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植物组织培养常用培养基的成分

6.Mo ─ 是硝酸還原酶和鉬鐵蛋白的金屬成分。 7.Cl ─ 是光合作用及水解過程的活化劑,能促
進氧的釋放和NADP(輔酶)的還原。
由於Fe元素很不安定,很容易產生沉澱, 因此在配製培養基時,常將FeSO4與嵌合劑 乙二胺四乙酸鈉(Na2EDTA)先分別配成溶液, 再相互混合成嵌合鐵,以防止沉澱,並幫 助植物吸收。
為了使用方便,無論是大量元素還是微量 元素,都要先配製成母液(Stock solution),並貯存在4℃的冰箱中。
常用的微量元素分列如下:
鐵(Fe):FeSO4。
鋅(Zn): ZnSO4 。
銅(Cu):CuSO4。
鈷(Co):CoCl2 。
鉬(Mo):Na2Mo4。
鋁(Al):AlCl3 。
鎳(Ni):NiCl2。
2.有機營養成分 ─ 包括維生素来自氨基酸。 3.植物生長調節物質 ─ 包括植物激素及植
物生長調節劑。 4.碳水化合物(醣類)。 5.其他 ─ 部分培養基會添加活性碳、滲透調
節劑或天然植物組織提取物,如椰子水等。 6.固定劑,如洋菜。
一、無機營養成分
無機營養成分就是植物所需的礦物質或無機元素 對植物的生長、發育產生非常重要的作用。如: 1.氮(N)、硫(S)、磷(P)是蛋白質、氨基酸、核酸 和許多生物酶主要的組成份,其與上述物質的結 構、功能、活性有不可或缺的關係。 2.N佔蛋白質含量的16-18%,是植物的生命元素; P是高能化合物ATP的主要成份,在能量代謝及生 物合成中扮演重要角色,P也是DNA的組成份之 一,與生物的遺傳、代謝及生長發育有直接的關 係。
3.K在纖維素、木質素的合成過程中扮演重 要角色,也是體內多種酶的活化劑,K元素 充足能使莖桿堅韌,植株強壯。
4.S是胱氨酸及甲硫氨酸等含硫氨基酸的主 要成分,與蛋白質的合成有關。
5.鎂(Mg)是葉綠素分子結構的一部分,缺鎂 則葉綠素合成受阻,植物無法進行光合作用; Mg也是染色體的組成分,參與細胞的分裂過 程。
沒有任何一種培養基可以適合所有類型的植物, 或其組織器官,也沒有任何一種培養基可適合同 一種植物各階段的生長及發育,目前所使用的培 養基都是在前人研究的基礎上經過綜合分析及改 進而成的。
目前所使用的各種培養基,其主要成分大致可將 其分劃分為幾大類,包括:
1.無機營養成分 ─ 含大量元素、微量元素 及鐵鹽。
第三章 植物組織培養常用的成分培養基
培養基的成分直接關係到培養物的生 長及分化,因此了解培養基的成分、特點 及其配製對實驗的成功與否至關重要。自 然狀態下生長的綠色植物由於能進行光合 作用,並能合成自身生長發育所需的有機 成分及生長因子,因此只要吸收土壤中的 無機礦物元素就能正常的生長。
進行植物組織培養時,由於只是切取植物體的一 部分,他們無法合成生長發育所需的全部物質 , 加上人們對植物體的各種組織和器官所需營養成 分的了解不多,因此對培養基組成分的探索曾走 過一段漫長極艱辛的路程。
三.植物生長調節物質
植物生長調節物質是一類調節植物生長發 育的物質。植物生長物質可分為兩類;其 一為植物激素,另一類是植物生長調節劑。 植物激素是指自然狀態下,在植物體內合 成,並可運送到植物的其他部位來調節植 物生長與分化的微量(1μmole/L以下)有機物。 植物生長調節劑是指一些具有植物激素活 性的物質。
活化醣解作用以及作為三羧酸循環中某 些酶的活化劑。
3.B ─ 能促進糖的運輸,影響植物花器的發育 和受精作用,還具備抑制有毒酚化合物的形 成。缺B時細胞分裂停滯,癒傷組織表現老化 現象。
4.Zn ─是吲哚乙酸生物合成的必需元素,也是 谷氨酸脫氫酶、乙醇脫氫酶的活化劑。
5.Cu ─是細胞色素氧化酶、多酚氧化酶的成 分,可影響細胞的氧化還原反應。
(一)大量元素 ─ 常用大量元素分列如下:
1.氫(H)、碳(C)、氧(O):H2O、糖。 2.氮(N):(NH4)2SO4、NH4H2PO4、KNO3、
Ca(NO3)2及NH4NO3等。 3磷(P):KH2PO4、NH4H2PO4及NaH2PO4等。 4.鉀(K):KNO3 及KCl。 5.鈣(Ca):CaCl2及Ca(NO3)2 。 6.鎂(Mg):MgSO4及MgCl2。 7.硫(S):各種硫酸鹽。
植物生長調節物質既可以刺激植物生長, 也可抑制植物的生長,對植物生命活動起 真正的調節作用。在植物組織培養中使用 的生長調節物質主要有生長素(Auxins)和 細胞分裂素(Cytokinin),少數培養基中還 添加徒長激素(激勃素GA3)、離酸(abscisic acid)及乙烯(ethylene)等。
6.鈣(Ca)是細胞壁的組成份,同時與糖的運 轉有關,缺乏時細胞壁形成受阻,幼苗腐爛 壞死。Ca也是細胞中重要的信息分子,能活 化各種酶,以調節植物對環境的改變。
7.根據植物對不同元素需要量的多寡,而將 元素區分為大量元素及微量元素,大量元素 在培養基中的濃度大於0.5mmol/L,而微量 元素的濃度則小於0.5mmol/L。
(二)微量元素
培養基中的微量元素包括鐵(Fe)、錳(Mn)、銅 (Cu)、鋅(Zn)、氯(Cl)、硼(B)、鉬(Mo)等。這些 元素有的能影響蛋白質及酶的活性,有的參與生 物新陳代謝的調節或參與某個生命活動的過程。 例如: 1. Fe ─ 是酶的重要組成份也與葉綠素的成分有
關,缺鐵時細胞分裂停止。 2. Mn ─ 在葡萄糖分解過程中扮演重要角色,能
碘(I):KI 。
錳(Mn):MnSO4 。
硼(B):H3BO3 。
二.有機營養成分
有機營養成分包括維生素及氨基酸等。維生素在某 些酶系統中具有催化作用,能加速酶功能的發揮, 硫氨素(Thiamin,維生素B1)幾乎是所有植物都需 要的維生素,缺少維生素B1時離體培養的根就不能 生長。鹽酸呲哆醇(Pyrodoxin,維生素B6)和烟酸 (Nicotinic acid,維生素F)可刺激植物的生長。 此外,一般會用到的維生素還包括維生素A,抗壞 血酸(Ascorbic acid,維生素C)、維生素H(Biotin) 及葉酸(Folic acid,維生素H)等,其中ascorbic acid可防止維生素B1氧化而失去作用,並可延緩培 植體的褐化;葉酸在光培養下可促進組織增殖,但 在暗培養下則呈抑制的現象。
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