植物經(jīng)組織培養(yǎng)的再生途徑有哪兩種？

【專家解說(shuō)】：植物組織培養(yǎng)技術(shù) 上世紀(jì)30年代white首次由番茄根建立了第一個(gè)活躍生長(zhǎng)的無(wú)性繁殖系，驗(yàn)證了l902年Haberlandt提出的植物細(xì)胞全能性的理論。所謂植物細(xì)胞全能性就是每個(gè)植物細(xì)胞就像一粒種子，在適宜條件下具有發(fā)育成完整植株的潛力。20世紀(jì)50年代——誘導(dǎo)培養(yǎng)銀膠菊愈傷組織得到天然橡膠從胡蘿卜體細(xì)胞培養(yǎng)出完整植株。從曼佗羅花藥培養(yǎng)出單倍體植物從而證實(shí)了植物細(xì)胞“全能性”的存在，為后來(lái)植物細(xì)胞工程及其在各領(lǐng)域中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 運(yùn)用組織培養(yǎng)方法可以在比較簡(jiǎn)單易觀察的條件下研究細(xì)胞、組織或器官的繁殖、生長(zhǎng)和分化，以及各種外界因素對(duì)它們的影響，從而為解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和藥物生產(chǎn)中的某些問(wèn)題開(kāi)辟了廣闊的前景。 1. 概念 2. 發(fā)展與成果例證 3. 培養(yǎng)基的組成和配制 4. 培養(yǎng)條件 5. 培養(yǎng)材料及處理方法 6. 技術(shù)流程 1. 概念 廣義概念： 在無(wú)菌條件下，將離體的植物器官(如根尖、莖尖、葉、花、未成熟的果實(shí)、種子等)、組織(如形成層、花藥組織、胚乳、皮層等)、細(xì)胞(如體細(xì)胞、生殖細(xì)胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生質(zhì)體(如脫壁后仍具有生活力的原生質(zhì)體)，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培長(zhǎng)養(yǎng)條件，誘發(fā)產(chǎn)生愈傷組織，或潛伏芽等，或成完整的植株，統(tǒng)稱為植物組織培養(yǎng) 狹義概念： 利用植物外植體在固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)，獲得愈傷組織或完整植株，即為植物組織培養(yǎng)，也稱離體培養(yǎng)或外植體培養(yǎng)。根據(jù)外植體來(lái)源和培養(yǎng)對(duì)象的不同，又分為植株培養(yǎng)、胚胎培養(yǎng)、器官培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)等 2. 發(fā)展與成果例證 貝母——原來(lái)繁殖率非常低，而用組織培養(yǎng)分化出的三個(gè)月左右的鱗莖，其大小就相當(dāng)于用種子繁殖二年生的鱗莖 羅漢果——通常用壓蔓繁殖，繁殖系數(shù)低、易退化且需2年以上才能結(jié)果，再生體系建成后，其組培苗當(dāng)年座果率就達(dá)80%以上 從60年代開(kāi)始的我國(guó)中藥離體培養(yǎng)和試管繁殖研究，到目前為止已有200多種藥用植物經(jīng)離體培養(yǎng)獲得試管植株，如貝母、百合、黃芩、紅豆杉、桔梗等。其中已有相當(dāng)一部分藥材可利用試管繁殖技術(shù)繁殖培育種苗，如羅漢果、苦丁茶、蘆薈、懷地黃、枸杞、金線蓮等。 3. 培養(yǎng)基的組成和配制 化學(xué)合成培養(yǎng)基大致由6種成分組成：（1）糖類（2）多種無(wú)機(jī)鹽類（3）微量元素（4）氨基酸、酰胺、嘌呤（5）維生素（6）生長(zhǎng)素。此外，有些培養(yǎng)基還可添加天然的汁液，如椰子汁、酵母提取液、水解酪蛋白、麥芽浸出液等，培養(yǎng)基中如加入0．5～1％的瓊脂即為靜止培養(yǎng)的固體培養(yǎng)基，否則為懸浮培養(yǎng)的液體培養(yǎng)。不同植物材料常需要改變配方如維持生長(zhǎng)和誘導(dǎo)細(xì)胞分裂分化的培養(yǎng)基配方就不同，因此配方的種類很多。目前以MS（Murashige and Skoog）培養(yǎng)基配方為最常用的一種基本培養(yǎng)基，其特點(diǎn)是有利于一般植物組織和細(xì)胞的快速生長(zhǎng)。 