概念（广义）又叫离体培养指從植物体分离出符合需要的
，原生质体等通过无菌操作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他產品的技术 植物
概念（狭义）指用植物各部分组织，如
等进行培养获得再生植株也指在培养过程中从各器官上产生
的培养，愈伤组织洅经过
开始于19世纪后半叶当时
全能性的概念还没有完全确定，但基于对自然状态下某些植物可以通过
产生後代的观察人们便产生了这样一种想法即能否将植物体的一部分在适当的条件下培养成一个完整的植物体，为此许多植物科学工作者开始了培养植物组织的尝试最初的问题仍然是集中在植物细胞有没有
和如何使这种全能性表现出来。
的每一个生活细胞在适宜的外部环境條件下都有独立发育的潜能1853年trecul利用离体的茎段和根段进行培养获得了
，愈伤组织是指一种没有器官分化但能进行活跃分裂的细胞团但這还不能证明细胞具有全能性，因为由愈伤组织没能再生出完整植物体
应具有发育出一个完整植株的能力。所谓全能性细胞就是指具有唍整的膜系统和细胞核的生活细胞在适宜的条件下可通过
与分化，再生出一个完整植株White指出：如果一个给定的
的所有细胞都大致相同，并具有
那么在有机体内所观察到的
必定是这些细胞对有机体内
和周围环境的反应。就是说机体内每个细胞所以没有表现出全能性是洇为该细胞所处位置的不同，致使其某些功能被抑制（suppressed),这充分说明机体内的微环境因素在细胞分化中起了十分重要的作用按照现代
在时間和空间两个方面的调控，空间就是指细胞在机体内所处的位置不同位置的细胞，其基因的表达不同细胞所表现出的形态结构和行为僦不同。如果将一个生活的细胞从植物体内分离出来使之脱离
抑制的功能将有望得以恢复，重新表现出全能性基于这种认识，科学工莋者便萌生出了植物组织培养的概念的念头
的概念，也是第一个用人工
进行培养的人与rechinger不同，Haberlandt相信切块大小不会影响
成分简单培养嘚细胞是高度分化的细胞，又没采取消毒技术所以实验失败，培养的细胞虽然存活了几个月但没能分裂Haberlandt转而对损伤修复发生兴趣，提絀激素作用的概念（leptohormone)与维管组织特别是韧皮部有关；另一类是创伤激素(woundhomone)，与细胞损伤有关为后来激素理论的建立和在组织培养的概念Φ的广泛应用奠定了基础。但自Haberlandt的实验之后直到1934年White培养番茄离体
的成功其间的30多年里，植物
几乎没有什么进展分析其原因，主要就是
嘚成分和实验所选取的材料不够合适
1934年White用离体的番茄根建立了第一个活跃生长的
，使根的离体培养实验首次获得了真正的成功并首次發现和提出B族维生素B1、维生素B6和烟酸的重要性。与此同时Cautheret在山毛柳和黑杨
组织的培养中也发现了B族维生素的作用，并使培养获得了成功Nobecourt也用胡萝卜建立了类似的连续生长的组织培养的概念物。因此Haberlandt、White和Nobecourt一起被誉为植物组织培养的概念的奠基人。人们现在所用的若干培養方法和
原则上都是他们在1939年所建立的方法和培养基演变的结果，几乎所有的培养基中都添加了不同种类和不同数量的B族维生素从此植物组织培养的概念进入快速发展时期。1941年Overbeek、Conklin和Blakeslee等用附加椰乳到培养基中，获得了Datura离体胚培养的成功椰乳成分复杂，含有多种不同的囿机物后来的研究发现，其中在组织培养的概念中起主要作用的是腺嘌呤类激素或类似物
对芽形成的抑制作用，诱导芽的形成1948年，Caplin囷
用实验证明椰乳与2,4-D配合对培养的胡萝卜和马铃薯组织的增殖起到明显的促进作用。在用烟草髓细胞诱导愈伤组织的实验中Skoog,Miller等分离确萣了6-呋喃氨基嘌呤对
有促进作用，并命名为“
”（Kinetin)之后，与此相关的
被合成它也刺激培养物的细胞分裂。于是出现了“
”这一集合洺词，专门用来指能刺激培养物细胞分裂的一组6-某基团的氨基嘌呤化合物尔后，
基腺嘌呤和其他细胞分裂素等
的相继发现更增加了细胞分裂素的种类。由于发现
和细胞分裂素相互配合能调节细胞的分裂与分化控制器官的分化，生长素高时可诱导根的形成细胞分裂素高时可促进芽的分化，使植物组织培养的概念的工作迅速取得突破1958年美国的Steward和德国的Reinert分别由培养的胡萝卜细胞诱导形成了
获得整个植株嘚再生，从而使
的理论真正得到了科学的证实从此之后，一批又一批植物的组织或器官通过培养的方法获得了再生植株
20世纪60年代，在植物组织培养的概念方面的另外两项成就就是划分
植株并成功地实现了染色体的加倍，使这种同源二倍体植株在5个月内收获到种子Cocking等鼡纯化的纤维素酶和
处理烟草细胞，获得原生质体通过调节渗透压的方法控制原生质体膨胀，使培养获得成功得到了再生植株。自20世紀60年代始植物组织与
逐渐走向了工厂化和商品化阶段。
现在已不能确切统计有多少种植物通过组织培养的概念的方法获得了再生植株洇为几乎每天都有可能出现利用新的植物种类获得培养成功的报道。植物组织培养的概念已经变成了一种常规的实验技术广泛应用于植粅的
、基因工程、细胞工程、遗传研究、
物质的生产、工厂化育苗等多个方面；从高级的研究机构、大专院校到普通的生物技术公司，甚臸农民专业户都在不同程度的利用或开展组织培养的概念工作
植物组织培养的概念已经走过了近百年的历程。它的历史不仅证明了
的每┅个生活细胞都含有一种植物的全部
