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怎么處理植物組織培養(yǎng)過程中出現(xiàn)的各種污染
發(fā)布時間: 2023-04-07 點(diǎn)擊次數(shù): 1296次1. 培養(yǎng)基的配制注意事項(xiàng)
植物組織培養(yǎng)經(jīng)常用到 MS 培養(yǎng)基,包含十幾種化合物。因?yàn)橛行┗衔锵嘤鰰l(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀,影響培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分,準(zhǔn)備 MS 培養(yǎng)基需要配制多種高倍母液。且配制母液時,尤其涉及大量元素的母液時,一定要等一種成分溶解之后,再緩慢的添加另一種成分,切記「一鍋煮」,即不能將各種化合物一齊添加進(jìn)去。可選用MS 培養(yǎng)基基鹽在自行加入蔗糖和瓊脂配制 MS 培養(yǎng)基,既經(jīng)濟(jì),更高效。
2. 滅菌后培養(yǎng)基不凝膠或者凝膠偏軟
植物凝膠、瓊脂都對酸性條件敏感,pH 值低于 5 很難成膠或凝膠偏軟,切記高壓滅菌前調(diào)節(jié)培養(yǎng)基 pH 值(5.5 - 6.0)。植物凝膠對二價陽離子濃度有要求,也就是相對于 MS 培養(yǎng)基,1 / 2MS 培養(yǎng)基中植物凝膠要適當(dāng)增加用量。另外滅菌后,倒出培養(yǎng)基前一定將培養(yǎng)基搖勻(帶防燙手套),因?yàn)槭黔傊芏却蟮讓雍扛?,容易造成培養(yǎng)基強(qiáng)度不均勻。選擇 Coolaber 改良 MS 培養(yǎng)基(PM10121,pH5.8±0.2)含蔗糖和瓊脂/植物凝膠,可以省去調(diào) pH 步驟。
3. 水解酪蛋白有酸水解和酶水解之分,在使用過程中有無區(qū)別?
水解酪蛋白對胚狀體、不定芽的分化有良好的促進(jìn)作用,通常用量在 500 mg/L,不管是酸解還是酶解,作用都是一樣的,酶解更有利于發(fā)揮其作用。
4. 怎么溶解組培常用植物激素?
IAA、IBA、GA、玉米素、多效唑等應(yīng)先溶解于少量 95% 的乙醇中,再加水定容配制成母液;如有結(jié)晶析出,可考慮用 1 / 10 體積的乙醇溶解后再定容;2,4 -D 易溶于堿性水溶液,可用少量 1mol/L 的 NaOH 溶液溶解后再慢慢加水定容;KT 和 6 -BA 先用少量的 HCL 溶解,再加水定容到一定的濃度。
5. 細(xì)胞分裂素使用濃度?
一般情況下在培養(yǎng)基中加入 0.1~10.0 mg/L 的細(xì)胞分裂素(6 -BA/KT/ZT),多數(shù)用 1.0~2.0 mg/L,KT 濃度為 0.5~2 mg/L,這個也要根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料來調(diào)整。細(xì)胞分裂素可以單獨(dú)使用也可以與細(xì)胞生長素配合使用。
6. 哪些植物激素能高壓滅菌,哪些不能高壓滅菌。
IBA、NAA、6 -BA、2,4 -D 可高溫高壓滅菌。 IAA、GA3、茉莉酸等不可高溫高壓滅菌,否則會分解失效,該類植物激素配制母液后需用 0.22 微孔濾膜過濾除菌,待培養(yǎng)基冷卻(50 - 60℃)后尚未凝膠前加入混勻。
7. 培養(yǎng)基的 pH 值會凝膠硬度有無影響。
有影響。若將培養(yǎng)基 pH 值調(diào)的過高(大于 6),則培養(yǎng)基偏硬,增加接種的阻力,會對外植體造成損傷。若將培養(yǎng)基 pH 值調(diào)的過低(小于 4.5),則培養(yǎng)基不能凝固,起不到固定外植體的作用。一般將培養(yǎng)基的 pH 調(diào)節(jié)至 5.5~6.0 為宜。
8. 滅菌過程會否影響培養(yǎng)基的 pH 值?
