植物組織培養(yǎng)（plant tissue culture），是植物組織和細(xì)胞培養(yǎng)的簡(jiǎn)稱，又叫植物體細(xì)胞遺傳學(xué)或植物克隆，是基因工程的一個(gè)環(huán)節(jié)，生物工程的重要組成部分。植物組織培養(yǎng)不涉及到基因的遺傳重組，所以克隆出的植物與其源植物具有完全相同的遺傳背景，因此克隆植物的性狀較一致。另外對(duì)一些通過(guò)種子繁殖較困難或后代產(chǎn)生重大分離的物種而言，組織培養(yǎng)技術(shù)更實(shí)用。同時(shí)這種技術(shù)具有植物生長(zhǎng)周期短、節(jié)省空間、不受環(huán)境季節(jié)影響等許多優(yōu)勢(shì)。
組織培養(yǎng)一般分為五個(gè)步驟：
1）培養(yǎng)基的配制
培養(yǎng)基的成份隨植物的種類、外植體的類型、培養(yǎng)階段的不同而不同。一般來(lái)說(shuō)，培養(yǎng)基應(yīng)含有大量元素、微量元素、鐵鹽、維生素、激素、糖和瓊脂等物質(zhì)，有時(shí)還在培養(yǎng)基中添加有機(jī)附加物，如活性炭、椰子汁等。培養(yǎng)基的配制按如下步驟進(jìn)行：
（1）根據(jù)培養(yǎng)材料確定培養(yǎng)基。一般可先試用ms培養(yǎng)基，若不適，再改用其它培養(yǎng)基。
附：ms培養(yǎng)基——a組：（大量元素）（單位：mg·l-1，下同）
nh4no3 1650 ；kno3 900 ；cacl2 440 ；mgso4·7h2o 370；kh2po4 170
b組：（微量元素）
ki 0.83 ；h3bo3 6.2 ；mnso4·h2o 22.3 ； znso4·7h2o 10.6
c組：
na2moo4·2h2o 0.25 ；cuso4·5h2o 0.025? ； cocl2·6h2o 0.025
d組：
edta 37.3? ； feso4·7h2o 27.8
e組：（有機(jī)物）
甘氨酸（c2h5no2） 2.0 ； 鹽酸硫胺素（vb6） 0.1 ； 煙酸 0.5
吲哚乙酸（vb1） 1-30 ； 鹽酸吡哆醇 0.5 ； 6-芐基氨基腺嘌呤（6-ba） 0.04-10 ； iaa（吲哚乙酸） 0.01-3
其他溶液的配制：1mol/l的naoh溶液，0.1mg/ml的6-ba溶液，0.1mg/ml的iaa溶液，0.1mg/ml的2,4-d溶液，0.1mg/ml的kt溶液，0.1mg/ml的zt溶液。
（2）按照確定的培養(yǎng)基配方配制培養(yǎng)基，一般包括溶化瓊脂、加入蔗糖和母液、調(diào)整酸堿度、定容、分裝等步驟。
（3）對(duì)分裝好的培養(yǎng)基進(jìn)行高壓滅菌，將滅菌好的培養(yǎng)基放入接種室中。
2）無(wú)菌培養(yǎng)物的建立
（1）外植體的切取及消毒。用于快速繁殖的外植體可以是種子、莖尖、葉片、花序等。外植體必須先進(jìn)行消毒，其消毒方法是：從植株上切取所需的部分，用水沖洗干凈，而后移入超凈工作臺(tái)中用消毒劑（次氯酸鈉、氯化汞、酒精等）進(jìn)行消毒，但不管使用什么消毒劑，消毒后的外植體應(yīng)該是無(wú)菌的，而其本身沒有被消毒劑殺死。
（2）將消毒后的外植體接種到培養(yǎng)基中，接種時(shí)要求迅速準(zhǔn)確，防止交叉污染。
3）中間繁殖體的誘導(dǎo)和增殖
消毒后的外植體在培養(yǎng)基上培養(yǎng)一段時(shí)間后可誘導(dǎo)出從芽、胚狀體、原球莖、根狀莖，這些培養(yǎng)材料稱為中間繁殖體。對(duì)中間繁殖體進(jìn)行切割、繼代培養(yǎng)就可以進(jìn)行中間繁殖體的增殖。中間繁殖體的增殖速度隨花卉的種類、培養(yǎng)基、培養(yǎng)條件的不同而異，因而對(duì)具體花卉需進(jìn)行試驗(yàn)，找到合適的繁殖條件，以達(dá)到“快繁”的目的。
4）生芽、壯苗與生根