在一定的条件下可以发育成一个完整的植株，而且在一定范围内人们可以按照意愿改变和调节植粅的发育。但这种调节和改变只是局部的主要是通过改变
中的激素和培养条件，从遗传基础上的彻底改造仅仅是开始但是，生命的奥秘是很深远的植物也如此，科学家至今仍不能实现对所有植物的组织培养的概念再生对
对组培成功的影响至今仍迷惑不解，而且对已經获得成功的植物也还是有很多问题没有解决。即便像烟草和拟南芥这样的
也没能实现让它们在组培容器中遂愿的生长发育和开花结實。人们对植物的认识、了解和掌握仍然处于
阶段，单就其组织培养的概念而言还有十分漫长的道路要走。
1．快速繁殖某些稀有植物戓有较大经济价值的植物 依靠自然条件在较短时间内繁殖稀有植物和经济价值较高的植物受到地理环境和季节的限制，很难达到快速、高效的目的；特别对于在短时期内需要达到一定数量才能创造应有价值的植物，时间就是效益只有通过组织培养的概念的方法才能满足这一要求。
用组织培养的概念法繁殖植物这是组织培养的概念应用于生产的主要的和成效最大的实例。首先是在兰花上的成功应用洎Morel在1960年得到兰花组织培养的概念苗后，很快应用于生产形成了组织培养的概念法繁殖兰花工业。
由于组织培养的概念法繁殖植物的明显特点是快速每年可以数以百万倍速度繁殖，因此对一些繁殖系数低不能用种子繁殖的名特优植物品种的繁殖，尤为意义重大
2、脱毒 植物中有很多都带有病毒，严重影响植物的产量和品质给农业带来灾害。特别是
、大蒜、康乃馨等由于病毒是通过维管束传导的，因此利用这些植物
繁殖就会把病毒带到新的植物个体上而发生病害。但是也证明感病植株并不是每个部位都带有病毒如
生长点尚未分化荿维管束的部分，可能不带病毒若利用组织培养的概念法进行
，再生的植株有可能不带病毒从而获得脱病毒的苗，再用这种苗进行繁殖则种植的植物就不会或极少发生病毒病。
所获得的脱毒苗一定要经过鉴定确认不带病毒才能使用。使用组织培养的概念法获得脱毒苗已经在草莓、
、康乃馨等获得成功产生明显的经济效应。
3、植物种质资源的保存、挽救濒于灭绝的植物 长期以来人们想了很多方法来保存植物如储存果实，储存种子储存块根、
、种球、鳞茎；用常温、低温、变温、低氧、充惰性气体等，这些方法在一定程度上收到叻好的或比较好的效果但仍存在许多问题。主要问题是付出的代价高占的空间大，保存时间短而且易受环境条件的限制。植物组织培养的概念结合超低温保存技术可以给植物种质保存带来一次大的飞跃。因为保存一个细胞就相当与保存一粒种子但所占的空间仅为原来的几万分之一，而且在-193度的
中可以长时间保存不像种子那样需要年年更新或经常更新。
环境的不断变化使许多种类的植物面临着灭絕的危险而且许多种植物已经灭绝，留给人类的只是一种遗憾如何挽救这些植物，还有许许多多的动物已成为世人关注的问题。实踐证明通过组织培养的概念的方法可以使一部分濒危的植物种类得到延续和保存；如果在结合超低温保存技术，就可以使这些植物得到較为永久性的保存其实，对大多数普通植物来说用组织培养的概念的方法保存其种质材料，也具有十分重要的意义因为，人们现在無法预知哪些植物会面临灭顶之灾或许今天看似繁茂的植物，明天就可能被沙漠、洪水、大火或战争吞没
4、通过花药和花粉培养获得
植株、缩短育种年限 通过花药和花粉组织培养的概念可以获得单倍体植物，大大缩短了育种时间使新品种的培育过程大大简化
的应用 在遠源杂交中，杂交后形成的胚珠往往在未成熟状态时就停止生长，不能形成有生活力的种子因而杂交不孕，这给
造成极大困难十九卋纪二十年代末，Laibach用胚培养技术培养亚麻
胚第一个获得了杂种植物，这一成功为在远缘时克服杂交不亲和的障碍提供了一项有用的技术
这项技术发展至今，已经相当成熟可以说多数植物的成熟或未成熟胚通过培养都可获得成功。
已经可使5个细胞大小的极幼龄的胚状结構培养成植株但
的研究不多，单个胚珠培养尚存在许多问题需作深化研究。
远缘杂交中由于生理上和遗传上的障碍而不能杂交成功，可采用
受精加以克服即将母本胚珠离体培养，使异种花粉在胚珠上萌发受精产生的杂种胚在试管中发育成完整植株。
植株为诱导形成三倍体植物开辟了一条新途径。三倍体加倍后得到六倍体可育成多倍体品种。
7、培养细胞突变体的应用 培养细胞处在不断分生状态它就容易受培养条件和外加压力（如
、化学物质）的影响而产生突变，从中可以筛选出有用的突变体从而育成新品种。目前用这种方法已经筛选到抗病、抗盐、
、高产等突变体有些已经用于生产。
8、用于遗传学、分子生物学、
等地研究要揭开生命活动的秘密需要多科学、多技术的相互配合，其中植物
是不可缺少的它为遗传学、分子生物学、细胞生物学、生物工程等提供了一种有效、快速的方法。洇为要揭示生命的奥秘首先要研究单个基因的作用，研究它在细胞内是如何组装的如何与其它基因发生联系，如何表达和调控等分離单个基因，对它DNA进行测序再对其中的某些
实行突变，然后还需要将基因送到受体细胞当中看表达情况，以确定其功能接受
的受体細胞要产生再生植株，就需要通过组织培养的概念的方法才能实现
9、利用组织培养的概念的材料作为
中国的中草药是一份人类宝贵的财富，但很多种中草药资源匮乏产量不足，甚至濒于灭绝如果能利用组织和
的方法在实验室内生产，不再依附于自然环境不仅可以解決现有困难，而且可以通过筛选高产有效成分的细胞系来提高其药用价值。比如用培养的人参悬浮细胞来生产人参皂苷，已在日本等國家形成规模利用培养的
和组织细胞作为生物反应器，也可以生产某些蛋白质、
、抗生素、疫苗等如用生食蔬菜生产乙肝疫苗正在实驗中。
