1.[水] 水是生命所必不可缺少的,是細胞的組成成分之一。它使細 胞質呈腹體狀態、活化狀態;也是細胞中各種生理、生化反應的 介質,維持細胞一定滲透壓與膨壓的作用。並為植物機體提 供氫、氧元素。 2.[大量元素] 除碳、氫、氧元素外,尚有氮、磷、鉀、鎂、鈣、硫。它們 是植物細胞中構成核酸、蛋白質、酵素、葉綠體以及生物膜所必 不可缺少的元素。在培養基中常以kNO3,或Ca(NO3)2,那樣的硝 態氮來滿足培養物對氮素的需要,也有以硝態氮為主,補加 (NH4)2SO4。(氨態氮),滿足喜酸性植物的需要。 例如,適用於蘭花莖尖與種子萌發的培養基Vacin和Went( 1949)和KnudsonC(1946)培養基中就有(NH4)2SO4,。而MS培養基 主要以NH4NO3的形式,在培養基中既引入硝態氮,又引入氨態氮。 培養基中一定濃度的氮素不僅對於生長是必需的,也是胚胎發 生所必需的因素。 此外,氨基酸也曾作單一氮源加到培養基中,但效果不及 NO3-或NH4+經過一系列的反應,轉化成氨基酸,進而合成蛋白 ,成為植物細胞主要組成成分之一。 磷是植物必需元素之一,參與植物生命過程中的核酸合成、 蛋白質合成、光合作用、呼吸作用以及能量的儲存、轉化與釋 放等重要生理生化過程。因此,在組織培養中,培養物需要大量 的磷。鉀、鈣、硫、鎂等影響看培養物中的酵素活性的方向, 決定著新陳代謝過程。近年來培養基中的K的用量有提高的趨勢。 3.[微量元素] 係指植物對這些元素需量極微,而且多了有毒,但缺乏了又 會產生代謝障礙。 培養基中僅需添加低於10-5~10-7M (克分子濃度)即能 滿足需要,稍多即發生毒害(植物細胞酵素失活、代謝障礙、蛋 白質變性、導致組織死亡)。鐵是植物細胞色素C電子傳遞系統中 必不可缺小的成分,也是某些酵素的活性中心。因此缺鐵引起的 代謝障礙是很易理解的了。以往,培養基中加入FeSO4。,常因 pH升高,而形成Fe(OH)3,沉澱物,致使雖然培養基中有鐵,然後 因呈不可吸收態而引起缺鐵。近年來,Fe已與螯合劑(EDTA-Na2: 結合的形式加入,克服了這一現象,使得pH即使為7時,也不缺鐵。 其他微量元素(銅、鋁、鋅、蜢、鈷等)對植物生命活動都 有重要作用。銅有促進離體根生長作用。 缺銅會減少細胞色素a的水平,使粒線體對KCN敏感。鉬是合成 活躍的硝酸還原酵素所必不可缺少的元素,是固氮酵素的組成部 分,它還有防止葉綠素受破壞的作用。錳與植物呼吸作用、光合 作用有關。,硼與糖的運輸、蛋白質的合成有關。總之,微量元 素在生命活動過程中,以酵素系中的輔基形式起著重要的作用。 4.[蔗 糖] 糖類是植物培養物不可缺少的碳源和能源。其中蔗糖是最好 的碳源和能源,其次是葡萄糖和果糖,在培養基中加入一定濃度 的蔗糖,既可作碳源,又可維持一定的滲透壓(一般在1.5-4.0大 氣壓範圍內)。 因植物種類,培養物的不同,最適蔗糖濃為1.5-2.0%。癒傷組 織與不定芽分化用量為3%,花藥培養為3-12%等。 5.[維生素] 植物培養物自身具有合成維生素的能力,但還不能滿足快速生 長的需要。培養基中添加維生素能保證培養物健康快速生以長。 維生素在植物培養物的生長中起看重要作用。因為它們 co-facter的形式參與生物催化劑一系列的活動。 參與細胞的蛋白質、脂肪、糖代謝等重要生命活動。