介绍(简介 摘要)

与传统技术的主要不同点(培养容器 培养基质 CO2输入)

介绍

简介

在植物组织培养中，小植株的生长方式有三种：一是植物靠光合作用进行自然生长（自养）；二是植物体靠培养基中的糖进行异养生长（异养）；三是植物既靠培养基中的糖又靠人工光照，同时进行异养和自养生长（兼养）。现在常规的植物组培快繁技术大多数是以第三种方式进行。在异养和兼养的条件下，小植株主要依靠培养基中的糖作为碳源，极易引起微生物的污染。为了减少微生物的污染，封闭的、小的容器必须被使用。在小的培养容器中，环境控制系统的开发是困难的；由于培养基中糖的成在，导致叶片表层结构发育差，气孔开闭功能不强，叶片小，叶绿素含量降低，最终抑制和降低了小植株的光合作用能力；与植株自然生长差异悬殊的容器内环境，还导致植株生理、形态上的一定紊乱，难以适应的种类会生长发育延缓或死亡；有的种类会出现植株生长细弱，叶片舒展度差，生根不良，引起驯化阶段植株较高的死亡率；为了解决这些问题，必须依靠使用植物生长调节剂，植物生长调节剂的使用往往导致畸形和变异。

现代的研究已经证明，培养容器中的小植株都有相对高的光合能力。在光独立培养及无糖条件下，也可能比在异养和兼养的条件下生长得快。原有技术高成本的原因之一，是培养基中糖的存在，糖的成本占培养基成本的12%～15%（按每瓶培养基加30g糖计），同时常规植物组培快繁生产过程中，出现的高污染率，也由于培养基中糖的存在而引起。在此论点下，植物组织无糖快繁技术的概念被提出来了。

植物组织无糖快繁技术与常规的植物组织快繁技术不同之点在于改变了碳源的供给途径，即改变培养基成分，培养基中不再含有糖；组培苗由原玻璃瓶内养殖改为箱式大容器培养；输入可控制量的CO2气体作为碳源。并通过控制培养环境因子，促进植株光合作用速率，使之由异养型转变为自养型。因而可使植株长势良好，生物量较有糖培养的显著增加，污染率明显降低。

摘要

植物无糖组培快繁技术又称为光独立培养微繁殖技术，其英文名为：photoautotrophic micropropagation。该技术由国家外专局和昆明市科技局从日本千叶大学引进，它是植物组织培养的一种全新的概念。特点在于：采用人工环境控制的手段，用CO2代替糖作为植物体的碳源，提供最适宜植株生长的光、温、水、气、营养等条件，促进植株的光合作用，从而促进植物的生长发育，在短时间内，在较低的生产成本下，快速繁殖大量的优质种苗，它适用于所有植物的微繁殖。

关键词：无糖培养； CO2浓度； 强制性换气；

与传统技术的主要不同点

大型的培养容器无糖培养微繁殖与传统技术的主要不同点

培养容器

培养容器是小植株生长的场所，它直接影响小植物的生长发育。在传统的组织培养微繁殖中，由于培养基中糖的存在，一般是采用小的培养容器以防止微生物的污染，因此容器中的植株是生长在高的相对湿度，低的光照强度，稀薄的CO2浓度的条件下。而且培养基中高的糖浓度和盐以及植物生长调节剂，有毒物质的累积和微生物的缺乏。这此条件常常引起植物低的蒸发率、光合能力、水和营养的吸收，而小植物的暗呼吸却很高，结果造成贫乏的生长。

光独立培养微繁殖的一个优势就在于培养基中除去了糖，污染率降低，大型的培养容器能够使用。我们知道，容器的类型影响容器内气体的构成和光的环境。密封的容器及弱光照容易产生玻璃苗。为了对容器内的空气湿度、气体的流动、CO2的浓度、热的扩散等因素进行控制。昆明市环境科学研究所开发了一种大型的培养容器，尺寸是根据日光灯管的长度和培养架的宽度确定的，体积120L，培养面积5610(cm)2,可放在培养架上多层立体式培养。目的是为了有效的利用光源和培养面积，进一步降低能耗、投资和运行成本。

实践证明：这种新型的培养容器，透光性好，便于气体交换，分布均匀、利于植株对CO2的充分吸收；能够促进植株更快的生长发育，减少生理和形态的紊乱，植株健壮；可以使驯化过程变得简单甚至可以省去；而且简化了操作程序，极大的降低生产成本。

培养基质

在植物组织培养中，培养基质的种类是十分重要的，它直接影响植株根区的环境，影响植株的生根率。在传统培养中，凝胶状的物质如琼脂、卡那胶通常被用作培养基质。但植株根系的发育在琼脂中通常是瘦小、脆弱的，当植株移植到土壤时容易被损坏。事实上，多孔的无机的材料，例如蛭石、珍珠岩、砂、塑料泡沫、石棉、陶棉、纤维素等也能用作培养基质。我们的试验表明，多孔的无机材料比凝胶状的物质好，因为它良好的透气性，使植物的根区环境中有较高的氧浓度，从而促进了植株根系的发育，生根率达98-100%，而且多孔的无机材料代替价格昂贵的琼脂，生产成本低。

CO2输入

无糖培养微繁殖技术的一个重有的特征就是培养基中的糖被除去。而由CO2代替糖作为植物体的碳源，以减少微生物的污染，促进植株自养进行光合作用，从而促进植株快速生长和发育，以便在短时间内获得大量的遗传均匀一致的植株。但单靠容器内的CO2浓度远远不能满足植株生长的需求，需要人为的输入CO2，一般而言，输入的方式有两种：自然换气和强制性换气，自然换气是培养室的空气通过培养容器的微小的缝隙或透气孔进行培养容器内外气体的交换；强制性换气是指利用机械力的作用进行培养容器内外气体的交换。在强制性换气条件下生长的植株一般都比自然换气条件下生长的好。

需有特别指出的是CO2浓度和光照强度是植物进行光合作用的两个最重要的因素，生产中应根据不同植物CO2的补偿点、饱和点以及光的补偿点和饱和点来调节CO2浓度和光照强度，以促进植株的生长发育，缩短培养周期。我们在生产中常采用的指标是：在5000lx-6000lx的光照条件下，C3植物的CO2浓度以1000-1500ppm为宜；在7000LX-8000LX的光照条件下，C4植物以2000ppm-3000ppm为宜。