植物組織培養及其在中草藥研究中的運用（一）

    植物組織培養（Plant  Tissue Culture）是應用無(wú)菌培養的方法培養植物的一個(gè)離體部分，也即是一種將自然環(huán)境中分離出來(lái)的植物細胞或組織放入含有合成培養基的瓶中，在無(wú)菌條件下使之生長(cháng)或發(fā)育的方法。這項工作自動(dòng)控制50年代后期至今巳取得了很大的進(jìn)展，如誘導培養胡蘿卜的體細胞分化成完整植株，由曼陀羅的花藥培養形成了單倍體的植株。

　　從而證明了植物每個(gè)體細胞都有形成整體植物的潛在能力，如植物細胞具有“全能性”，在離體培養的一定條件下能誘導其分化器官和再生成植株。70年代以后有關(guān)植物原生質(zhì)體培養和體細胞雜交的研究得到了很訣發(fā)展，如煙草、曼陀羅、顛茄、胡蘿卜、油菜等能從其原生質(zhì)體經(jīng)培養再生分化長(cháng)成胚或完整的植物，利用原生質(zhì)體融合已經(jīng)能使煙草屬和矮牽牛屬的雜種細胞增殖分化成雜種植株。

　　因此，運用組織培養方法可以在比較簡(jiǎn)單易觀(guān)察的條件下研究細胞、組織或器官的繁殖、生長(cháng)和分化，以及各種外界因素對它們的影響，從而為解決農業(yè)生產(chǎn)和藥物生產(chǎn)中的某些問(wèn)題開(kāi)辟了廣闊的前景，目前已有若干重要成果應用于生產(chǎn)實(shí)踐中，一為營(yíng)養繁殖系的快速繁殖，如以甘蔗為例，原來(lái)每畝要用蔗種0.5～1噸，用組織培養快速繁殖的幼苗進(jìn)行栽培可節省大量蔗種。又如貝母繁殖率非常低，而用組織培養分化出的三個(gè)月左右的鱗莖，其大小就相當于用種子繁殖二年生的鱗莖，另一為藥物和生物制品的工業(yè)生產(chǎn)，藥用植物的有效成分一般都從植物體提得，其產(chǎn)量和質(zhì)量難免要受到植物的遺傳性、生長(cháng)條件、收獲時(shí)間及貯藏和運輸等因素所影響，如果能采用類(lèi)似培養微生物產(chǎn)生抗菌素的方法生產(chǎn)有效成分，就可克服這些缺點(diǎn)，這對生長(cháng)條件要求嚴格、生長(cháng)緩慢、產(chǎn)量低、價(jià)值貴重的植物藥更有意義。如近年來(lái)已大量培養人參組織，并提取有效成分，因此利用組織培養生產(chǎn)藥用成分，探索天然藥物生產(chǎn)工業(yè)化的途徑是當前藥物生產(chǎn)的一個(gè)新方向，隨著(zhù)大規模人工培養技術(shù)的成功，就有可能用組織培養法來(lái)代替全植物提取有效成分，這項工作將是未來(lái)研究植物藥的中心課題之一。

　　培養基的組成和配制法培養條件

　　材料和方法有效成分的形成

　　一、培養基的組成和配制法

　　近年來(lái)用的化學(xué)合成培養基大致由6種成分組成：（1）糖類(lèi)，②多種無(wú)機鹽類(lèi)，（3）微量元素，（4）氨基酸、酰胺、嘌呤：（5）維生素；③生長(cháng)素。此外，有些培養基還可添加天然的汁液，如椰子汁、酵母提取液、水解酪蛋白、麥芽浸出液等，培養基中如加入0．5～1％的瓊脂即為靜止培養的固體培養基，否則為懸浮培養的液體培養基。不同植物材料常需要改變配方，如維持生長(cháng)和誘導細胞分裂和分化的培養基配方就不同，因此配方的種類(lèi)很多，目前以Ms （Murashige  and  Skoog）培養基配方為最常用的一種基本培養基，它利于一般植物組織和細胞的快速生長(cháng)。

　　總之，在進(jìn)行組織培養研究時(shí)應根據研究目的和培養植物的種類(lèi)來(lái)確定培養基的組成，除營(yíng)養、誘導作用外還應當注意離子平衡和毒性問(wèn)題，如水一般都采用重蒸餾水，無(wú)機鹽類(lèi)一般都需用化學(xué)純的藥品， 

　　pH值可用1N  KoH（或NaOH）溶液和2N  HCI調整。有時(shí)可以用普通藥品代替，但須注意這些藥品不僅應有營(yíng)養價(jià)值，還須無(wú)毒。如果在工業(yè)上使用大缸深層培養細胞或組織生產(chǎn)有效成分和生物制品、應用培養基的量將要以噸位計量時(shí)，則采用什么代用品較為經(jīng)濟實(shí)用更應慎重考慮。

　　二、培養條件

　�。ㄒ唬�溫度：

    對大多數植物組織20～28℃即可滿(mǎn)足生長(cháng)所需，其中26～27℃最適合。

　�。ǘ�）光： 

　　組織培養通常在散射光線(xiàn)下進(jìn)行。光的影響可導致不同的結果。有些植物組織在暗處生長(cháng)較好，而另一些植物組織在光亮處生長(cháng)較好，但由愈傷組織分化成器官時(shí)，則每日必須要有一定時(shí)間的光照才能形成芽和根。有些次生物質(zhì)的形成，光是決定三因素。

　�。ㄈ�）滲透壓： 

　　滲透壓對植物組織的生長(cháng)和分化很有關(guān)系。在培養基中添加食鹽、蔗糖、甘露醇和乙二醇等物質(zhì)可以調整滲透壓。通常1～2個(gè)大氣壓可促進(jìn)植物組織生長(cháng)，2個(gè)大氣壓以上時(shí)，出現生長(cháng)障礙，6個(gè)大氣壓時(shí)植物組織即無(wú)法生存。

　�。ㄋ模┧釅A度：

    一般植物組織生長(cháng)的最適宜pH為5～6．5。在培養過(guò)程中pH可發(fā)生變化，加進(jìn)磷酸氫鹽或二氫鹽，可起穩定作用。

　�。ㄎ澹┩�氣： 

　　懸浮培養中細胞的旺盛生長(cháng)必須有良好的通氣條件。小量懸浮培養時(shí)巨常轉動(dòng)或振蕩，可起通氣和攪拌作用。大量培養中可采用專(zhuān)門(mén)的通氣和攪拌裝置。

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