正文 第二節體細胞胚胎的發生(2 / 2)

(四)培養基的外源激素

外源激素在誘導離體培養物產牛胚狀體上的作用因植物而異,根據郭仲琛和桂耀林(1990年)的評述,可以歸納如下。不同植物在離體培養時對培養基中外源激素的需求有3種情況。

1.誘導胚狀體的全過程不需要激素。這種情況見於蒔蘿和茴香的子房培養以及煙草和曼陀羅的花藥培養。雖然如此,在培養基中添加少量的IAA和KT可以提高胚狀體的誘導的頻率。

2.誘導胚狀體的全過程需要外源激素,這種情況見於石龍芮的下胚軸培養以及檀香、石刁柏、和苣蕒菜的愈傷組織培養。有的甚至需要較高的激動素和生長素的配比,才能有高的胚狀體產生的頻率,如咖啡的愈傷組織培養,以及顛茄的花藥培養。

3.誘導胚狀體的前期培養需要激素,後期不需要激素或需要極低濃度的激素。這種情況比較常見,一般是先在有激素的培養基上誘導外植體產生愈傷組織,然後轉入無激素培養基誘導胚狀體。如石刁柏下胚軸愈傷組織培養、顛茄細胞懸浮培養以及歐芹的愈傷組織培養。

不同植物的胚狀體發生,要求有不同的激素種類,大多數研究結果表明,在含2,4-D的培養基上誘導的愈傷組織轉移到不含2,4-D或含低濃度2,4-D的培養基上後容易分化胚狀體。誘導單子葉植物外植體產生愈傷組織需要的濃度較高,其濃度範圍在1~5mg/L;而雙子葉植物胡蘿卜則要求在較低濃度的2,4-D上誘導愈傷組織(0.1~1.0mg/L),然後轉移到2,4-D濃度低於0.1mg/L的培養基上就可大量形成胚狀體。芹菜體細胞胚胎發生對2,4-D濃度的要求與胡蘿卜非常相似。

在有些情況下,細胞分裂素也對胚狀體的發生和發育有促進作用。玉米素對於一些植物的體細胞胚胎發生表現促進作用,在胡蘿卜的細胞懸浮培養中,加人0.1mg/L的玉米素能促進胚狀體的發生。咖啡的外植體要在高激動素(18.4mg/L)和生長素(IAA4.5mg/L)的培養基上誘導出愈傷組織,然後才能高頻率的產生胚狀體。如顛茄細胞原生質體培培養中,愈傷組織培養在含有NAA(2mg/L)和激動素(0.1mg/L)培養基上能夠形成胚狀體。在南瓜的體細胞胚胎發生中采用NAA和IBA配合使用更為合適。

一般認為,赤黴素對胚狀體的形成沒有好處,而脫落酸(ABA)對胚狀體的後期發育有促進作用。對胡蘿卜組織培養中的ABA測定表明,培養開始時,內源ABA的濃度很低,約為8mg/L,培養7d後ABA的含量有明顯增加,因而,7d後在培養基中若加入ABA,就會抑製胚狀體的產生。但是培養後期加入ABA有利於胚的正常發育。

此外有不少報道指出,在培養基中除激素外,加入20~40mg/L腺嘌呤有利於胚狀體的誘導。已經知道腺嘌呤和細胞分裂素在誘導煙草莖段分化芽的過程中有協同作用,腺嘌呤有利於胚狀體的誘導,可能也是這種原因。

(五)培養基的氮源

氮源被認為是胚胎發生的重要因素,特別是還原態氮。在培養基的無機鹽中銨態氮屬於還原態氮,因此培養基中銨鹽含量的高低直接影響胚狀體的誘導效果。比較White和MS兩種基本培養基中氮的含量,MS培養基中的銨態氮的含量大大高於White培養基,通常情況下MS培養基比White培養基對胚狀體的形成有更好的效果。有機氮源對於胚狀體的發生和發育也有明顯的促進作用。在許多實驗中,培養基中添加水解酪蛋白(500~1000mg/L)或酵母提取物(500~1000mg/L)都有利於胚狀體的發生。許多研究者試驗過各種氨基酸對誘導胚狀體分化的作用,發現穀酰胺、絲氨酸、天冬氨酸和精氨酸對誘導胚狀體有良好效果。脯氨酸對於禾穀類的胚狀體發生有重要的作用。

(六)天然提取物與活性炭對胚狀體形成的作用

椰子乳汁被認為是對胚胎發牛最有效物質。它是一種液體胚乳,對胚的生長發育有明顯的促進作用。其他如未成熟的玉米胚乳、水稻胚乳、小麥胚乳,對胚的生長都有一定效果。酵母提取物、麥芽提取物、酪蛋白水解物等對胚狀體的產生和發育都有良好的作用。對有些作物,如玉米、棗樹、番木瓜等,在培養基中加入活性炭對胚狀體的發育大有好處(郭仲琛和桂耀林,1990年)。活性炭的作用可能與吸附一些外植體分泌出的有毒物質有關,這些物質在胚狀體的發生和發育過程有抑製作用。