培養(yǎng)基中的蔗糖和激素在高溫滅菌過程中容易酸化,培養(yǎng)基 pH 值滅菌后會有所下降,滅菌前培養(yǎng)基的 pH 值偏低可能導(dǎo)致培養(yǎng)基不凝或偏軟。要求偏酸性的培養(yǎng)基可適當(dāng)增加瓊脂或植物凝膠的用量。
9. 應(yīng)用 75% 的酒精進(jìn)行種子消毒的過程中需要注意的問題
種子在消毒過程中使用 75% 的酒精使用應(yīng)慎重,酒精滲透力強(qiáng),消毒時間過長會直接影響種子發(fā)芽率,所以建議消毒時間不應(yīng)超過 1 min。
10. 原始繁殖材料的消毒
組培中,作為原始繁殖材料的外植體消毒,直接影響整個培養(yǎng)過程的進(jìn)行。從室外采回來的外植體需進(jìn)行消毒,首先用自來水沖洗外植體,沖洗時間可根據(jù)采集部位不同而定,一般在 5~15 分鐘即可;關(guān)鍵在于在超凈臺中進(jìn)行藥劑的處理,常用的藥劑處理有 70% 的乙醇溶液、9% 的次氯酸鈉溶液、和 0.1~0.2% 的升-汞溶液,具體可根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料而定。應(yīng)注意的是經(jīng)升-汞滅菌的外植體必須用無菌水沖洗 6~8 次。
11. 怎么處理植物組織培養(yǎng)過程中出現(xiàn)的各種污染?
植物組織培養(yǎng)過程中的污染來源主要分為 3 種,真菌、細(xì)菌和組織培養(yǎng)過程中的污染源。在操作過程中,難免有菌落入培養(yǎng)基或植物材料上,而導(dǎo)致污染。另外,不正確操作也會增加污染機(jī)率。預(yù)防措施:通風(fēng),保持室內(nèi)空氣干燥,紫外殺菌等。污染物品和污染培養(yǎng)基不要在培養(yǎng)室近距離開瓶洗刷。
污染原因判斷:
培養(yǎng)基污染:若污染菌類是零星分散在培養(yǎng)基中,則可確定是人為引起的污染。比如培養(yǎng)基滅菌不干凈,開瓶時間過長,滅菌后存放時間過長等; 高溫蒸汽滅菌器的溫度、壓力、時間沒有正確設(shè)置;過濾滅菌過程中濾膜孔徑選擇、過濾滅菌器的滅菌處理、過濾滅菌操作等均會影響培養(yǎng)基的滅菌效果。
措施:嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)要求,滅菌規(guī)程操作。
外植體污染:若污染菌類是從材料周圍長起,且發(fā)生在 5 天以后,則說明是材料帶的內(nèi)生菌??赡苁墙臃N用具滅菌不干凈,接種時材料被污染;若從培養(yǎng)基以下開始長菌,發(fā)生時間較早,且有從里向外的趨勢,則說明是切口引起的污染,原因可能是未剪去兩個切口或者雖剪去切口但是所用器具帶菌;或者是未及時發(fā)現(xiàn)污染苗,接種過程中引起交叉污染;
措施:取材時應(yīng)仔細(xì)選擇,以減少污染的發(fā)生。
操作環(huán)節(jié)污染:接種室是否清潔、干燥、密封,是否經(jīng)常用紫外燈照射、甲醛熏蒸、70% 的酒精噴霧殺菌等;超凈工作臺擺放物品雜亂,長時間不換濾網(wǎng),導(dǎo)致凈化能力降低;接種用具滅菌不干凈引起污染;操作不正確等。
措施:每次接種前半個小時,用 20% 的新潔爾擦洗室內(nèi)設(shè)備、工作臺面,再用紫外燈照射 20 min。還可以噴灑 70% 的乙醇進(jìn)行消毒。除了培養(yǎng)基、接種材料、器具和用具保證無菌外,同時在接種時還需要嚴(yán)格進(jìn)行無菌操作。
出現(xiàn)污染后處理措施:
真菌污染后,如果已形成孢子,則必須經(jīng)高壓滅菌后扔掉;若使細(xì)菌污染,只要及時發(fā)現(xiàn),將材料上部未感染菌的部分剪下轉(zhuǎn)接,材料仍可以用。
用抗生素等殺菌藥劑的處理。但至今還未發(fā)現(xiàn)哪種抗生素能夠?qū)Ω鞣N菌都有效,并且常常也會影響植物材料的正常生長分化。另一些藥劑,雖有的殺菌效果好,但往往容易引起鹽害,也無法利用。
12. 外植體的選擇
為了使接種后的誘導(dǎo)得以成功,選擇的外植體應(yīng)該是幼嫩的,處于生長旺盛時期的,而且選擇的外植體的體積不能過小,如若過小則會影響愈傷組織的形成,從而影響進(jìn)一步的分化。因此,一般接種的外植體體積在 0.5~1.0 cm2 的范圍內(nèi)即可。最適的為莖尖、帶芽莖段,也可以利用葉子、子葉、根段、花器官組織等。
