植物細(xì)胞培養(yǎng)及原生質(zhì)體培養(yǎng)(已修改)
2025-05-25 04:08 本頁面
【正文】 第 十 章 植物細(xì)胞及原生質(zhì)體培養(yǎng) 一、植物細(xì)胞培養(yǎng)： 在一定條件下，通過人工供給營養(yǎng)物質(zhì)及生長因子，使離體植物細(xì)胞生長繁殖的方法。 細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)主要用于研究細(xì)胞生長、發(fā)育與分化等理論以及用于植物次生代謝物質(zhì)生產(chǎn)。 （一）細(xì)胞培養(yǎng) (cell culture)的特性： 1. 植物細(xì)胞較微生物細(xì)胞大，具有纖維素細(xì)胞壁，抗剪切力差； 2. 細(xì)胞生長速度慢，易受微生物污染，有時(shí)需用抗生素； 3. 細(xì)胞生長的中期及對數(shù)期，易凝聚為直徑達(dá) 350 um一 400 um 的團(tuán)塊，懸浮培養(yǎng)較困難； 4. 培養(yǎng)時(shí)需供氧，培養(yǎng)液粘度大，不能耐受強(qiáng)力通風(fēng)攪拌；并具有群體效應(yīng) 5. 培養(yǎng)細(xì)胞產(chǎn)物滯留于細(xì)胞內(nèi)，且產(chǎn)量較低，培養(yǎng)過程具有結(jié)構(gòu)與功能全能性。 1 (二 ) 植物細(xì)胞培養(yǎng)的營養(yǎng)需求及培養(yǎng)基 １ . 營養(yǎng)需求： 植物細(xì)胞生長所需營養(yǎng)較微生物細(xì)胞復(fù)雜，除水分外，其它營養(yǎng)成分可分為如下幾類 ： (1) 無機(jī)營養(yǎng) : 如 N、 P、 K、 Ca、 Mg、 Fe、 Cu、 Mn、 Zn、 B、 Mo、 I等； (2)維生素 ：如維生素 B B煙酸、肌醇、生物素、泛酸鈣及葉酸等； (3) 碳源 : 如蔗糖、葡萄糖、木糖、甘露糖及山梨醇等； (4)天然物 : 如水解乳蛋白、水解酪蛋白、椰乳、酵母提取液、香蕉汁、荸薺汁、生梨汁及蘋果汁等； (5) 植物激素 : 如生長素 、赤霉素、細(xì)胞分裂素 、脫落酸；其它有油菜素內(nèi)酯、三十烷醇、肽類、半支蓮醇、月光花素、石蒜素、玉米素等； (6)氨基酸類 : 如甘氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、絲氨酸、賴氨酸、亮氨酸、脯氨酸、蛋氨酸、組氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、蘇氯酸、蘇氨酸、酪氨釀、精氨酸、丙氨酸及半胱氨酸等； (7) 核酸及其水解物 : 如 DNA、 RNA、黃嘌呤、次黃嘌呤、腺嘌呤、鳥嘌呤及胸腺嘧啶等； (8) 其它成分 : 如氯化膽堿、膽質(zhì)素、膠氨酸、蘋果酸及反丁烯二酸等 . 2. 培養(yǎng)基： (1)固體培養(yǎng)基 ：添加瓊脂等 (2) 液體培養(yǎng)基 ：不加瓊脂等 (三 ) 植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 實(shí)驗(yàn)室中有懸浮培養(yǎng)、固相化培養(yǎng)、單細(xì)胞培養(yǎng)（微室培養(yǎng)、平板培養(yǎng)、看護(hù)培養(yǎng)、懸滴培養(yǎng)、微滴培養(yǎng)）等多種培養(yǎng)方式。 1. 懸浮培養(yǎng)法： 植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng) (cell suspension culture) 即植物細(xì)胞或小的細(xì)胞聚集體在液體培養(yǎng)基中于搖床 上進(jìn)行懸浮培養(yǎng)，這些 細(xì)胞和小的聚集體來自愈傷組織，某個(gè)器官或組織，甚至幼嫩的植株，通過物理或化學(xué)的方法進(jìn)行分離而獲得。 (1) 優(yōu)良的懸浮細(xì)胞培養(yǎng)體系必需滿足： A. 懸浮培養(yǎng)物分散性好，細(xì)胞團(tuán)較小，一般由幾十個(gè)以下的細(xì)胞組成。 B. 均一性好，細(xì)胞形狀和細(xì)胞團(tuán)大小大致相同。 C. 生長迅速，懸浮細(xì)胞的量一般 2— 3天甚至更短時(shí)間便可增加一 。 (2) 培養(yǎng)過程： 將愈傷組織、無菌苗、吸漲胚胎或外植體芽尖、根尖及葉肉組織，經(jīng)勻漿器破碎、紗布或不銹鋼網(wǎng)過濾，單細(xì)胞濾液作為按種材料，接種于液體培養(yǎng)基中振蕩培養(yǎng)。 (3) 懸浮培養(yǎng)特點(diǎn)： 培養(yǎng)過程中細(xì)胞總數(shù)不斷增加，一定時(shí)間后產(chǎn)量達(dá)最高點(diǎn)，生長趨于停止。然后進(jìn)行移植繼代培養(yǎng)，其過程表現(xiàn)出嚴(yán)格可重復(fù)周期性變化，細(xì)胞增長規(guī)律與微生物相同，有延遲期、對數(shù)生長期、減慢期及靜止期等階段。植物細(xì)胞接種時(shí)要達(dá)到一定細(xì)胞濃度，通常為 0. 25 x l0‘細(xì)胞／ ml 一 0. 5 x 10‘細(xì)胞／ m1。 (4)懸浮培養(yǎng)類型： A. 成批培養(yǎng) (Batch culture)： 成批培養(yǎng)是在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)。細(xì)胞材料生長在已固定體積的培養(yǎng)基中。隨著細(xì)胞數(shù)量的增加，培養(yǎng)基營養(yǎng)的消耗及某些其他因子的積累會(huì)使細(xì)胞停止生長。 繼代培養(yǎng)需取出少量培養(yǎng)物轉(zhuǎn)接于新鮮培養(yǎng)液中。生長過程包括延遲期、指數(shù)期、靜止期等。 分緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)培養(yǎng)（ 12rpm）、震蕩培養(yǎng)（ 100rpm）、快速轉(zhuǎn)動(dòng)培養(yǎng)（ 80120rpm）和攪拌培養(yǎng)。 B. 連續(xù)培養(yǎng) (Continuous culture): 是用一定容積的非密閉系統(tǒng)進(jìn)行 細(xì)胞培養(yǎng)的方法，在培養(yǎng)過程中不斷注入新鮮培養(yǎng)基，而使?fàn)I養(yǎng)物連續(xù)得到補(bǔ)充，細(xì)胞生長和增殖連續(xù)進(jìn)行，同時(shí)有等體積的培養(yǎng)物排除系統(tǒng)。 最大特點(diǎn)是細(xì)胞生長速率標(biāo)準(zhǔn)一致，新形成的細(xì)胞補(bǔ)償了被排出的細(xì)胞，系統(tǒng)內(nèi)細(xì)胞密度、生長速度、化學(xué)成分、細(xì)胞代謝活性都維持恒定。可通過改變培養(yǎng)基
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