指把培养材料放在培养室(有光照、温度条件)里,使之生长,分裂和分化形成愈伤组织或进一步分化成再生植株的过程。
1.培养方法
(1)固体培养法
即用琼脂固化培养基来培养植物材料的方法。是现在最常用的方法。虽然该方法设备简单,易行,但养分分布不均,生长速度不均衡,并常有褐化中毒现象发生。
(2)s体培养法
即用不加固化剂的液体培养基培养植物材料的方法。由于液体中氧气含量较少,所以通常需要通过搅动或振动培养液的方法以确保氧气的供给,采用往复式摇床或旋转式摇床进行培养,其速度一般为50-100r/min,这种定期浸没的方法,既能使培养基均一,又能保证氧气的供给。
2.培养步骤
(1)初代培养
初代培养旨在获得无菌材料和无性繁殖系。即接种某种外奶搴螅最初的几代培养。初代培养时,常用诱导或分化培养基,即培养基中含有较多的细胞分裂素和少量的生长素。初代培养建立的无性繁殖系包括:茎梢、芽丛、胚状体和原球茎等。根据初代培养时发育的方向可分为:
1)顶芽和腋芽的挠采用外源的细胞分裂素,可促使具有顶芽或没有腋芽的休眠侧芽启动生长,从而形成 一个微型的多枝多芽的小灌木丛状的结构。在几个月内可以将这种丛生苗的一个枝条转接继代,重复芽――苗增殖的培养,并且迅速获得多数的嫩茎。然后将一部分嫩茎转移到生根培养基上,就能得到可种植到土壤中去的完整的小植株。一些木本植物和少数草本植物也可以通过这种方式来进行再生繁殖,如月季、茶花、菊花、香石竹等等。这种繁殖方式也称作微型扦插,它不经过发生愈伤组织而再生,所以是最能使无性系后代保持原品种特性的一种繁殖方式。
适宜这种再生繁殖的植物,在采样时,只能采用顶芽、侧芽或带有芽的茎切段,其他如种子萌发后取枝条也可以。
茎尖培养可看作是这方面较为特殊的一种方式。它采用极其幼嫩的顶芽的茎尖分生组织作为外植体进行接种。在实际操作中,采用包括茎尖分生组织在内的一些组织来培养,这样便保证了操作方便以及容易成活。
用靠培养定芽得到的培养物一般是茎节较长,有直立向上的茎梢,扩繁时主要用切割茎段法,如香石竹、矮牵牛、菊花等。但特殊情况下也会生出不定芽,形成芽丛。
2)不定芽的发育在培养中由外植体产生不定芽,通常首先要经脱分化过程,形成愈伤组织的细胞。然后,经再分化,即由这些分生组织形成器官原基,它在构成器官的纵轴上表现出单向的极性(这与刈刺宀煌)。多数情况下它先形成芽,后形成根。
另一种方式是从器官中直接产生不定芽,有些植物具有从各个器官上长出不定芽的能力如矮牵牛、福禄考、悬钩子等。当在试管培养的条件下,培养基中提供了营养,特别是提供了连续不断植物激素的供应,使植物形成不定芽的能力被大大地激发起来。许多种类的外植体表面几乎全部为不定芽所覆盖。在许多常规方法中不能无性繁殖的种类,在试管条件下却能较容易地产生不定芽而再生,如柏科,松科,银杏等一些植物。许多单子叶植物储藏器官能强烈地发生不定芽,用臼狭燮的切块就可大量形成不定鳞茎。
在不定芽培养时,也常用诱导或分化培养基。用靠培养不定芽得到的培养物,一般采用芽丛进行繁殖,如非洲菊、草莓等。
3)体细胞胚状体的发生与嫌体细胞胚状体类似于合子胚但又有所不同,它也通过球形、心形、鱼雷形和子叶形的胚胎发育时期,最终发育成小苗。但它是由体细胞发生的。胚状体可以从愈伤组织表面产生,也可从外植体表面已分化的细胞中产生,或从悬浮培养的细胞中产生,也可从外植体表面已分化的细胞中产生匣虼有浮培养的细胞中产生。
(2)继代培养
在初代培养的基础上所获得的芽、苗、胚状体和原球茎等,数量都还不多,它们需要进一步增殖,使之越来越多,从而匣涌焖俜敝车挠攀啤
继代培养是继初代培养之后的连续数代的扩繁培养过程。旨在繁殖出相当数量的无根苗,最后能达到边繁殖边生根的目的。继代培养的后代是按几何级数增加的过程。如果以2株苗为基础,那么经10代将生成210株苗。
继代培养中扩繁的方法包括:切割茎段、分离芽丛、分离胚状体、分离原球茎等。切割茎段常用于有伸长的茎梢、茎节较明显的培养物。这种方法简便易行,能保持母种特性。培养基常是MS0基本培养基;分离芽丛适于由愈伤组织生出的芽<。培养基常是分化培养基。若芽丛的芽较小,可先切成芽丛小块,放人MS0培养基中,待到稍大时,再分离开来继续培养。
增殖使用的培养基对于一种植物来说每次几乎完全相同.由于培养物在接近最良好的环境条件,营养供应和激素调控下,排除了其他生物的竞争,所以能够按几何级数增殖;在快速繁殖中初代培养只是一个必经的过程,而继代培养则是经常性不停的进行过程。但在达到相当的数量之后,则应考虑使其中一部分转入生根阶段。从某种意义上讲,增殖只是贮备母株,而生根才是增殖材料的分流,生产出成品