13. 植物莖段組織培養(yǎng)需要注意哪些問題
以莖段進(jìn)行組織培養(yǎng)比較容易,一般取植物的嫩莖切段作為外植體,切成 0.5~1 cm 長的小段進(jìn)行接種,保證每個莖段有一個芽點(diǎn)和一片葉子,將芽點(diǎn)部位以下垂直插入培養(yǎng)基凝膠中進(jìn)行生根培養(yǎng)。
14. 外植體接種需要注意的操作事項(xiàng)
接種前首*行滅菌消毒,接種所用的鑷子、解剖刀、剪刀等工具需要提前高溫高壓滅菌,提早 10 分鐘打開超凈工作臺,滅紫外 15~20 min,操作人員要用 75% 的酒精棉球擦手、工作臺和器皿,解剖刀和鑷子等隨時擦酒精灼燒,晾涼后備用。在無菌培養(yǎng)皿中或?yàn)V紙上切割外植體,接種到培養(yǎng)基表面,注意瓶口傾斜接近酒精燈火焰。
15. 組織培養(yǎng)中材料褐化現(xiàn)象
不同品種以及生理狀態(tài)引起的褐化狀態(tài)不同。培養(yǎng)基過高濃度的無機(jī)鹽及高水平細(xì)胞分裂素會使褐化現(xiàn)象加重。培養(yǎng)條件不當(dāng),例如光照過強(qiáng)、溫度過高、培養(yǎng)時間過長等,均可使多酚氧化酶的活性提高,從而加重外植體的褐變程度。
防治措施:選擇合適的外植體。選擇生長處于旺盛的外植體,可以使褐變現(xiàn)象明顯減輕。合適的培養(yǎng)條件,無機(jī)鹽成分、植物生長物質(zhì)水平、適宜溫度、及時繼代培養(yǎng)均可以減輕材料的褐變現(xiàn)象。使用抗氧化劑,在培養(yǎng)基中,使用半胱氨酸、抗壞血酸、PVP 等抗氧化劑能夠較為有效地避免或減輕很多外植體的褐變現(xiàn)象。另外使用 0.1%~0.5% 的活性炭對防止褐變也有較為明顯的效果。連續(xù)轉(zhuǎn)移,對容易褐變的材料可間隔 12~24 小時的培養(yǎng)后,再轉(zhuǎn)移到新的培養(yǎng)基上,這樣經(jīng)過連續(xù)處理 7~10 天后,褐變現(xiàn)象便會得到控制或大為減輕。
16. 材料玻璃化問題
植物材料不斷地進(jìn)行離體繁殖時,有些培養(yǎng)物的嫩莖、葉片往往會呈半透明狀,呈水跡狀,這種現(xiàn)象通常稱為玻璃化。玻璃化為試管苗的生理失調(diào)癥,試管苗生長緩慢、玻璃化的嫩莖不宜誘導(dǎo)生根,繁殖系數(shù)有所下降。當(dāng)培養(yǎng)基上細(xì)胞分裂素水平較高時,容易出現(xiàn)玻璃化現(xiàn)象。愈傷組織的玻璃化問題主要表現(xiàn)在培養(yǎng)過程中愈傷組織松散,脆易碎。葉子或是長出的愈傷一段時間后在其周圍出現(xiàn)水漬化,繼而影響整個培養(yǎng)基。
防治措施: 在培養(yǎng)基中添加少量聚乙烯醇、脫落酸等物質(zhì),降低培養(yǎng)基中細(xì)胞分裂素含量及含氮化合物的用量,選用低 NH4 +水平的 B5 培養(yǎng)基,都能夠在一定程度上減輕玻璃化的現(xiàn)象發(fā)生。增加光照,對減輕試管苗玻璃化的現(xiàn)象有明顯的作用;在培養(yǎng)基中添加活性炭、馬鈴薯汁、間本三酚等可有效的減輕和防止玻璃化。
17. 材料水浸狀、變色、壞死、莖斷面附近干枯
可能原因:表面殺菌劑過量,消毒時間過長,外植體選用不當(dāng)(部位或時期)。
改進(jìn)措施:調(diào)換其他殺菌劑或降低濃度,縮短消毒時間,試用其他部位,生長初期取材。
18. 材料長期培養(yǎng)幾乎無反應(yīng)
可能原因:培養(yǎng)基不適合,生長素的選擇和用量不當(dāng),植物激素對生長發(fā)育和生理過程的調(diào)節(jié)作用,往往不是某一種植物激素的單獨(dú)效果。環(huán)境溫度不適宜。
改進(jìn)措施:更換培養(yǎng)基或調(diào)整培養(yǎng)基成分,尤其是調(diào)整鹽離子濃度;調(diào)整激素的種類與配比,增加生長素用量,例如使用人工合成的生長素類似物 2,4 -D 等可有效促進(jìn)細(xì)胞分裂和伸長,新器官的分化和形成;調(diào)整培養(yǎng)溫度等環(huán)境條件。