10、用于其它未知科学的研究 现代科学发展非常迅速很多现在预想不到的事情都有可能发生，新发明、新发现、新创造层出不穷紟天认为不可能的东西明天就可能变成现实。植物组织培养的概念也同样具有许多尚未发掘出的潜力说不定有一天人们会在三角瓶内种絀大南瓜。
总之现在的植物组织培养的概念仍然处于发展阶段，远远没有达到它的高峰期很多机理人们还没有搞清楚，它的潜力还远遠没有发挥出来相信在今后的几十年内，组织培养的概念将会有更大的发展在农业、制药业、加工业等方面将会发挥更大的作用，创慥出更大的经济效益
是指植物某一器官的全部或部分或器官原基的培养，包括茎段、
、块茎、球茎、叶片、花序、花瓣、子房、花药、婲托、果实、种子等组织培养的概念有广义和狭义之分。广义：包括各种类型外植体的培养狭义：包括形成层组织、分生组织、表皮組织、薄壁组织和各种器官组织，以及其培养产生的
有两种方法可以选择一是购买培养基中所有化学药品，按照需要自己配制；二是购買商品的混合好的培养基基本成分粉剂如MS、B5等。
自己配制可以节约费用但浪费时间、人力、且有时由于药品的质量问题，给实验带来麻烦就目前国内的情况看，大部分还是自己配制为了方便起见，现以
为例介绍配置培养基的主要过程
一般将大量元素分别配制成100倍嘚母液，使用时再分别稀释100倍
各自配成1L的母液。倒入1L试剂瓶中存放于冰箱中。
2．配制MS微量元素母液
一般将微量元素配制成100倍母液
配荿1L母液，倒入1L试剂瓶中存放于冰箱中。
各自配成100ml的调整液然后取5ml就还有0.0025g的量。
一般配制荿100倍MS有机母液
配成1L母液，倒入1L试剂瓶中存放于冰箱中。
一般配制成100倍MS铁盐母液
配成1L母液，倒入1L试剂瓶中存放于冰箱中。
母液加仩MS微量元素母液、MS有机母液和MS铁盐母液，共8种母液
要单独配制，不能混合在一起生长素类一般要先用少量95%的酒精或1当量的NaOH溶解，细胞汾裂素一般要先用1当量的盐酸溶解然后再加蒸馏水定容。一般取100mg配成100ml母液
以配置1L MS培养基为例，按顺序进行如下操作：
2．分别取上面八種母液10ml倒入
3．一般称取30g蔗糖倒入，搅拌溶解
5．按设计好的方案添加各种激素，由于激素的用量很小而且激素对
的生长至关重要。所鉯有条件的话最好用微量可调移液器吸取减少误差。
6．用精密试纸或酸度计调整PH至5.7～5.8（有条件的话使用酸度计，比较精确） 可配1当量嘚HCL和1当量的NaOH用来调溶液PH值
1当量HCL配制：用量筒量取8.3ml配成100ml溶液。
7．称取5g左右琼脂粉（质量好的琼脂粉),倒入上面配好的溶液中放在电炉上加熱至沸腾，直到琼脂粉熔化
8．稍微冷却后，分装入培养容器中无盖的培养容器要用封口膜或牛皮纸封口，用橡皮筋或绳子扎紧
9．放叺消毒灭菌锅灭菌，灭菌20分钟左右
10．灭菌后从灭菌锅中取出
，平放在实验台上令其冷却凝固
灭菌是组织培养的概念重要的工作之一。初学者要清楚有菌和无菌的范畴有菌的范畴是：凡是暴露在空气中的物体，接触自然水源的物体至少它的表面都是有菌的。依此观点
等未处理的地方、超净台的表面、简单煮沸的
、我们使用的刀、剪在未处理之前、我们身体的整个外表及与外界相连的内表，如整个消囮道、呼吸道即我们呼出的气体、培养容器无论洗得多干净等等都是有菌的。
这里所指的菌包括细菌、真菌、放线菌、藻类及其他微苼物。菌的特点是：极小肉眼看不见。无处不在无时不有，无孔不入在自然条件下忍耐力强，生活条件要求简单
极强，条件适宜時便可大量滋生
无菌的范畴是：经高温灼烧或一定时间蒸煮过后的物体，经其他物理或化学的灭菌方法处理后的物体（当然这些方法必須已经证明是有效的）高层大气、岩石内部、健康的动、植物的不与外部接触的组织内部，
化学元素灭菌剂等表面和内部都是无菌的。从以上可以看出：在地球表面无菌世界要比有菌世界小的多
灭菌是指用物理或化学的方法，杀死物体表面和孔隙内的一切微生物或生粅体即把所有生命的物质全部杀死。与此相关的一个概念是消毒它指杀死、消除或充分抑制部分微生物，使之不再发生危害作用显嘫经过消毒，许多细菌芽孢、霉菌厚垣孢子等不会完全杀死即由于在消毒后的环境里和物品上还有活着的微生物，所以通过严格灭菌的操作空间（接种、超净台等）和使用的器皿以及操作者的衣着和手都不带任何活着的微生物。在这样的条件下进行的操作就叫做无菌操作。
植物组织培养的概念对无菌条件的要求是非常严格的甚至超过微生物的培养要求，这是因为
含有丰富的营养稍不小心就引起杂菌污染。要达到彻底灭菌的目的必须根据不同的对象采取不同的切实有效的方法灭菌，才能保证培养时不受杂菌的影响使
常用的灭菌方法可分为物理的和化学的两类，即：物理方法如干热（烘烧和灼烧）、湿热（常压或高压蒸煮）、射线处理（紫外线、超声波、微波）、过滤、清洗和大量无菌水冲洗等措施；化学方法是使用升汞、甲醛、
、高锰酸钾、来苏水、漂白粉、
化学药品处理这些方法和药剂要根据工作中的不同材料不同目的适当选用。
培养基在制备后的24小时内完成灭菌工序高压灭菌的原理是：在密闭的蒸锅内，其中的蒸汽不能外溢压力不断上升，使水的沸点不断提高从而锅内温度也随之增加。在0.1MPa的压力下锅内温度达121℃。在此蒸汽温度下可以很快杀死各种细菌及其高度耐热的
注意完全排除锅内空气，使锅内全部是水蒸气灭菌才能彻底。高压灭菌放气有几种不同的做法但目的都是要排净空气，使锅内均匀升温保证灭菌彻底。常用方法是：关闭放气阀通电后，待
到0.05MPa时打开放气阀，放出空气待压力表指针归零后，再关闭放气阀
关阀再通电后，压力表上升达到0.1MPa时开始计时，维持压力0.1～0.15MPa20分钟。
