全 文 ：固1 一1
第 8卷 第 l期
2 0 0 0年 3月
生 态 农 业 研 究
Eco—agriculture Research
voI 8 No 1
M arch，2 0 0 0
植物组织培养的环境调节研究进展 *
丢墼
(中国农业科学院农业气象研究所 北京 10008])
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摘 要 传统植物 组担培养方式下封闭武小容器内光照弱，COz亏缺 ，9-气涅度过高，客易累积 己
烯等有害气体是造成培养小植物体生长缓慢、弱小和移栽成活率低 的重要 因素。研究表 明，采用环
境工程手段，对培养客器 内微 生态环境进行调节，可明显提高组培苗质量和 生产效率，降低生产成
本，并创造 出新型的工厂化生产方式
关键词填塑望墨竺 ，环境 程丝兰查 焦、王 t￡2饪髓 ．凋辛
Environmental regulation of plant tissue culture，W u Yiming(Institute of Agrometeorology，
CAAS，Beijing 100081)tEAR，2000t8(1)：73～ 75
Abstract The main reason or the slow growth，the weak quality，and the low survival rate of
plantlets after taking out{tom vessels is the traditional way of the tissue culture plantlet~．The
characteristics of this way are the weak sunshine in the sealed little vesselst the Iack of carbon
dioxide．the high humility and the accumulation of poisonous gases，such as ethylene．By me＆ns of
environmental engineering and adjusting the conditions of microeeological environment in vessels，
the quality and productivity of the group cultured young plant could be enhanced and the cOSt lOW—
ered．and a new model for factory production has been created．
Key words Plant tissue culture，EnvironmentM engineering，Microecology
传统的植物组织培养方式采用封闭式小容器 ，置于弱光条件下以一定明暗周期恒温培养，
小植物体需靠培养基中的糖异养生长 ，生长速度慢 ，苗弱 ，易出现玻璃苗，出瓶后幼苗对外界环
境适应能力弱且易死苗。为解决这些问题 ，许多学者对培养容器内的微生态环境进行了研究。
1 组织培养微生态环境研究
培养容器内的光环境 富士原和宏等[ 将透光率分别为 96 、95 、92 的平底玻璃试
管 、三角瓶、方型塑料容器和覆盖透光率分别为 0 、85 、0 、95 的铝箔封盖、塑料试管盖、
乳胶瓶塞、方型塑料盖置于培养架不同部位，分别测试荧光灯下培养架面不同部位、不同组合
容器内外的光照强度。结果表明，平底玻璃试管不加封盖、加透明塑料盖、加铝箔盖和加乳胶瓶
塞后试管内底部光照强度分别为试管外界的 64 、56％、24 和 15 ；玻璃三角瓶不加盖、加
铝箔封盖和加乳胶瓶塞后瓶内底部光照强度分别为瓶外界的 93 、76 和 69 ；方型塑料容
器加透明塑料盖后容器 内底部光照强度平均为容器外界的64 。当用1支荧光灯 照明 ，培养
农业部重点资叻项 目
收稿 日期：1999一O8—16 改回 日期：1999一O9一O6
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74 生 态 农 业 研 究 第 8卷
架面上平均光照约为 45701x时，平底试管 内光照约为 685～25591x，三角瓶内光照约为 3153~
34751x，方型塑料容器内光照约为 29241x。距荧光灯远的容器内光照减弱 ．不同部位间加盖不
透明封盖的光照差异增大，最大达 2倍以上 。
培养容器内的 COz浓度 。对朱蕉(Cordyline uticosa(I ．)A．Chev．)、白鹤芋(Spathiphyl—
lum schot)、猪笼草(Nepenthes mirabilis
