植物组织培养的类型
植物组织培养根据培养对象、培养过程等方面的不同,可以分为多种类型,以下是一些常见的类型:
按培养对象分
- 植株培养:对完整植株材料进行培养,包括幼苗及较大植株的培养。如将兰花的幼苗从母株上分离下来,在人工培养基上培养,使其继续生长发育。
- 胚胎培养:包括胚培养、胚乳培养、胚珠和子房培养等。例如在远缘杂交中,由于杂种胚可能在发育早期败育,通过胚培养可使杂种胚正常发育成植株,获得远缘杂交后代。
- 器官培养:对植物的根、茎、叶、花、果实等器官进行培养。比如将胡萝卜的根切段,接种到培养基上,可诱导其产生不定芽和不定根,进而形成完整植株。
- 组织培养:对植物的各种组织,如分生组织、形成层、木质部、韧皮部等进行培养。如利用茎尖分生组织培养,可以获得无病毒植株,用于花卉、果树等的种苗生产。
- 细胞培养:将植物细胞从组织中分离出来,进行悬浮培养或固定化培养。如通过烟草细胞培养生产尼古丁等次生代谢产物。
- 原生质体培养:去除植物细胞壁后得到原生质体,对其进行培养。原生质体培养在植物体细胞杂交、遗传转化等方面具有重要应用,如将两种不同植物的原生质体融合,可获得体细胞杂种。
按培养过程分
- 初代培养:从植物体上分离外植体后进行的第一次培养,目的是建立无菌培养体系,使外植体适应离体培养环境,诱导芽的萌发或愈伤组织的形成。
- 继代培养:将初代培养得到的培养物转移到新的培养基上继续培养,以增加培养物的数量,或对培养物进行进一步的诱导分化等操作。如将初代培养得到的丛生芽切割后,转接到新的培养基上,使其不断增殖。
- 生根培养:对于诱导出芽但无根的培养物,将其转移到生根培养基上,诱导不定根的形成,使芽苗形成完整的植株。
按培养方式分
- 固体培养:在培养基中加入琼脂等凝固剂,使培养基呈固体状态。优点是操作简便,易于观察和管理;缺点是营养物质分布不均匀,培养物与培养基的接触面积有限。如在进行菊花的组织培养时,常用固体培养基进行芽的诱导和增殖。
- 液体培养:培养基中不添加凝固剂,呈液体状态。液体培养又可分为静置培养和振荡培养。振荡培养能使培养物与培养基充分接触,营养物质供应均匀,通气状况良好,有利于细胞的生长和代谢,但需要特殊的振荡设备。如在进行红豆杉细胞培养生产紫杉醇时,常采用液体振荡培养。
按培养规模分
- 小规模培养:一般在实验室中进行,使用较小的培养容器,如试管、三角瓶等,用于植物组织培养的基础研究、品种选育等。
- 大规模培养:主要用于植物种苗的大规模生产或次生代谢产物的工业化生产,需要使用生物反应器等大型设备,如在生产人参皂苷时,可利用生物反应器进行人参细胞的大规模培养。
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