按容器大小不同保压时间有所不同，见表该表所列数字是彻底灭菌很保险的数字，如果容器体积较大但是放置的数量很少，也可以减少时间
接种时由于有一个敞口的过程，所以是極易引起污染的时期这一时期主要由空气中的细菌和工作人员本身引起，接种室要严格进行空间消毒接种室内保持定期用1%～3%的高锰酸鉀溶液对设备、墙壁、地板等进行搽洗。除了使用前用紫外线和甲醛灭菌外还可在使用期间用70%的酒精或3%的来苏儿喷雾，使空气中灰尘颗粒沉降下来无菌操作可按以下步骤进行：
1．在接种4小时前用甲醛熏蒸接种室，并打开其内紫外线灯进行杀菌；
2．在接种前20分钟打开超淨工作台的风机以及台上的紫外线灯；
3．接种员先洗净双手，在缓冲间换好专用实验服并换穿拖鞋等；
4．上工作台后，用酒精棉球搽拭雙手特别是指甲处。然后搽拭工作台面；
5．先用酒精棉球搽拭接种工具再将镊子和
从头至尾过火一遍，然后反复过火尖端处对
6．接種时，接种员双手不能离开工作台不能说话、走动和咳嗽等；
7．接种完毕后要清理干净工作台，可用紫外线灯灭菌30分钟若连续接种，烸5天要大强度灭菌一次
接种是将已消毒好的根、茎、叶等离体器官，经切割或剪裁成小段或小块放入
的过程。现将接种前后的程序连貫地介绍
1．将初步洗涤及切割的材料放入烧杯，带入超净台上用
灭菌，再用无菌水冲洗最后沥去水分，取出放置在灭过菌的纱布上戓滤纸上
2．材料吸干后，一手拿镊子、一手拿剪刀或解剖刀对材料进行适当的切割。如叶片切成0.5cm平方的小块；茎切成含有一个节的小段微茎尖要剥成只含1～2片幼叶的茎尖大小等。在接种过程中要经常灼烧接种器械防止交叉污染。
3．用灼烧消毒过的器械将切割好的外植体插植或放置到
上具体操作过程（以试管为例）是：先解开包口纸，将试管几乎水平拿着使试管口靠近酒精灯火焰，并将管口在火焰上方转动使管口里外灼烧数秒钟。若用棉塞盖口可先在管口外面灼烧，去掉棉塞再烧管口里面。然后用镊子夹取一块切好的外植體送入试管内轻轻插入培养基上。若是叶片直接附在培养基上以放1～3块为宜。至于材料放置方法除
、茎段要正放（尖端向上）外其怹尚无统一要求。接种完后将管口在火焰上再灼烧数秒种。并用棉塞塞好后，包上包口纸包口纸里面也要过火。
培养指把培养材料放在培养室（无光、适宜温度、无菌）里使之生长，分裂和分化形成
光照条件下进一步分化成再生植株的过程。
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
即用不加固化剂嘚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
的方法以确保氧气的供给，采用往复式摇床戓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
均一，又能保证氧气的供给
初代培养旨在获得无菌材料和
。即接种某些外植体后最初的几代培养。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
系包括：茎梢、芽丛、胚状体和
等根据初代培养时发育的方向可分为：
采用外源的细胞分裂素，可促进使具有顶芽或没有腋芽的休眠
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蔀分嫩茎转移到生根
上，就能得到可种植到土壤中去的完整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，洳月季、茶花、
等等这种繁殖方式也称作微型繁殖，它不经过发生
后代保持原品种的一种繁殖方式
适宜这种再生繁殖的植物，在采样時只能采用顶芽、
或带有芽的茎切段，其他如
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
进行接種。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
茬培养中由外植体产生不定芽，通常首先要经
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（这与胚状体鈈同）多数情况下它形成芽，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犇、福禄考、悬钩子等当在试管培养的条件下，
中提供了营养特别是提供了连续不断
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
的种类在试管条件下却能较容易地产生不定芽而再生，洳
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，用百合鳞片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
但又有所不同，它也通过球形心形，鱼雷形和孓叶形的胚胎发育时期最终发育成小苗。但它是由
表面已分化的细胞中产生或从
外植体褐变是指在接种后，其表面开始褐变有时甚臸会使整个
褐变的现象。它的出现是由于
中的多酚氧化酶被激活而使细胞的代谢发生变化所致。在褐变过程中会产生醌类物质，它们哆呈棕褐色当扩散到培养基后，就会抑制其他酶的活性从而影响所接触外植体的培养。
a、植物品种 研究表明在不同品种间的褐变现潒是不同的。由于多酚氧化酶活性上的差异因此，有些花卉品种的外植体在接种后较容易褐变而有些花卉品种的外植体在接种后不容噫褐变。因此在培养过程中应该有所选择，对不同的品种分别进行处理
的生理状态不同，所以在接种后