8670~1／L。容器内COz浓度随照明期开始而急速下降，1～2h后
茎叶小植物体可进行光合作用 ，CO 亏缺限制了光合能力的发挥 ，是强烈光照下反而生长不良
的原因之一 由于光合作用弱 ，小植物体需靠培养基 中的糖异养生长。
培养容器内的湿度、温度和培养基质环境。培养容器 内空气相对湿度常维持在高湿状态
(95 ～i00 )，达饱和状态时出现结露现象 。高湿使小植物体叶片表皮角质层发育差，气孔开
闭功能不健全，故在湿度波动大的培养容器外界环境下应激能力差 ；相反在较低湿度条件下培
养的组培苗对湿度波动的应激能力增强。古在堂榭等试验表明，与传统组培方式相 比，施用
CO 的培养中实行 暗期降低气温的变温管理及培养后期适当降低相对湿度且有一定变幅处
理，可明显提高组培苗质量。通常都采用恒温处理 ，没有按照光照期与暗期实行适当的变温管
理。传统组织培养方式多以琼脂作 固体培养基，基质内养分 、水分 、气体移动困难 ；液体培养易
使小植物体出现水浸状 试验表明，用通透性好的化学纤维、纸卷、蛭石、沙子等代替琼脂作培
养基 ，可改善根际环境 ，促进小植物体生根 。
2 改善组织培养微生态环境方法
无糖 培养法 。古在望榭0。 。r、林真糸己夫0 等对香石竹(Dianthus fragram Fisch．)、兰花
(Orchidaceae)、草 莓 (Fragaria gracilis Loeinsk)、马 铃 薯 (Solanm tuberosum L．)、甘 薯
(Ihoscorea esculenta
器内施入 COz后可将 CO：浓度提高到 5∞～1。。0 1／L，同时把培养架面光照强度提高到常规
的 3～5倍 ，达 1．1～1．7万lx，可促进培养小植物体显著生长 。即使培养基中不再加糖 ，小植物
体也可依靠光合作用 自养生长，且生长速度快 1倍，组培苗质量和移植成活率明显提高
暴露培养法 刘思九在敞口培养容器中利用特制粉沫状灭菌材料覆盖培养基和外植体使
其不受污染，让组培苗通过粉沫层直接暴露在室内环境下生长 ，通过特制装置补水避免培养基
干缩 ，结果组培苗长势矮牡、色绿 ，表皮纤毛多且气孔发育好，不用炼苗即可移栽且成活率高。
无糖箱式培养法。肖玉兰等 用培养箱(1OOcm×50cm×25cm)作培养容器，用 MS无糖培
养基在 2700~80001x强光照和 3000t~l／L CO2浓度下培养的满天星(Oxalis corniculate L．)、
康乃馨(Dian thus caryophyUus L．)、非洲菊(Gerbera jamesonii Bolus)、“绿巨人”、彩星 (Limo-
nium latifolium)、马铃薯等多种植物组培苗 比瓶式培养植株健壮且生根快、叶片大 ，生长量成
倍增长 ，干物质含量高 ，生产成本降低
3 应用环境工程技术改善组织培养环境
近 l0年来古在 榭等 ’ 研究开发了用于组织培养容器换气的透气滤菌膜、无糖培养技
术 、营养液循环式大型培养容器和培养技术 、侧光靠近照明技术及相应的光导纤维照明设备 、
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第 1期 吴毅明 ：擅物组织培养的环境调节研究进展 75
新式全 自动控制培养箱等，对提高组培苗培养效率有明显效果。
无糖培养技术是在组织培养增殖阶段 ，应用环境工程技术提高培养容器内CO 浓度和光
照强度 ，适当降低相对湿度 ．充分发挥带绿叶小植物体的自养能力。侧光照明技术及光导纤维
侧光照明设备 已用于新型培养箱 ，其方法是用带有红外滤热片灯具 ，通过光导纤维把冷光传导
到培养容器旁侧照明，改变光照方 向和强度 ，可使小植物体生长粗壮 ，提高培养成效 ，降低培养
室热负荷 。同时古在盥榭等正在研究用红光 远红光 、蓝光等发光二极管灯具调节照明光质来
改变培养小植物的形态建成。部分温室栽培花卉组织培养过程可用倒温差法控制组培苗株高 ；
与正温差管理相比，在 日平均温度相 同条件下采用暗期温度高于明期温度的倒温差管理，组培
苗发育速度相同，但明显变矮 。应用营养液栽培方式在无糖培养法中用园艺配方营养液和纤维
基质栽培方式替换琼脂培养基，可使组培苗生长健壮且根系发育良好。
4 新型工厂化组培苗生产方式
新型工厂化组培苗生产设麓的操作室与培养室全部采用无菌工作问，采用穴盘纤维基质
营养液无糖培养方式 ，对培养室内的光强、光质、光周期、温度 、湿度 、CO 浓度等要素用计算机
自动控制，以环境工程手段优化环境 ，实现提高组培苗成效、降低生产成本和能耗的目的。这种
新型工厂化生产方式预计年产组培苗 100万株以上 ，同时将在运行中不断完善，为推进组培苗
大批量生产应用开辟新的途径。
参 考 文 献
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