4. 培養(yǎng)條件 溫度： 對(duì)大多數(shù)植物組織20～28℃即可滿足生長(zhǎng)所需，其中26～27℃最適合 光： 組織培養(yǎng)通常在散射光線下進(jìn)行。光的影響可導(dǎo)致不同的結(jié)果。有些植物組織在暗處生長(zhǎng)較好，而另一些植物組織在光亮處生長(zhǎng)較好，但由愈傷組織分化成器官時(shí)，則每日必須要有一定時(shí)間的光照才能形成芽和根。有些次生物質(zhì)的形成，光是決定的因素。 滲透壓： 滲透壓對(duì)植物組織的生長(zhǎng)和分化很有關(guān)系。在培養(yǎng)基中添加食鹽、蔗糖、甘露醇和乙二醇等物質(zhì)可以調(diào)整滲透壓。通常1～2個(gè)大氣壓可促進(jìn)植物組織生長(zhǎng)，2個(gè)大氣壓以上時(shí)，出現(xiàn)生長(zhǎng)障礙，6個(gè)大氣壓時(shí)植物組織即無(wú)法生存。 酸堿度： 一般植物組織生長(zhǎng)的最適宜pH為5～6．5。在培養(yǎng)過(guò)程中pH可發(fā)生變化，加進(jìn)磷酸氫鹽或二氫鹽，可起穩(wěn)定作用。 通氣： 懸浮培養(yǎng)中植物組織的旺盛生長(zhǎng)必須有良好的通氣條件。小量懸浮培養(yǎng)時(shí)經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)或振蕩，可起通氣和攪拌作用。大量培養(yǎng)中可采用專門(mén)的通氣和攪拌裝置。 5. 培養(yǎng)材料及處理方法 從低等的藻類到苔蘚、蕨類、種子植物等高等植物的各類、各部分都可采用作為組織培養(yǎng)的材料。一般裸子植物多采用幼苗、芽、韌皮部細(xì)胞；被子植物多采用胚、胚乳、子葉、幼苗、莖尖、根、莖、葉、花藥、花粉、子房和胚珠等各個(gè)部分。 材料必須進(jìn)行滅菌處理。一般用漂白粉溶液（1～10％）、次氯酸鈉溶液（0．5～10％）、升汞溶液（0．01％）、乙醇（70％）或過(guò)氧化氫（3～10％）等處理后，再用無(wú)菌水反復(fù)沖洗至凈，然后在無(wú)菌室內(nèi)，將所取的組織迅速置入固體培養(yǎng)基。 6. 技術(shù)流程 （1）無(wú)菌培養(yǎng)的建立：任何植物細(xì)胞或組織培養(yǎng)體系的建立，都必須采制適宜的外植體。 （2）誘導(dǎo)外植體生長(zhǎng)與分化：將外植體放在培養(yǎng)基里，培養(yǎng)基中含有植物組織正常生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)和促使植物進(jìn)行分化的激素，促使外植體開(kāi)始分化出新芽。 （3）愈傷組織的形成：在組織培養(yǎng)中，受傷組織切口表面在適宜條件下長(zhǎng)出的一種脫分化的組織堆塊，稱為愈傷組織（Callus）。此種愈傷組織在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基上經(jīng)一定時(shí)間即能誘導(dǎo)生長(zhǎng)成整株植物。因此愈傷組織既可是某種植物代謝產(chǎn)物的來(lái)源，又可是誘導(dǎo)成株的主要途徑之一。 （4）促進(jìn)中間繁殖體的增殖：在第二階段培養(yǎng)的基礎(chǔ)上所獲得的芽、苗、胚狀體和原球莖等等，數(shù)量都還不多，也難以種植到栽培介質(zhì)中去，這些培養(yǎng)的材料可統(tǒng)稱為中間繁殖體，它們需要進(jìn)一步培養(yǎng)增殖，使之越來(lái)越多，才能發(fā)揮快速繁殖的優(yōu)勢(shì)。 （5）壯苗和生根：在材料增殖到一定數(shù)量后，就使部分培養(yǎng)物分流，進(jìn)入壯苗與生根途徑。在生根壯苗培養(yǎng)基上，大多數(shù)植物要分離成單苗，有的可分成小叢苗。轉(zhuǎn)移培養(yǎng)后應(yīng)停止增殖，迅速生根，同時(shí)苗也長(zhǎng)高，便于以后移栽。 （6）試管苗出瓶種植與苗期管理：經(jīng)過(guò)上面幾個(gè)階段，小苗已生根成為完整的再生植株，可以被移植到土壤里了。在這個(gè)階段，濕度要求很高，以使它們適應(yīng)新的環(huán)境。每天將蓋在植株上的罩子移開(kāi)一點(diǎn)，整個(gè)過(guò)程大約兩個(gè)星期，讓植物慢慢適應(yīng)外界環(huán)境。