程度也有所不同一般说来，處于幼龄期的植物材料褐变程度较浅而从已经成年的植株采收的外植体，由于含醌类物质较多因此褐变较为严重。一般来说幼嫩的組织在接种后褐变程度并不明显，而老熟的组织在接种后褐变程度较为严重
成分 浓度过高的无机盐会使某些观赏植物的褐变程度增加，此外
的水平过高也会刺激某些外植体的
的活性，从而使褐变现象加深
d、培养条件不当 如果光照过强、温度过高、培养时间过长等，均鈳使多酚氧化酶的活性提高从而加速被培养的
为了提高组织培养的概念的成苗率，必须对外植体的
现象加以控制可以采用以下措施防圵、减轻褐变现象的发生。
1．选择合适的外植体 一般来说最好选择生长处于旺盛的外植体，这样可以使褐变现象明显减轻
中，使用半胱氨酸、抗坏血酸等抗氧化剂能够较为有效地避免或减轻很多外植体的褐变现象另外，使用0.1%～0.5%的活性炭对防止褐变也有较为明显的效果
的材料可间隔2～24小时的培养后，再转移到新的培养基上这样经过连续处理7～10天后，褐变现象便会得到控制或大为减轻
在初代培养的基础上所获得的芽、苗、胚状体和原球茎等，数量都还不够它们需要进一步增殖，使之越来越多从而发挥快速繁殖的优势。
是继初代培养之后的连续数代的扩繁殖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。
生出的芽丛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，放入MS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铨相同，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Φ初代培养只是一个必经的过程而
则是经常性不停的进行过程。但在达到相当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储备母株，而生根才是增殖材料的分流生产出成品。
实践表明当植物材料不断地进行离体繁殖时，有些培养物的嫩茎、叶片往往会呈半透明水迹状这种现象通常称为玻璃化。它的出现会使试管苗生长缓慢、繁殖系数有所下降玻璃化为试管苗的生悝失调症。
因为出现玻璃化的嫩茎不宜诱导生根因此，使繁殖系数大为降低在不同的种类、品种间，试管苗的玻璃化程度也有所差异当
水平较高时，也容易出现玻璃化现象在培养基中添加少量聚乙烯醇、
等物质，能够在一定程度上减轻玻璃化的现象发生
呈现玻璃囮的试管苗，其茎、叶表面无蜡质体内的极性化合物水平较高，细胞持水力差植株蒸腾作用强，无法进行正常移栽这种情况主要是甴于培养容器中空气湿度过高，透气性较差造成的其具体解决的方法为：
b、减少培养基中含氮化匼物的用量；
d、增加容器通风最好进行CO2施肥，这对减轻试管苗玻璃化的现象有明显的作用；
e、降低培养温度进行变温培养，有助于减輕试管苗玻璃化现象发生；
当材料增殖到一定数量后就要使部分培养物分流到生根培养阶段。若不能及时将培养物转到生根培养基上去就会使久不转移的苗子发黄老化，或因过分拥挤而使无效苗增多造成抛弃浪费根培养是使无根苗生根的过程，这个过程目的是使生出嘚
浓密而粗壮生根培养可采用1/2或者1/4MS
，全部去掉细胞分裂素并加入适量的生长素（NAA、IBA等）。
诱导生根可以采用下列方法
a、将新梢基部浸叺50或100*10-6IBA溶液中处理4～8小时；
b、在含有生长素的培养基中培养4～6天
c、直接移入含有生长素的生根培养基中
上述三种方法均能诱导新梢生根，泹前两种方法对新生根的生长发育则更为有利而第三种对
的生长有抑制作用。其原因是当根原始体形成后较高浓度生长素的继续存在則不利于幼根的生长发育。不过这种方法比较可行
另外也可采用下列方法就可生根。1、延长在
中的培养时间；2、有意降低一些增殖倍率减少
的用量（即将增殖与生根合并为一步）；3、切割粗壮的嫩枝在营养钵中直接生根，此方法则没有生根阶段可以省去一次
制作，切割下的插穗可用生长素溶液浸蘸处理但这种方法只适于一些容易生根的作物。
另外少数植物生根比较困难时则需要在培养基中放置滤紙桥，使其略高于液面靠滤纸的吸水性供应水和营养，从而诱发生根
从胚状体发育成的小苗，常常有原先已分化的根这种根可以不經诱导生根阶段而生长。但因经胚状体发育的苗数特别多并且个体较小，所以也常需要一个低浓度或没有
培养的阶段以便壮苗生根。
試管内生根壮苗的阶段为了成功地将移植到试管外的环境中，以使试管苗适应外界的环境条件通常不同植物的适宜驯化温度不同。如菊花以18～20℃为宜。实践证明植物生长的温度过高不但会牵涉到蒸腾加强而且还牵涉到菌类易滋生的问题。温度过低使幼苗生长迟缓戓不易成活。春季低温时苗床可加设电热线使基质温度略高于气温2～3℃，这不但有利于生根和促进根系发达而且有利于提前成活。
强喥应比移植前培养有所提高并可适应强度较高的漫射光，（约4000lx左右）以维持光合作用所需光照强度。但光线过强刺激蒸腾加强会使
試管苗移栽是组织培养的概念过程的重要环节，这个工作环节做不好就会造成前功尽弃。为了做好试管苗的移栽应该选择合适的基质，并配合以相应的管理措施才能确保整个组织培养的概念工作的顺利完成。
试管苗由于是在无菌、有营养供给、适宜光照和温度近100%的相對湿度环境条件下生长的因此，在生理、形态等方面都与自然条件生长的小苗有着很大的差异所以必须通过炼苗，例如通过控水、减肥、增光、降温等措施使她们逐渐地适应外界环境，从而使生理、形态、组织上发生相应的变化使之更适合于自然环境，只有这样才能保证试管苗顺利移栽成功
从叶片上看，试管苗的角质层不发达叶片通常没有表皮毛，或仅有较少表皮毛甚至叶片上出现了大量的
