)其他成分: 1、活性炭:
使用量为0 .2-1%。
2、抗生素: 常用青霉素、链霉素、庆大霉素等,用 量在5~20mg/L。
3、抑制酚类物质形成的物质: (1)抗坏血酸:
表3 N6培养基的组成和配方 组成成分 数量(mg/l) KNO3 2.3 CaCl2· 2O 2H 166 MgSO4· 2O 7H 185 KH2PO4 400 (NH4)2SO4 463 KI 0.8 H3BO3 1.6 MnSO4· 2O 4H 4.4 ZnSO4· 2O 7H 1.5 组成成分 Na2-EDTA FeSO4· 2O 7H 蔗糖 pH 烟酸 盐酸吡哆醇 甘氨酸 盐酸硫铵 (mg/l) 37.3 27.8 50 5.8 0.5 0.5 2.0 1.0
四、培养基的配制:
1、量取母液:营养元素和激素。 2、称量蔗糖、琼脂,放入600ml左右蒸馏水的 锅内,电路上加热,使琼脂溶化。 3、加入母液,混合均匀,调整pH值。
4、分装入瓶,每瓶40-50ml。
5、封口:用4-6层称量纸封口,之后灭菌备用。
五、培养基的灭菌(高压蒸汽灭菌): 1、加热:
表2 B5培养基的组成和配方 组成成分 数量(mg/l) KNO3 2500 CaCl2· 2O 2H 150 MgSO4· 2O 7H 250 (NH4)2SO4 134 KI 0.75 H3BO4 3.0 MnSO4· 2O 4H 10 ZnSO4· 2O 7H 2.0 Na2MoO4· 2 2H 0.25 O CoCl2· 2O 6H 0.025 Na2-EDTA 37.3 组成成分 FeSO4· 2O 7H CuSO4· 2O 5H 蔗糖 pH 肌醇 烟酸 盐酸吡哆醇 激动素 2,4-D 盐酸硫铵 数量(mg/l) 27.8 0.025 40 5.5 100 1.0 1.0 0.1 0.1-1.0 10
4、出锅:
当灭菌锅自然冷却后,取培养基,放置 于接种室备用。
六、培养基的保存:
1、防尘: 防治灰尘污染。 2、避光:吲哚乙酸等易于分解,要注意遮光。 3、恒温:4 oC可保存3-6周,室温下两周内用 完。
4。定期更新:不易长期保存。
20050913
(五)琼脂: 琼脂作为固化剂用于组织培养中,起支持植 物的作用,不提供营养,为海藻中提取的一种高 分子化合物,仅溶于热水(90 oC以上),成为凝 胶,冷却后(40 oC以下)即凝固为凝胶。
琼脂的用量通常在4~10g/L.
琼脂是组织培养培养基中主要的成本支出,约 占80%。
琼脂的凝固能力除与原料、厂家的加工工艺 有关外,还受高压灭菌时的温度、时间以及pH 影响。
2、药品及蒸馏水准备:
药品采用分析纯或化学纯试剂。 水利用蒸馏水或去离子水。
3、母液配制:
(1)配制母液原则: 相同类型的试剂混合; 易形成沉淀的药品分开; 母液浓度要适宜;
用量要认真计算和核对;
药品要准确称量。
(2)MS培养基母液的配制: MS培养基母液根据试剂特性通常配成四种母液, 即大量元素母液(10或20倍)、微量元素母液(100 或1000倍)、Fe盐(100倍)、有机物(100倍)。 配置前先进行根据培养基组成和配制体积计算母 液试剂用量,然后称取药品,大量元素可以用百分 之一或千分之一天平,微量元素,铁盐和有机物用 万分之一天平称量。
(一)矿质营养: 矿质营养又称无机营养,是指植物生 长发育所需要的各种化学元素。
矿质元素的生理作用: (1)组成各种化合物,成为结构物质; (2)构成特殊物质,参与代谢; (3)维持离子平衡、胶体稳定及电荷平衡等 电化学作用; (4)影响形态发生和组织、器官的建成等。
根据植物对元素的吸收量,可以把植物必需元素 分为大量元素和微量元素。 国际植物生理学会建议将植物所需浓度大于0.5 mmol/l的的元素称为大量元素。低于0.5 mmol/l的 元素称为微量元素。 根据此规则大量元素种类包括C、H、O、N、P、K、 Ca、Mg、S。其中C、H、O为气体元素,其余六种为矿 质元素,分别占植物干重的百分数为18%、10%、70 %、0.3%、0.07%、0.3%、0.3 %、0.07%、0.05%。
以MS为例6中矿质元素分别由KNO3、NH4NO3、KH2PO4、 MgSO4.7H2O、CaCl2 . 2H2O提供。
大量元素中的氮通常采用硝态氮或铵态氮的形 式被使用,但铵态氮浓度过高会对有些植物培养物 造成伤害,不适宜使用过高的浓度。而常用MS培养 基中既有硝态氮又有铵态氮。
2、微量元素: 植物组织的对其需要量极少,过多会产生 毒害,如造成蛋白质变性、酶系失活。代谢 障碍等。 各种微量元素均具有特定的生理功能,如 硼与蛋白质的合成及糖类的运输有关;铜能 促进离体根的形成;锰参与植物的光合作用 和呼吸作用;钼为氮素代谢的重要元素。
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