當(dāng)中間繁殖體增殖到一定數(shù)量后快速繁殖進(jìn)入生芽、壯苗和生根階段。如果是通過(guò)從芽繁殖，則不需經(jīng)過(guò)生芽直接進(jìn)行壯苗、生根，如果是通過(guò)其它途徑則需先將中間繁殖體轉(zhuǎn)移到生芽培養(yǎng)基上，然后再轉(zhuǎn)移到壯苗生根培養(yǎng)基上。在壯苗生根培養(yǎng)基上，大多數(shù)花卉要分離成單苗。
5）試管苗移栽和管理
對(duì)已經(jīng)生根的試管苗及時(shí)移栽是花卉快繁的最后工作，而且也是十分關(guān)鍵的工作。由于試管苗是在無(wú)菌、有營(yíng)養(yǎng)供給、適合光照、溫度和100%相對(duì)濕度環(huán)境中生長(zhǎng)的，因而剛出瓶的試管苗對(duì)外面環(huán)境不太適應(yīng)，稍一不慎便會(huì)造成大量死苗。所以對(duì)剛出瓶的試管苗要給予特別的照顧，適當(dāng)?shù)臏囟取⑷豕庹?、高的空氣濕度、適宜的基質(zhì)及對(duì)病蟲害的有效控制是提高成活率的關(guān)鍵。
影響組織培養(yǎng)的因素
因素大致可歸結(jié)為三大類，即外植體、培養(yǎng)基成份和培養(yǎng)條件。
1）外植體是影響成功的一個(gè)重要因素。適宜的外植體應(yīng)根據(jù)植物種類確定，不僅要考慮到獲得外植體的材料來(lái)源、器官和組織的類型，同時(shí)還需要考慮外植體的大小、生理年齡等。外植體可以是植株上的任何一部份，主要應(yīng)用的有幼葉、莖尖分生組織、種子、鱗莖、球莖、根莖、花序、莖段等。選取的外植體必須易于消毒，在適宜的培養(yǎng)基上起動(dòng)率高。
2）培養(yǎng)基是影響成功與否和效率的關(guān)鍵因素。培養(yǎng)基組成的各成份，礦物鹽、糖的濃度、維生素、鐵鹽、激素和有機(jī)附加物都會(huì)對(duì)快繁過(guò)程產(chǎn)生影響，其中以激素類物質(zhì)影響最大。培養(yǎng)基成份應(yīng)根據(jù)植物的種類、外植體的類別和階段來(lái)確定。在最初的外植體培養(yǎng)中使用較高濃度的生長(zhǎng)素或細(xì)胞分裂素，在繼代培養(yǎng)中激素濃度可適當(dāng)降低。生芽階段使用細(xì)胞分裂素的濃度高而在生根階段使用生長(zhǎng)素濃度高等。
3）培養(yǎng)條件是影響成功的另一個(gè)關(guān)鍵因素。培養(yǎng)條件一般包括溫度、光照、氣體狀況等，培養(yǎng)條件同樣依不同的植物、不同的培養(yǎng)階段而不同。就溫度而言，大多數(shù)培養(yǎng)的植物組織20～28℃即可滿足生長(zhǎng)所需，其中26～27℃最適合，但也有不少例外。其次是光照，在初代培養(yǎng)一般需要一段時(shí)間暗培養(yǎng)，繼代繁殖散射光即可，而在生根狀苗階段則需要強(qiáng)光才能形成芽和根。滲透壓與植物組織的生長(zhǎng)和分化很有關(guān)系。在培養(yǎng)基中添加食鹽、蔗糖、甘露醇和乙二醇等物質(zhì)可以調(diào)整滲透壓。通常1～2個(gè)大氣壓可促進(jìn)植物組織生長(zhǎng)，2個(gè)大氣壓以上時(shí)，出現(xiàn)生長(zhǎng)障礙，6個(gè)大氣壓時(shí)植物組織即無(wú)法生存。一般植物組織生長(zhǎng)的最適宜ph為5～6.5。在培養(yǎng)過(guò)程中ph可發(fā)生變化，加進(jìn)磷酸氫鹽或二氫鹽，可起穩(wěn)定作用。
污染問題
