植物組織無糖培養(yǎng)有何途徑

　　總結(jié)了植物組織無糖培養(yǎng)的5種途徑和方法，包括透氣蓋法、強(qiáng)制換氣法、化學(xué)物質(zhì)添加法、二氧化碳捕集劑法和特殊裝置培養(yǎng)法，接下來小編簡(jiǎn)單介紹一篇優(yōu)秀植物論文。

　　傳統(tǒng)植物組織培養(yǎng)，依靠添加的糖進(jìn)行異養(yǎng)或提供能量，致使植物在培養(yǎng)中葉片退化，葉片表皮結(jié)構(gòu)發(fā)育差，氣孔開閉功能差，葉片變小，葉綠素含量降低，出現(xiàn)白化苗等現(xiàn)象，使植物光合作用受到抑制。植物組織無糖培養(yǎng)自20世紀(jì)90年代末，由日本環(huán)境控制專家古在豐樹教授提出，經(jīng)過近20年的發(fā)展和摸索，植物無糖培養(yǎng)基本形成了5種途徑和辦法。植物組織的無糖培養(yǎng)實(shí)質(zhì)上是植物組織培養(yǎng)的光合自養(yǎng)，這種培養(yǎng)方式的改進(jìn)能夠提高植物組培試管苗葉片光合作用能力，能夠解決組培苗易污染、玻璃化、煉苗難度大、難生根的問題，為植物組培產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供了極為重要的思路和途徑。

　　1透氣蓋法

　　在植物組培常規(guī)培養(yǎng)中，會(huì)有培養(yǎng)植株徒長(zhǎng)、弱小、玻璃化、難生根等問題，尤其是應(yīng)用現(xiàn)代材料制成的塑料瓶，加之瓶蓋不透氣，在生產(chǎn)中造成試管苗質(zhì)量差、煉苗不易成活的現(xiàn)象尤其突出。此時(shí)換用相應(yīng)尺寸的透氣瓶蓋有利于改善瓶?jī)?nèi)氣體環(huán)境，促進(jìn)植物組織培養(yǎng)在異養(yǎng)狀態(tài)逐步向自養(yǎng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變，使植物在繼代培養(yǎng)中同時(shí)具備異養(yǎng)、自養(yǎng)兩種狀態(tài)和能力，植物試管苗葉片氣孔功能不至于退化，及早喚醒無糖培養(yǎng)光合自養(yǎng)能力，鍛煉植物葉片氣孔的閉合、開張能力，為壯苗生根提供自養(yǎng)光合產(chǎn)物，為煉苗過渡奠定良好的無糖培養(yǎng)光合自養(yǎng)基礎(chǔ)。試驗(yàn)采用普朗特生物的單孔透氣蓋、北京振泰的5檔透氣蓋，在培養(yǎng)的紅掌、竹芋、大花蕙蘭、高山杜鵑、河北楊、鈣果、薰衣草、玉簪、馬鈴薯、草莓、美國紅櫨、紅葉椿等組培苗中都取得了比較好的實(shí)質(zhì)性生產(chǎn)植物組織無糖培養(yǎng)效果。利用透氣蓋，常規(guī)環(huán)境無糖培養(yǎng)，二氧化碳自然彌漫，尤其是5檔透氣蓋，可以根據(jù)瓶?jī)?nèi)的水汽狀態(tài)、苗木壯實(shí)程度進(jìn)行自由調(diào)節(jié)。比如，培養(yǎng)初期瓶?jī)?nèi)濕度大，可以開成5檔，培養(yǎng)15d左右，可以關(guān)上2檔，使水汽和空氣中的二氧化碳相協(xié)調(diào)，利于組培苗葉片進(jìn)行光呼吸無糖培養(yǎng)鍛煉，加強(qiáng)光合自養(yǎng)能力，實(shí)現(xiàn)良好的壯苗生根與過渡煉苗。

　　2強(qiáng)制換氣法

　　強(qiáng)制換氣法適于封閉換氣比較好的組培室，用二氧化碳?xì)馄拷o整個(gè)培養(yǎng)室充氣，以便使二氧化碳濃度高于普通空氣中的濃度，通過瓶蓋透氣孔彌漫到植物組培葉片，光合作用的二氧化碳濃度向光飽和點(diǎn)接近，促使植物組織無糖培養(yǎng)、光合自養(yǎng)，促進(jìn)植物正常發(fā)育形成完整植株。這種方法更適合煉苗過渡的試管苗，可以直接打開瓶蓋，讓組培苗葉片在適宜的二氧化碳濃度中最大程度的無糖培養(yǎng)，進(jìn)行光合作用，并逐步提高光照強(qiáng)度，達(dá)到光飽和點(diǎn)，最大限度地積累光合產(chǎn)物，使苗木更加健壯、更有利于組培煉苗向自然狀態(tài)過渡。

　　3化學(xué)物質(zhì)添加法

　　配置利于光合作用的化學(xué)物質(zhì)做培養(yǎng)基，通過植物組織吸收，促進(jìn)植物組織無糖培養(yǎng)。例如在培養(yǎng)基中添加一定濃度的谷氨酸，谷氨酸在生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)代謝過程中占重要地位，參與植物的許多重要化學(xué)反應(yīng)。通過一系列的生化反應(yīng)增加葉綠素a的含量，降低氣孔限制值，提高吸收光強(qiáng)的能力，更有利于植物組培光合作用向無糖培養(yǎng)轉(zhuǎn)變[1,2]。這種方法是最直接、最好控制的方法，可以配合透氣蓋法實(shí)現(xiàn)異養(yǎng)和自養(yǎng)兩種狀態(tài)，更進(jìn)一步加速促進(jìn)植物組織培養(yǎng)生長(zhǎng)速度。當(dāng)然利于植物無糖培養(yǎng)光合自養(yǎng)的硫酸亞鐵、硫酸錳、硝酸鉀、維生素類等都是必不可少的，都可促進(jìn)光合代謝產(chǎn)物的合成。