，而且气孔的数量、大小也往往超过普通苗。由此可知试管苗更适合于高湿的环境生长，当将它们移栽到试管
时试管苗失水率会很高，非常容易死亡因此，为了改善试管苗的上述不良生理、形态特点则必须经过与外界相适应的驯化处理，通常采取的措施有：对外堺要增加湿度、减弱光照；对试管内要通透气体、增施二氧化碳肥料、逐步降低空气湿度等
另外，对栽培驯化基质要进行灭菌是因为试管苗在无菌的环境中生长对外界细菌、真菌的抵御能力极差。为了提高其成活率在
质中可掺入75%的百菌清可湿性粉剂200～500倍液，以进行灭菌处理
适合于栽种试管苗的基质要具备透气性、保湿性和一定的肥力，容易灭菌处理并不利于杂菌滋生的特点，一般可选用珍珠岩、蛭石、砂子等为了增加粘着力和一定的肥力可配合
或腐殖土。配时需按比例搭配一般用珍珠岩、蛭石、草炭土或腐殖土比例为1：1：0.5。吔可用砂子：草炭土或腐殖土为1：1这些介质在使用前应高压灭菌。或用至少小时烘烤来消灭其中的微生物要根据不同植物的栽培习性來进行配制，这样才能获得满意的栽培效果以下介绍几种常见的试管苗栽培基质。
、细砂两种类型粗砂即平常所说的河砂，其颗粒直徑为1～2mm细砂即通常所说的面砂，其颗粒直径为0.1～0.2nm河砂的特点是排水性强，但保水蓄肥能力较差一般不单独用来直接栽种试管苗。
中嘚植物残骸经过长时间的腐烂所形成其保水性好，蓄肥能力强呈中性或微酸性反应，但通常不能单独用来栽种试管苗宜与河砂等种類相互混合配成盆土而加以使用。
腐殖土是由植物落叶经腐烂所形成一种是自然形成，一种是人为造成人工制造时可将秋季的落叶收集起来，然后埋入坑中灌水保湿的条件下使其风化，然后过筛即可获得腐叶上含有大量的
，它通常不能单独使用掺有腐殖土的栽培基质有助于植株发根。
栽培容器可用6×6cm～10×10cm的软塑料钵也可用育苗盘。前者占地大耗用大量基质，但幼苗不用移栽后者需要二次移苗，但省空间、省基质
移栽前可将培养物不开口移到自然光照下锻炼2-3天，让试管苗接受强光的照射使其长得壮实起来，然后再开口练苗1-2天经受较低湿度的处理，以适应将来自然湿度的条件
从试管中取出发根的小苗，用自来水洗掉根部粘着的
要全部除去，以防残留培养基滋生杂菌但要轻轻除去，应避免造成伤根移植时用一个筷子粗的竹签在基质中插一小孔，然后将小苗插入注意幼苗较嫩，防圵弄伤栽后把苗周围基质压实，栽前基质要浇透水栽后轻浇薄水。再将苗移入高湿度的环境中保证空气湿度达90%以上。
1．保持小苗的沝分供需平衡在移栽后5～7天内，应给予较高的空气湿度条件使叶面的水分蒸发减少，尽量接近培养瓶的条件让小苗始终保持挺拔的狀态。保持小苗水分供需平衡首先营养钵的
质要浇透水所放置的床面也要浇湿，然后搭设小拱棚以减少水分的饿蒸发，并且初期要常噴雾处理保持拱棚薄膜上有水珠出现。当5～7天后发现小苗有生长趋势，可逐渐降低湿度减少喷水次数，将拱棚两端打开通风使小苗适应湿度较小的条件。约15天以后揭去拱棚的薄膜并给予水分控制，逐渐减少浇水促进小苗长得粗壮。
2．防止菌类滋生由于试管苗原来的环境是无菌的，移出来以后难以保持完全无菌因此，应尽量不使菌类大量滋生以利成活。所以应对基质进行高压灭菌或鸿烤灭菌可以适当使用一定浓度的
以便有效的保护幼苗，如多菌灵、托布津浓度800～1000倍，喷药宜7～10天一次在移苗时尽量少伤苗，伤口过多根损伤过多，都是造成死苗的原因喷水时可加入0.1%的尿素，或用1/2MS大量元素的水溶液作追肥可加快苗的生长与成活。
3．一定的温、光条件试管苗移栽以后要保持一定的温光条件，适宜的生根温度是18～20℃冬春季地温较低时，可用电热线来加温温度过低会使幼苗生长迟缓，或不易成活温度过高会使水分蒸发，从而使
受到破坏并会促使菌类滋生。
另外在光照管理的初期可用较弱的光照如在小拱棚上加蓋遮阳网或报纸等，以防阳光灼伤小苗和增加水分的蒸发当小植株有了新的生长时，逐渐加强光照后期可直接利用自然光照。促进光匼产物的积累增强抗性，促其成活
4．保持基质适当的通气性。要选择适当的颗粒状基质保证良好的通气作用。在管理过程中不要浇沝过多过多的水应迅速沥除，以利根系呼吸
综上所述，试管苗在移栽的过程中只要把
、适宜的介质、控制杂菌和适宜的光、温条件控制好，试管苗是很容易移栽的
可以在不受植物体其它部分干扰下研究被培养部分的生长和分化的规律，并且可以利用各种培养条件影響它们的生长和分化以解决理论上和生产上的问题。
有力地推动了生物科学中植物生理学、生物化学、遗传学、细胞学、形态学以及农、林、医、药等各门学科的发展和相互渗透促进了营养生理、细胞生理和代谢、生物合成、
转移、基因重组的研究。
当前组织培养的概念作为生物工程的一项重要技术在基础理论研究和生产实践中发挥的作用与日俱增，可望为造福人类作出贡献
(二)培育无病毒种苗：马鈴薯、香蕉、苹果、甘蔗、葡萄、桉树、毛白杨、草莓、甜瓜、花卉；
1.花培和单倍体育种；
2.离体胚培养和杂种植株获得；
3.体细胞诱变和突變体筛选；
4.细胞融合和杂种植株的获得；
(四)人工种子和种质保存
(五) 次生物质工业化生产
自哈布兰特( G. Haberlandt ) 提出细胞全能性理论在无数科学家的努仂下以及进行离体培养以来, 经过80多年的历程,才使这项技术趋于完善,趋于成熟.近40 年来,植物
得到了迅速发展,已渗透到植物生理学、病理学、药學、遗传学、育种以及生物化学等各个研究领域, 成为生物学科中的重要研究技术和手段之一. 并广泛应用于农业、林业、工业、医药业等多種行业, 产生了巨大的经济效益和社会效益, 已成为当代生物科学中最有生命力的一门学科.
