摘要:在對植物組織進行培養(yǎng)過程中,糖類是碳的主要來源,糖類不僅為植物組織提供了大量的能量,還促進其新陳代謝,使培養(yǎng)植物組織過程更加順利的進行?;诖?,本文通過對植物組織培養(yǎng)時應(yīng)用的糖類進行分析,從細(xì)胞培養(yǎng)、花藥培養(yǎng)、植物生長量和生長速度等方面入手,詳細(xì)的論述了糖類在植物組織培養(yǎng)中的效應(yīng)。
關(guān)鍵詞:糖類;植物組織培養(yǎng);效應(yīng)
前言:
在培養(yǎng)植物組織時,糖類是植物組織滲透環(huán)境的關(guān)鍵調(diào)節(jié)者之一,將糖類應(yīng)用到其中之后,可以使培養(yǎng)基滲透壓始終保持一致,有利于植物組織的分化和生長。同時,糖的用量和種類都會影響植物組中的生長量和生長速度,也影響著系統(tǒng)的形態(tài)變化、合成次生代謝物過程以及植物組織的代謝水平等,是培養(yǎng)植物組織成功與否最為關(guān)鍵的因素。
1植物組織培養(yǎng)中應(yīng)用的糖類
通常情況下,在培養(yǎng)植物組織過程中,利用蔗糖對其進行培養(yǎng),同時蔗糖也一直被看做是標(biāo)準(zhǔn)碳源,大部分培養(yǎng)基合成過程中都是以蔗糖為主要碳源。近年來,隨著研究的不斷深入以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,許多研究顯示,蔗糖并不是唯一的最佳碳源,有很多糖類都能夠作為碳源而應(yīng)用于培養(yǎng)基中。如:單糖主要包含核糖、半乳糖、山梨糖、甘露糖、果糖、葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、赤蘚糖、脫氧核糖、甘露庚糖等。二糖主要包含蔗糖、纖維二塘、麥芽糖等。三糖主要包含麥芽三糖、棉子糖等。多糖主要包含糖原、直鏈淀粉、淀粉以及可溶性淀粉等。還有諸如糖胺、糖醇、磷酸化糖以及混合糖類。這些糖都可以作為培養(yǎng)植物組織的碳源。
2糖類在植物組織培養(yǎng)中的效應(yīng)
2.1在細(xì)胞培養(yǎng)中的效應(yīng)
糖類在細(xì)胞培養(yǎng)中的效應(yīng)主要體現(xiàn)在兩方面,1)在細(xì)胞合成次生代謝物和代謝水平中的效應(yīng)。糖類作為培養(yǎng)植物組織中的關(guān)鍵能源和碳源,將糖類應(yīng)用到其中之后,增加其濃度可以使細(xì)胞中有利于促進植物新陳代謝的物質(zhì)含量增加,這是由于在培養(yǎng)過程中,加大了糖類的含量,會使培養(yǎng)基滲透壓增大,促使細(xì)胞不斷分化,從而提高植物組織生陳代謝水平。此外,對植物細(xì)胞次生物質(zhì)如胡蘿卜素、花青苷等合成代謝也有很大的影響。這是由于隨著滲透壓的增加,會對次生產(chǎn)物形成過程產(chǎn)生影響,刺激細(xì)胞中次生物質(zhì)不斷生長,并且不受破壞。2)在細(xì)胞形態(tài)中的效應(yīng)。在培養(yǎng)植物組織過程中,植物的細(xì)胞胚成熟需要的滲透壓比較高,這是由于滲透壓影響原理造成的。滲透壓是通過引發(fā)植物細(xì)胞失水,促使細(xì)胞內(nèi)所有物質(zhì)含量升高,從而影響植物體細(xì)胞的成熟速度。這時需要利用較高濃度的糖類對其進行調(diào)節(jié),在調(diào)節(jié)過程中,通過對糖類的濃度控制細(xì)胞的生長速度、密度、排列狀況以及呼吸頻率等。由此可見,糖類在培養(yǎng)植物組織過程中的應(yīng)用,對細(xì)胞有很大的效應(yīng),幫助植物組織快速生長。
2.2在花藥培養(yǎng)中的效應(yīng)
在培養(yǎng)植物組織過程中,糖類的應(yīng)用,可以對花藥培養(yǎng)過程產(chǎn)生非常大的積極影響。在將糖類應(yīng)用到其中時,糖類會使花粉粒和花藥壁組織分離,并且在此過程中,會將氈層中出現(xiàn)的花粉胚子發(fā)育信息進行阻斷,孤立其中的小狍子。同時在短時間內(nèi)利用糖類對植物組織的花粉進行預(yù)處理,然后將其加入培養(yǎng)基中。這時高滲溶液可會加劇植物花藥壁中的質(zhì)壁分離速度,使花粉和花藥壁的分離速度變快。但是在應(yīng)用過程中,還要注意糖類濃度,這是因為培養(yǎng)基中糖類濃度過高,會導(dǎo)致大量花粉死亡,此時花粉的質(zhì)壁嚴(yán)重分離,并且不能復(fù)原,在很大程度上細(xì)胞分裂受到了消極影響。通常情況下,糖類濃度超過9%之后,幾乎察覺不到植物花粉中的各類細(xì)胞分裂現(xiàn)象。因此,在合成培養(yǎng)基過程中,要注意糖類濃度的應(yīng)用。從整體上來看,糖類在花藥培養(yǎng)中的效應(yīng)比較明顯,能夠刺激細(xì)胞不斷分裂,促使花粉生成,從而促進植物的生長。
2.3在植物生長量和生長速度中的效應(yīng)
在培養(yǎng)植物植物過程中,糖類是滲透壓穩(wěn)壓劑和碳源,它可以支持絕大部分植物進行離體培養(yǎng),并且保證其旺盛生長。在實際培養(yǎng)過程中,如果培養(yǎng)基中沒有糖類,這時植物細(xì)胞體內(nèi)會得不到充足的碳源,使其生長緩慢,并且在培養(yǎng)末期時,植物細(xì)胞的分類和增長還會出現(xiàn)下降的趨勢。在培養(yǎng)植物物質(zhì)過程中,糖類的濃度在允許的范圍內(nèi)可以恢復(fù)植物組織所受的創(chuàng)傷。如果將糖類配合激素使用,在這種情況下,會使植物組織迅猛增長,同時其生命非常旺盛,芽均勻、粗壯且增殖快。此外,糖類在離體胚生根誘導(dǎo)和促進根的培育壯苗與生根中也起到非常大的作用,尤其是根的生長與形成等方面。糖類不僅可以作為碳源提供營養(yǎng),而且可以象激素一般促使根生長與形成,培養(yǎng)效果會隨著糖類的濃度增加而有所提高。
結(jié)論:
綜上所述,在培養(yǎng)植物組織過程中,糖類是其所需碳源的根本所在,將糖類應(yīng)用其中有著非常重要的現(xiàn)實意義。經(jīng)過上文分析可得,糖類對細(xì)胞的形態(tài)以及其內(nèi)部生陳代謝有著非常大的影響,在促進其細(xì)胞分裂的同時,使花粉與花粉壁脫離,從而提高植物組織的生長速度。
參考文獻:
[1]陳紅.植物組織培養(yǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].生物化工,2018,4 (05):137-139.
[2]陶阿麗,曹殿潔,華芳,李勝男,楊梅蘭.植物組織培養(yǎng)技術(shù)研究進展[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版),2018,15 (18):31-35.
作者簡介:李羽彤(2001.01.13)女,遼寧省鐵嶺市,高中學(xué)歷,學(xué)校:遼寧省鐵嶺市高級中學(xué)。