添加到 培養基中的維生素濃度約在0.1一10mg之間。培養基中添加的維 生素有毗喀醒、胭酸、硫胺素、生物素及泛酸鈣等,均屬B族維 生素。 肌醇沒有促進生長的作用,但有助於活性物質發揮作用的效果。 並參與糖代謝。所以它能促進培養基中加入lmg/l的肌醇,就 足以影響維生素B,(即硫胺素)的效應。植物組織能忍受較高含量 的肌醇,在含有1g/1的肌醇的培養基上,組織仍不失去活力。 通常肌醇的用量為50一100mg/l。 6.[氨基酸] 甘氨酸能促進離體根生長,對植物組織的生長有良好的作用。 丙氨酸能促進胚狀體形成。絲氨酸、谷氨鮮鞍有利於花藥的胚 狀體或不定芽分化。酪氯酸可不同程度地替代水解酪蛋白、或 水解乳蛋白的(LH)良好作用。CH、LH是多種氨基酸的混合物, 對於培養物的不定胚、不定芽的分化起著良好的促進作用。因 此,近年來培養基中常添加甘氨酸2~3mg/l。LH或CH:300- 20OOmg/l。 7.[其他天然生長促進物質] 在離體胚珠和胚培養中因採用天然生長促進物質,取得培養 成功。最常用的是椰子汁(CW),用量為100-150ml/L。在買不到 椰子的地區和國家的研究者,可用酵母提取液(YE)、柑桔汁、 蘋果提取液、番茄汁、麥芽提取液、黃瓜汁等替代椰子汁,也 能取得較好效果,但不能完全替代。 8.[植物激素] 植物激素對於培養中的培植體的形態建成(即不定芽、不定 胚、不定根、花芽等的分化),起著重要而明顯的作用。 其中影響最顯著的是生長素和細胞激動素(又稱細胞分裂素, 包括激動素、6-卡基腺票呤,玉米素、Zip等),通常認為 生長素細細胞激動素出值大時,有利於跟的形成;比值小時,則 促進芽的形成。 低濃度2,4-D有利於胚狀體分化,但妨礙胚狀體進一步發育。 NAA有於單子葉植物的分化,紖朵丁酸(IBA)誘導生根效果最佳。 因此,應根據不同植物的種、品種,不同的培植體,以及不同 的培養目標,採用不同種類的植物激素和不同配比,以便達到 預期的目的。 生長素最當用的有2,4-D、NAA、IBA、IAA。作用強弱的 的次序為2,4-D>NAA>lBA>IAA。 細胞激動素常用的有KT、BA、(z)玉米素、2ip,它們的作 用強弱依次序為玉米素>2ip>BA>KT。 細胞激動素具有促進細胞的分裂和分化,延遲組織的衰老, 並增強蛋白質的合成,抗頂端優勢促進側芽生長,細胞激動素還 能顯著地改變其他激素的作用。 GA(吉貝素)通常不利於芽的分化,但能促進已分化的芽的伸長 生長。ABA(離素)、CEDP(乙烯利),在試管繁殖中較少使用。 9.[瓊脂] 是從海藻中提取出來的一種凝腹性物質,植物細胞不能利用 它,並由於它具有無毒害,可塑性,遇熱液化,冷卻後固形化, 可使各種可溶性物質均勻地擴散分布等的特性。 至今仍是一較理想的固體支撐物。其他支撐物,例如玻璃纖 維、耐高溫泡沫塑料、濾紙橋或濾紙杯等均不能完全替代它。 一般用量為0.6一1.0% ,商品瓊脂以白色、潔淨、用量少 即能固化為佳。培養基pH偏酸,則用量酌量增加。加熱時間過長, 溫度過高均會影響固化。質量差的瓊脂(色黃、多雜質)在使用 前最好用蒸餾水洗滌,以減少其中無機鹽和可溶性有機物的含量。 為了得到更潔淨的瓊脂,可將乾瓊指450g放在容量6l的大瓶中, 加蒸餾水5l,20小時後濾去液體,用蒸餾水洗三次,再用95% 的酒精浸一夜,將瓊脂取出,鋪在清潔的紗布上曬乾。