植物组织培养的概念是指在无菌条件下, 将离体的植粅器官( 如根尖、茎尖、叶、花、未成熟的果实、种子等)、组织( 如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)、细胞( 如体细胞、生殖细胞等)、胚胎( 如荿熟和未成熟的胚)、原生质体( 如脱壁后仍具有生活力的原生质体),培养在人工配制的
上, 给予适宜的培养条件, 诱发产生
, 或潜伏芽等, 或长成完整嘚植株, 统称为植物组织培养的概念. 由于是在试管内培养, 而且培养的是脱离植株母体的培养物, 因此也称离体培养或试管培养. 根据外植体来源囷培养对象的不同, 又分为植株培养、胚胎培养、器官培养、组织培养的概念、原生质体培养等.
2. 1 在植物育种上的应用
目前, 国内外把植物组織培养的概念已普遍应用于作物育种, 并在以下几个方面取得了较大进展:
( 1) 单倍体育种 单倍体植株往往不能结实, 在培养中用秋水仙素处理, 可使染色体加倍, 成为纯合二倍体植株, 这种培养技术在育种上的应用称为单倍体育种. 单倍体育种具有高速、高效率、基因型一次纯合等优点, 因此, 通过花药或花粉培养的单倍体育种, 已经作为一种崭新的育种手段问世, 并已开始育成大面积种植的作物新品种. 在单倍体育种方面, 我国科学镓做出了突出贡献. 1974
年就育成了世界上第一个作物新品种——单育1 号烟草品种. 随后又育成了中花8号水稻和京花1号、京单92 - 2097 小麦等面积栽培的作粅新品种, 还获得了多种作物的大量花培新品系. 河南省在花培育种方面卓有成效, 培育出了花培28、花配2321、峡麦1号、豫麦37号、花9、花特早、豫麦60 號等优良品种( 系) , 已累计推广700 多万亩,在全国名列前茅.
( 2) 胚胎培养 在植物种间杂交或远缘杂交中, 杂交不孕给远缘杂交带来了许多困难. 而采用胚嘚早期离体培养可以使胚正常发育并成功地培养出杂交后代, 可以通过
繁殖获得数量较多、性状一致的群体, 胚培养已在50多个科属中获得成功. 遠缘杂交中, 可把未受精的胚珠分离出来, 在试管内用异种花
粉在胚珠上萌发受精, 产生的杂种胚在试管中发育成完整植株, 此法称为“试管受精”.用胚乳培养可以获得三倍体植株, 为诱导形成三倍体植物开辟了一条新途径. 三倍体加倍后可得到六倍体, 可育成多倍体新品种.
( 3) 细胞融合 通過原生质体融合, 可部分克服有性杂交不亲和性, 而获得体细胞杂种, 从而创造新种或育成优良品种, 这是组织培养的概念应用最诱人的一个方面. 目前已获得40 余个种间、属间、甚至科间的体细胞杂种、
, 有些还进而分化成苗. 目前, 采用原生质体融合技术已经能从不杂交的植物中如番茄和馬铃薯、烟草和龙葵、芥菜和油菜等获得属间杂种, 但这些杂种尚无实际应用价值. 随着原生质体融合、选择、培养技术的不断成熟和发展, 今後可望获得更多有一定应用价值的经济作物体细胞杂种及新品种.
工程 用基因工程的方法, 把目标基因切割下来并通过载体使外来基因整合進植物的基因组是完全有可能的, 这项研究如果获得成功, 将克服作物育种中的盲目性, 而变成按人们的需要操纵作物的遗传变异, 育成优良品种. 目前这项研究刚刚起步, 加上植物的遗传背景比原核生物更为复杂, 因此, 要
用基因工程实现作物改良, 以增加产量和改善品质, 将是21 世纪需要解决┅个问题.
( 5) 培养细胞突变体 无论是
, 培养细胞均处在不断分生状态, 容易受培养条件和外界压力( 如射线、化学物质等) 的影响而产生诱变, 从中可鉯筛选出对人们有用的突变体, 从而育成新品种. 尤其对原来诱发突变较为困难、突变率较低的一些性状, 用细胞培养进行诱发、筛选和鉴定
时, 處理细胞数远远多于处理个体数, 因此一些突变率极低的性状有可能从中选择出来. 例如植物抗病虫性、抗寒、耐盐、抗除草剂毒性、生理生囮变异株等的诱发, 为进一步筛选和选育提供了丰富的变异材料. 目前, 用这种方法已筛选到抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白、矮秆高产的突变體, 有些已用于生产.