　　4二氧化碳捕集劑法

　　近年來二氧化碳捕集劑技術(shù)迅速發(fā)展，引起世界研究熱潮。以小球藻為核心的生物制劑安全可靠[3]，有利于噴施到植物莖葉上捕集空氣中的二氧化碳，提高濃度，進(jìn)而提高光合效率。此捕集劑也適于植物組織無糖培養(yǎng)，能夠促進(jìn)植物組織光合自養(yǎng)，可完全用于植物試管外生根、煉苗，將沒有生根或不易生根的微枝直接接種到培養(yǎng)基質(zhì)中，根據(jù)不同植物組織掌握二氧化碳飽和點(diǎn)，事先做好濃度試驗(yàn)，在微枝葉片上按一定濃度噴施，利于抑制暗呼吸，促進(jìn)光呼吸，并形成較高濃度無糖培養(yǎng)二氧化碳環(huán)境，不利于菌類和蟲害滋生，使植物組培微枝有充分的光合環(huán)境，促進(jìn)植物光合產(chǎn)物的充分形成，利于將養(yǎng)分輸送到基部，促進(jìn)根的進(jìn)一步發(fā)育形成，達(dá)到以葉促根的目的，最終形成植物組織無糖培養(yǎng)完整植株。

　　5特殊裝置培養(yǎng)法

　　經(jīng)過我國植物組織無糖培養(yǎng)專家肖玉蘭教授團(tuán)隊(duì)的不懈努力，研究成功了多代無糖培養(yǎng)成套裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)植物組織無糖培養(yǎng)的工廠化生產(chǎn)，而且比較穩(wěn)定。目前研制成功的最新裝置已獲得國家專利，由上海離草科技生產(chǎn)推廣。這套裝置一次性投入成本比較高，適合訂單比較穩(wěn)定的大企業(yè)配合煉苗出苗時(shí)做大規(guī)模生產(chǎn)使用，目前為國內(nèi)科研院所、生產(chǎn)企業(yè)裝配的這套裝置設(shè)備比較穩(wěn)定，由無糖培養(yǎng)基、培養(yǎng)盒、培養(yǎng)架、培養(yǎng)光源、充氣裝置、自控系統(tǒng)等組成，實(shí)現(xiàn)了難生根植物薔薇科蘋果、櫻桃、獼猴桃等經(jīng)濟(jì)作物的大規(guī)模穩(wěn)定生產(chǎn)。利用該裝置，一是生長(zhǎng)速度快，縮短了生產(chǎn)周期;二是接種效率高，對(duì)接種要求不嚴(yán);三是苗木商品率高，生長(zhǎng)整齊，是目前能夠大規(guī)模進(jìn)行無糖培養(yǎng)生產(chǎn)組培苗最穩(wěn)定的成套裝置。綜上所述，傳統(tǒng)植物組培培養(yǎng)的實(shí)質(zhì)是有糖異養(yǎng)，在植物初代培養(yǎng)和增殖方面具有重要作用，可增大植物基數(shù)，是不可替代的。植物組織無糖培養(yǎng)實(shí)質(zhì)是無糖光合自養(yǎng)，在植物壯苗、生根、煉苗、防止污染和玻璃化等方面具有重要作用。二者各有所長(zhǎng)，只有配合使用才能實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。建議上述5種方法，在實(shí)際植物組培生產(chǎn)中，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)量提前推算增殖基數(shù)，在傳統(tǒng)植物組培各階段中靈活掌握，配合使用，在組培苗煉苗移栽前，一定要用有糖和無糖兼用的方法，提前促進(jìn)微枝健壯，以便逐步過渡到植物組織無糖培養(yǎng)階段，最終實(shí)現(xiàn)完整健壯植株的自然生長(zhǎng)，達(dá)到理想的培養(yǎng)效果。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]吳有光,劉煥英.實(shí)用有菌環(huán)境植物組培快繁技術(shù)[M].北京:中國林業(yè)出版社,2018.

　　[2]孫剛忠,譚啟玲.聚-r-谷氨酸對(duì)小白菜生長(zhǎng)和光合作用的影響[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012,(2).

　　閱讀期刊：植物保護(hù)

　　《植物保護(hù)》(雙月刊)創(chuàng)刊于1963年，是由中國植物保護(hù)學(xué)會(huì)和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所共同主辦，中國科協(xié)主管的植保專業(yè)科技期刊。主要報(bào)道農(nóng)作物、果樹、園林、蔬菜、花卉、中草藥和牧草的病、蟲、草、鼠害的發(fā)生與防治，新農(nóng)藥、械應(yīng)用技術(shù)及現(xiàn)代植�？茖W(xué)的基礎(chǔ)理論研究和發(fā)展新動(dòng)向等內(nèi)容。本刊曾多次榮獲全國優(yōu)秀科技期刊，中國科協(xié)優(yōu)秀學(xué)術(shù)期刊獎(jiǎng)，2003年榮獲國家期刊獎(jiǎng)提名獎(jiǎng)，已被國內(nèi)外多個(gè)重要數(shù)據(jù)庫全文收錄。