植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)對(duì)于植物細(xì)胞組織的分化和決定具有關(guān)鍵性作用。它包括:生長素類、細(xì)胞分裂素類、赤霉素、脫落酸、乙烯等。
生長素類主要用于愈傷組織的形成,體細(xì)胞胚的產(chǎn)生及試管苗的生根。常用的有2,4-D、NAA(萘乙酸)、IBA(吲哚丁酸)、IAA(吲哚乙酸)等。其作用強(qiáng)弱為2,4-D>NAA>IBA>IAA。
細(xì)胞分裂素類則有促進(jìn)細(xì)胞的分裂與分化,延遲組織的衰老,促進(jìn)芽的產(chǎn)生等作用。常用的有Zip、KT( 氯吡脲)、6-BA(6-芐氨基腺嘌呤)、ZT(玉米素)等作用強(qiáng)弱順序?yàn)?。Zip>KT>6-BA>ZT。
赤霉素則有促進(jìn)已分化的芽伸長生長,打破種子休眠的作用。常用的為GA3。 組織培養(yǎng)按培養(yǎng)對(duì)象可分為組織或愈傷培養(yǎng)、器官培養(yǎng)、植株培養(yǎng)、細(xì)胞和原生質(zhì)體培養(yǎng)等。
1.組織或愈傷組織培養(yǎng)(tissue, callus culture)為狹義的組織培養(yǎng),是對(duì)植物體的各部分組織進(jìn)行培養(yǎng),如莖尖分生組織、形成層、木質(zhì)部、韌皮部、表皮組織、胚乳組織和薄壁組織等等;或?qū)τ芍参锲鞴倥囵B(yǎng)產(chǎn)生的愈傷組織進(jìn)行培養(yǎng),二者均通過再分化誘導(dǎo)形成植株。
2.器官培養(yǎng)(organ culture)即離體器官的培養(yǎng),根據(jù)作物和需要的不同,可以包括分離莖尖、莖段、根尖、葉片、葉原基、子葉、花瓣、雄蕊、雌蕊、胚珠、胚、子房、果實(shí)等外植體的培養(yǎng)
3.植株培養(yǎng)(plant culture)是對(duì)完整植株材料的培養(yǎng),如幼苗及較大植株的培養(yǎng)。
4.細(xì)胞培養(yǎng)(cell culture)是對(duì)由愈傷組織等進(jìn)行液體振蕩培養(yǎng)所得到的能保持較好分散性的離體單細(xì)胞或花粉單細(xì)胞或很小的細(xì)胞團(tuán)的培養(yǎng)。
5.原生質(zhì)體培養(yǎng)(protoplast culture)是用酶及物理方法除去細(xì)胞壁的原生質(zhì)體的培養(yǎng)。 組織培養(yǎng)是本世紀(jì)發(fā)展起來的一門新技術(shù),由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,尤其是外源激素的應(yīng)用,使組織培養(yǎng)不僅從理論上為相關(guān)學(xué)科提出了可靠的實(shí)驗(yàn)證據(jù),而且一躍成為一種大規(guī)模、批量工廠化生產(chǎn)種苗的新方法,并在生產(chǎn)上越來越得到廣泛的應(yīng)用。
植物組織培養(yǎng)之所以發(fā)展如此之快,應(yīng)用的范圍如此之廣泛,是由于具備以下幾個(gè)特點(diǎn):
1. 培養(yǎng)條件可以人為控制
組織培養(yǎng)采用的植物材料完全是在人為提供的培養(yǎng)基質(zhì)和小氣候環(huán)境條件下進(jìn)行生長,擺脫了大自然中四季、晝夜的變化以及災(zāi)害性氣候的不利影響,且條件均一,對(duì)植物生長極為有利,便于穩(wěn)定地進(jìn)行周年培養(yǎng)生產(chǎn)。
2.生長周期短,繁殖率高
植物組織培養(yǎng)是由于人為控制培養(yǎng)條件,根據(jù)不同植物不同部位的不同要求而提供不同的培養(yǎng)條件,因此生長較快。另外,植株也比較小,往往20-30d為一個(gè)周期。所以,雖然植物組織培養(yǎng)需要一定設(shè)備及能源消耗,但由于植物材料能按幾何級(jí)數(shù)繁殖生產(chǎn),故總體來說成本低廉,且能及時(shí)提供規(guī)格一致的優(yōu)質(zhì)種苗或脫病毒種苗。
3.管理方便,利于工廠化生產(chǎn)和自動(dòng)化控制
植物組織培養(yǎng)是在一定的場所和環(huán)境下,人為提供一定的溫度、光照、濕度、營養(yǎng)、激素等條件,極利于高度集約化和高密度工廠化生產(chǎn),也利于自動(dòng)化控制生產(chǎn)。它是未來農(nóng)業(yè)工廠化育苗的發(fā)展方向。它與盆栽、田間栽培等相比省去了中耕除草、澆水施肥、防治病蟲害等一系列繁雜勞動(dòng),可以大大節(jié)省人力、物力及田間種植所需要的土地。