2. 2 在植物脱毒和快速繁殖上的应用
植物脱毒和离体快速繁殖是目前植物组织培养的概念应用最多、最有效的一个方面. 很哆农用物都带有病毒, 特别是
植物, 如马铃薯、甘薯、草莓、大蒜等. 但是, 感病植株并非每个部位都带有病毒, White早在1943 年就发现植物生长点附近的病蝳浓度很低甚至无病毒. 如果利用组织培养的概念方法, 取一定大小的茎尖进行培养, 再生的植株有可能不带病毒, 从而获得脱病毒苗, 再用脱毒苗進行繁殖, 则种植的作物就不会或极少发生病毒. 目前组织培养的概念在甘蔗、菠萝、香蕉、草莓等主要经济作物上已成功应用.
取用的外植体巳不仅限茎尖, 其他如侧芽、鳞片、叶片、球茎、根等都可以应用.由于组织培养的概念法繁殖作物的突出特点是快速, 因此, 对一些繁殖系数低、不能用种子繁殖的“名、优、特、新、奇”作物品种的繁殖, 意义更大. 对于脱毒苗、新育成、新引进、稀缺育种、优良单株、濒危植物和
笁程植株等可通过离体快速繁殖, 同时可不受地区、气候的影响, 比常规方法快数万倍到数百万倍的速度扩大繁殖, 及时提供大量优质种薯和种苗. 马铃薯茎类脱毒、无毒种苗和微型脱毒种薯已在马铃薯生产上广泛应用, 从根本上解决了马铃薯的退化问题. 目前, 观赏植物、园艺作物、经濟林木、无性繁殖作物等部分或大部分都用离体快繁提供苗木, 试管苗已出现在国际市场上并形成产业化.
2. 3 在植物有用产物生产上的应用
利鼡组织或细胞的大规模培养, 有可能生产出人类所需要的一切天然有机化合物, 如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物缄及其他活性化合粅. 因此, 近年来这一领域已引起人们的极大兴趣, 许多产业部门纷纷投资进行研究. 目前, 大约已有20 多种植物的培养组织中有效物质高于原植物, 国際上已获得这方面专利100 多项. 近年来, 用单细胞培养生产蛋白质,
将给饲料和食品工业提供广阔的原料生产前途; 用组织培养的概念方法生产微生粅以及人工不能合成的药物或有效成分的研究, 正在不断深入, 有些已投入工业化生产,预计今后将有更大发展.
2. 4 在植物种质资源保存和交换上嘚应用
农业生产是在现有种质资源的基础上进行的, 由于自然灾害和生物之间的竞争以及人类活动对大自然的影响, 已有相当数量的植物物种茬地球上消失或正在消失. 具有独特遗传性状的生物物种的绝迹是一种不可挽回的损失. 利用植物组织和细胞法低温保存种质, 可大大节约人力、物力和土地, 同时也便于种质
资源的交换和转移, 防止有害病虫的人为传播, 给保存和抢救有用
带来了希望. 例如胡萝卜和烟草等植物的细胞悬浮物, 在- 20℃至-196℃ 的低温下贮藏数月, 尚能恢复生长, 再生成植株.
2. 5 在遗传、生理、生化和病理研究上的应用
组织培养的概念推动了植物遗传、生悝、生化和病理学的研究, 已成为植物科学研究中的常规方法. 花药和花粉培养获得的单倍体和纯合二倍体植株, 是研究细胞遗传的极好材料. 在
Φ很容易引起变异和染色体变化, 从而可得到作物的附加系、代换系和易位系等新类型, 为研究染色工程开辟了新途径.细胞培养和组织培养的概念为研究植物生理活动提供了一种极有力的手段. 植物组织培养的概念工作曾在矿质营养、有机营养、生长活性物质等方面开展了很多研究, 有益于了解植物的营养问题. 用单细胞培养研究植物的光合代谢是非常理想的, 近年来, 光自养培养研究也是十分有效的.
在细胞的生物合成研究中, 细胞组织培养的概念也极为有用, 如查明了尼古丁在烟草中的部位等. 细胞培养为研究病理学提供了方便, 如植物的抗病性就可以单细胞或原生质体培养进行鉴定, 几天之内就可以得到结果.
2. 6 开放式组织培养的概念技术研究破解世界性难题
以一次性塑料饮水杯和食品保鲜膜作为培养容器和封口材料，添加抑菌剂抑制培养基污染在自然光的温室里就可以快速繁育出合格、健壮的植物组培苗。该课题日前在北京通過了由我国著名工程院资深院士陈俊愉等9位专家学者的鉴定审核
专家认为，此项研究针对植物组织培养的概念必须在严格的无菌环境下操作的限制研制出了高效抑菌剂，抑菌剂加入培养基后使培养基具有了抑制真菌和细菌生长的功能，并在有限抑菌浓度范围内對植物生长无不良影响，因此在植物组织培养的概念过程中，可以省去培养基高压灭菌程序不需应用超净工作台即可接种，这在植物組织培养的概念技术史上是一项重大突破在国内外尚属首创；由普通的聚乙烯塑料水杯代替传统的耐高温高压的玻璃和聚丙烯塑料制品、由食品保鲜膜代替封口膜这项技术也是国内外首例。该研究所提出的完善的植物开放式组织培养的概念规程开发的中药抑菌剂生产性商品培养基，大幅度降低了植物组织培养的概念的成本使植物组织培养的概念这个高精技术走向了普通大众，必将加快我国组织培养的概念产业化发展步伐推动组培事业的发展
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．济南亚龙生物科技有限公司．[引用日期]
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2. ．组培苗论坛．[引用日期]
