组织培养常用激素简介——组培实质上是传说中的逆天改命

 

来源公众号：克维的植物学笔记　作者：Zhi Yan

　　植物组织培养（Plant Tissue Culture）指在无菌条件下培养植物组织、器官或细胞，实现快速繁殖、遗传改良和种质保存的一项技术。组织培养离不开植物激素的参与。目前，普遍认为九种植物激素参与植物信号调控，包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸、独角金内酯、油菜素内酯、水杨酸、茉莉酸。一般来说，组织培养中使用的主要为前五类，其中生长素、细胞分裂素、赤霉素利用最多。以下为常用几种激素介绍：

一、生长素（Auxins）

　生长素是组织培养中最重要的一类激素之一，主要作用是促进细胞伸长、诱导愈伤组织形成以及促进根的发生。在愈伤组织诱导和生根阶段常常使用生长素。

常见生长素包括：

IAA（Indole-3-acetic acid，吲哚乙酸）：天然生长素，但在培养基中稳定性较差。
IBA（Indole-3-butyric acid，吲哚丁酸）：常用于诱导不定根形成。
NAA（Naphthaleneacetic acid，萘乙酸）：人工合成生长素，稳定性较好。
2,4-D（2,4-dichlorophenoxyacetic acid，2,4-二氯苯氧乙酸）：常用于诱导愈伤组织形成。

二、细胞分裂素（Cytokinins）

     细胞分裂素主要促进细胞分裂和芽分化，是组织培养中诱导芽再生的重要激素。在芽分化培养基中通常含有较高浓度的细胞分裂素。

常见细胞分裂素包括：

6-BA（6-benzyladenine，6-苄基腺嘌呤）：组织培养中最常用的细胞分裂素之一。
KT（Kinetin，激动素）：能够促进细胞分裂和芽形成。
ZT（Zeatin，玉米素）：天然细胞分裂素，分为顺式玉米素（cis-zeatin）和反式玉米素（trans-zeatin），其中反式玉米素（trans-zeatin）活性更高。
TDZ（Thidiazuron，噻苯脲）：活性较强，在一些木本植物再生体系中效果显著。

三、赤霉素（Gibberellins）

    赤霉素主要促进细胞伸长和茎的生长，在组织培养中常用于促进试管苗的生长和伸长。最常使用的赤霉素是GA₃（Gibberellic acid）。不过在许多组培体系中，使用频率较低。

四、脱落酸（Abscisic Acid, ABA）

    脱落酸通常被认为是一种抑制型激素，在组织培养中主要用于促进胚的成熟以及提高植物对逆境的耐受能力。在体细胞胚胎发生体系中，ABA常被用于胚胎成熟阶段。

五、乙烯（Ethylene）

    乙烯是一种气体植物激素，在组织培养瓶中会自然积累，对植物生长和器官分化产生一定影响。通常不直接添加乙烯，而是通过改善培养条件或通气来调节其影响。

    在植物组织培养中，关键的不是单一激素，而是不同激素之间的比例关系。经典规律认为：当培养基中生长素浓度高于细胞分裂素时，容易诱导根的形成；当两者浓度接近时，容易形成愈伤组织；当细胞分裂素高于生长素时，则更容易诱导芽分化。因此，在建立植物组织培养体系时，研究者通常通过调整生长素与细胞分裂素的比例，来实现愈伤组织诱导、芽再生和生根等不同培养目标。

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