污染問題是組織培養(yǎng)過(guò)程中常見的而且也必須給予高度重視的一個(gè)問題。污染率達(dá)20％很常見，有時(shí)甚至高達(dá)50％。經(jīng)分析，組織中的污染來(lái)源可分成三大類：第一類是材料帶菌，第二類是接種污染，第三類是培養(yǎng)過(guò)程感染。材料帶菌就是選用的外植體因過(guò)大等原因本身帶有病菌，或繼代培養(yǎng)的材料本身帶有病菌。針對(duì)這種情況，要求初代接種時(shí)使用大小適宜的外植體，在繼代的培養(yǎng)中，每次繼代之前都要對(duì)繼代的材料進(jìn)行仔細(xì)檢查，凡是污染的材料應(yīng)予以丟棄。接種污染是由于在接種過(guò)程中將病菌傳入培養(yǎng)材料而造成的。引起接種污染可能有三個(gè)原因：第一是由于超凈工作臺(tái)濾出的空氣中帶菌超標(biāo)造成的，屬于這種情況要及時(shí)修理或更換超凈工作臺(tái)；第二是由于交叉污染造成的，針對(duì)這種情況，要求接種者操作細(xì)心，接種用的鑷子不要與酒精燈、臺(tái)面等接觸，一旦接觸應(yīng)立即進(jìn)行消毒處理，同時(shí)各瓶材料接完時(shí)要對(duì)鑷子進(jìn)行消毒；第三種是由接種者呼吸等原因造成的，針對(duì)這一點(diǎn)，要求接種者在接種時(shí)應(yīng)用酒精棉擦手，穿上無(wú)菌的白大衣，帶上口罩和帽子。
在材料培養(yǎng)的過(guò)程中，如果環(huán)境中病菌多、濕度大、溫度高，同樣會(huì)使培養(yǎng)的材料污染。這就要求我們要經(jīng)常進(jìn)行清潔衛(wèi)生，對(duì)培養(yǎng)空間定期進(jìn)行消毒處理，及時(shí)清除污染材料，轉(zhuǎn)移繼代材料。
有時(shí)候高壓滅菌不徹底，會(huì)造成嚴(yán)重污染，這點(diǎn)也很關(guān)鍵。
褐變問題
組織培養(yǎng)中的一大問題是初代培養(yǎng)中外植體易于褐變。從我們的經(jīng)驗(yàn)和別人研究結(jié)果看可采取以下方法：①初代培養(yǎng)時(shí)，剝?nèi)〗M織塊最好能夠在無(wú)菌水中進(jìn)行；②初代培養(yǎng)采用液體培養(yǎng)比用固體培養(yǎng)效果好；③在培養(yǎng)基中單獨(dú)或復(fù)合使用防褐變物質(zhì)：蕓香苷50-100毫克/升、20%硫代硫酸鈉溶液5毫升/升、檸檬酸0.05-0.5%、活性炭1-4克/升、聚乙烯吡咯烷酮（pvp）5-10克/升；④從開始培養(yǎng)到成活的一段時(shí)間內(nèi)保持?jǐn)z氏溫度17-20度；⑤調(diào)整好培養(yǎng)基的酸堿度，以酸堿度為5.5時(shí)成活率高；⑥6-8月份高溫季節(jié)，外植體易褐變，成活率低；⑦從新生的假球莖上取芽，不僅能夠減少污染，而且成活率高。
無(wú)菌苗移栽
如何創(chuàng)造適宜的移栽條件，提高無(wú)菌苗移栽成活率呢？有研究表明，首先，要保持試管苗的水分供需平衡，要達(dá)到這一目的，一是要增加空氣濕度，減少葉面蒸發(fā)；二是要注意介質(zhì)濕度的控制，促進(jìn)盡早發(fā)根，增加水分吸收。第二要選擇適宜的介質(zhì)，并對(duì)介質(zhì)進(jìn)行滅菌處理。介質(zhì)是影響試管苗成活率的又一個(gè)重要因素，疏松通氣、適宜的保水性、清潔衛(wèi)生是移栽試管苗對(duì)介質(zhì)的基本要素。常用的介質(zhì)有蛭石、珍珠巖、粘沙、谷殼、鋸木屑、磨菇渣等，將這些介質(zhì)根據(jù)需要按一定的比例混合，然后經(jīng)過(guò)滅菌處理即可供移栽使用，這樣的介質(zhì)既可保水又利于通氣，因而有助于根的成活。第三要防止雜菌茲生。為了防止菌類茲生，除要求對(duì)移栽試管苗的基質(zhì)消毒外，另外兩種措施可以保護(hù)幼苗不受或少受病毒浸害，一是在試管苗剛移出時(shí)，用0.1%的高錳酸鉀或一定濃度的新潔爾滅溶液浸苗，另一種則是在幼苗移栽扣定期噴灑一定濃度的殺菌劑，如百菌清、多菌滅、托布津等，濃度以1/800～1/1000為宜?？梢越Y(jié)合噴施葉面肥進(jìn)行。第四，光溫要適中。剛移出的試管苗要求光線弱，而成活后則要求光照強(qiáng)些，同時(shí)光照的弱強(qiáng)隨植物種類而異，觀葉植物一般要求遮光。