19. 愈傷組織生長過旺疏松
可能原因: 由于培養(yǎng)基中激素添加過量,培養(yǎng)室溫度偏高,礦物質(zhì)等無機(jī)鹽含量不當(dāng)?shù)纫蛩匾鸬摹?/p>
改進(jìn)措施:根據(jù)不同的品種、不同組織、不同器官,應(yīng)適當(dāng)減少激素用量,適當(dāng)降低培養(yǎng)溫度,調(diào)整無機(jī)鹽(尤其是銨鹽)含量,適當(dāng)提高瓊脂用量增加培養(yǎng)基硬度,避免愈傷組織生長過旺和疏松現(xiàn)象發(fā)生。
20. 愈傷組織生長緩慢太緊密
可能原因:細(xì)胞分裂素和生長素的用量過多,糖濃度過高。
改進(jìn)措施:減少細(xì)胞分裂素用量,調(diào)整細(xì)胞分裂素與生長素比例,降低糖濃度。
21. 愈傷組織分化率低,畸形,分化出的芽多為葉狀芽或叢芽,芽生長困難,不易成苗。培養(yǎng)時間長時,再次愈傷組織化
可能原因:生長素用量偏高,溫度偏高。
改進(jìn)措施:減少生長素用量,可以通過分化培養(yǎng)時在培養(yǎng)基中添加 GA3(濃度在 0.5~2 mg/L 之間)解決,并適當(dāng)降低愈傷組織的培養(yǎng)溫度。
22. 叢生苗過于細(xì)弱,不適于生根或移栽
可能原因:細(xì)胞分裂素濃度過高或赤霉素使用不當(dāng),產(chǎn)生過多的不定芽;溫度過高,光照短,光強(qiáng)不足;不及時的轉(zhuǎn)移和分切,生長空間小。
改進(jìn)措施:減少細(xì)胞分裂素用量,免用赤霉素;延長光照時間,增強(qiáng)光照;及時轉(zhuǎn)接;降低接種密度;更換透氣的封口膜等。
23. 組織培養(yǎng)過程中出現(xiàn)黃化
引起黃化的主要原因是培養(yǎng)基中 Fe 的含量不足,各種礦質(zhì)營養(yǎng)不均衡;培養(yǎng)環(huán)境通氣不良,瓶內(nèi)有害氣體積累(乙烯、氨氣、甲醛)等會引起植物材料黃化脫落;激素配比不當(dāng);糖用量不足或長時間不轉(zhuǎn)移;pH 值變化過大;培養(yǎng)溫度不適;光照不足等。
改進(jìn)措施:改善組培條件,在配制培養(yǎng)基過程中檢查儀器設(shè)備是否準(zhǔn)確;降低組培苗的接種密度,及時轉(zhuǎn)接培養(yǎng)物;使用透氣的封口膜改善瓶內(nèi)通氣狀況;適當(dāng)調(diào)節(jié) pH 值、激素配比和無機(jī)鹽濃度;控制培養(yǎng)室內(nèi)溫度,適當(dāng)增加光照。
24. LED 光源在植物組織培養(yǎng)中的選擇
光是植物生長中最重要的環(huán)境因子之一,并不是所有的光都有助于植物的光合作用。LED 光源 460nm 左右的藍(lán)光和 660nm 左右的紅光是植物最需要的光波,對植物的生長發(fā)育起著關(guān)鍵性的作用。
深圳安培生物科技有限公司,是一家具有核心的技術(shù)實(shí)力、壹流的經(jīng)營管理水平和完善的市場銷售體系的生物高科技企業(yè)??偛吭O(shè)在廣東,服務(wù)面向全國。安培生物集進(jìn)口試劑、實(shí)驗(yàn)室耗材銷售、技術(shù)服務(wù)與合約開發(fā)為一體的專業(yè)化高科技公司,旨在為生命科學(xué)的發(fā)展提供壹流的產(chǎn)品與服務(wù)。本公司建立了涵蓋分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、免疫學(xué)、信號傳導(dǎo)和神經(jīng)科學(xué)等領(lǐng)域的產(chǎn)品供應(yīng)線,在各個領(lǐng)域內(nèi)向用戶提供世界前沿水平和質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品,安培生物致力于為廣大的科研機(jī)構(gòu)、高等院校等優(yōu)質(zhì)客戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、技術(shù)支持與服務(wù)。
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