植物组织培养

植物组织培养是用于在无菌条件下在已知成分的营养培养基上维持或生长植物细胞、组织或器官的技术的集合。 它被广泛用于通过称为微繁殖的方法生产植物的克隆。 植物组织培养中的不同技术可能比传统的繁殖方法具有某些优势，包括：

• 生产出特别好的花朵、果实或具有其他理想性状的植物的精确副本。
• 快速生产成熟植物。
• 在没有种子或产生种子所需的授粉媒介的情况下生产多种植物。
• 从经过基因改造的植物细胞再生整株植物。
• 在无菌容器中生产植物，这样可以xxx降低传播疾病、害虫和病原体的几率。
• 用发芽和生长机会非常低的种子生产植物，例如兰花和猪笼草。
• 清除病毒和其他感染的特定植物，并快速繁殖这些植物作为园艺和农业的“清洁种群”。
• 繁殖土地恢复所需的顽固植物
• 储存遗传植物材料以保护本地植物物种。

植物组织培养依赖于这样一个事实，即许多植物细胞具有再生整株植物的能力（细胞全能性）。 单细胞、没有细胞壁的植物细胞（原生质体）、叶、茎或根的碎片通常可用于在培养基上根据所需的营养和植物激素生成新植物。

用于组织培养的植物组织的制备是在无菌条件下在层流柜提供的 HEPA 过滤空气下进行的。 此后，组织在无菌容器中生长，例如在温度和光照强度受控的生长室中的培养皿或烧瓶中。 来自环境的活植物材料的表面（有时是内部）自然会被微生物污染，因此在采集合适的样品（称为外植体）之前，它们的表面会在化学溶液（通常是酒精和次氯酸钠或次氯酸钙）中消毒。 然后通常将无菌外植体置于无菌固体培养基的表面，但有时直接置于无菌液体培养基中，特别是当需要细胞悬浮培养时。 固体和液体培养基一般由无机盐加上少量有机营养素、维生素和植物激素组成。 固体培养基是从液体培养基中加入胶凝剂制备而成的，通常是纯化的琼脂。

培养基的成分，特别是植物激素和氮源（硝酸盐与铵盐或氨基酸）对从最初的外植体生长的组织的形态有深远的影响。 例如，过量的生长素通常会导致根的增殖，而过量的细胞分裂素可能会产生芽。 生长素和细胞分裂素的平衡通常会产生细胞或愈伤组织的无组织生长，但生长物的形态将取决于植物种类和培养基成分。 随着培养物的生长，片段通常被切下并传代到新的培养基上以允许生长或改变培养物的形态。 组织培养者的技能和经验对于判断哪些片段需要培养以及哪些片段应该丢弃很重要。

当芽从培养物中长出时，可以将它们切下来并用生长素生根以产生小植物，当这些小植物成熟时，可以将其转移到盆栽土壤中，以便像正常植物一样在温室中进一步生长。

不同器官和外植体再生潜能的具体差异有多种解释。 重要因素包括细胞周期中细胞阶段的差异、内源性生长调节剂的可用性或运输能力以及细胞的代谢能力。 最常用的组织外植体是植物的分生组织末端，如茎尖、腋芽尖和根尖。 这些组织具有高细胞分裂率，可以浓缩或产生所需的生长调节物质，包括生长素和细胞分裂素。

组织培养中的枝条再生效率通常是一种数量性状，在植物物种之间以及同一植物物种内的亚种、变种、栽培品种或生态型之间经常发生变化。 因此，组织培养再生会变得复杂，尤其是当必须针对同一物种内的不同基因型开发许多再生程序时。

植物组织培养再生的三种常见途径是从先前存在的分生组织（枝条培养或点头培养）繁殖。