植物组培中玻璃化现象及其预防措施

在植物组织培养过程中，叶片和嫩梢呈透明或半透明水浸状的培养物称为玻璃化苗，它是组培苗的一种生理失调症状。玻璃化大大降低了试管苗有效增殖系数，严重影响了试管苗质量，造成人、财、物的极大浪费，必须对玻璃化加以控制。

（1）玻璃化苗的特点

在形态解剖与生理上，玻璃化苗有如下特点：

①玻璃化苗植株矮小肿胀、失绿、叶片皱缩成纵向卷曲，脆弱易碎

②叶表面缺少角质层蜡质，没有功能性气孔，仅有海绵组织而无栅栏组织

③体内含水量高，但干物质、叶绿素、蛋白质、纤维素和木质素含量低

④吸收营养与光合功能不全，分化能力大大降低，苗生长缓慢、繁殖系数大为降低，甚至死亡

⑤生根困难，移栽成活率低

（2）发生原因

玻璃化苗是在芽分化启动后的生长过程，碳、氮代谢和水分发生生理性异常所引起。其实质是植物细胞分裂与体积增大的速度超过了干物质生产和积累的速度，植物只好用水分来充涨体积，从而表现玻璃化。不同作物种类或品种，玻璃化的发生频率各不相同，在情人草中较少见，香石竹中则较普遍。

 

（1）生长调节剂

细胞分裂素和生长素的浓度及其比例均影响玻璃化苗产生。高浓度的细胞分裂素有利于促进芽的分化，也会使玻璃化苗的发生比例提高。不同的植物发生玻璃化的生长调节剂水平不相同，如香石竹的部分品种在BA 0.5mg/L时就有玻璃化发生。同一植物的不同阶段对细胞分裂素的要求也不同，在某些特定阶段可忍受较高的浓度，而在其他阶段的培养中，却只需要较低的浓度，如非洲菊只有在BA 2-10mg/L时才能诱导幼花托脱分化形成愈伤组织，并在愈伤组织上诱导不定芽;而在丛生芽增殖过程中，BA 1 mg/L即可满足要求。细胞分裂素与生长素的比例失调，细胞分裂素的含量显著高于两者之间的适宜比例，使试管苗正常生长所需的生长调节剂水平失衡，也会导致玻璃化的发生。

（2）温度

随着培养温度的升高，苗的生长速度明显加快，但高温达到一定限度后，会对正常的生长和代谢产生不良影响，促进玻璃化的产生。变温培养时，温度变化幅度大，忽高忽低的温度变化容易在瓶内壁形成小水滴，增加容器内湿度，提高玻璃化发生率。

（3）湿度

瓶内湿度与通气条件密切相关，使用有透气孔的膜或通气较好的滤纸、牛皮纸封口膜时，通过气体交换，瓶内湿度降低，玻璃化发生率减少。相反，如果用不透气的瓶盖、封口膜、锡箔纸封口时，不利于气体的交换，在不透气的高湿条件下，苗的生长势快，但玻璃化的发生频率也相对较高。一般来说在单位容积内，培养的材料越多，苗的长势越快，玻璃化出现的频率也越高。

（4）消毒方法

对容易发生玻璃化的品种进行接种时，要尽量减少在水中浸泡的时间，做到随洗随灭，漂洗后马上接种。特别对一些草本花卉，幼嫩的组织在长时间的消毒和清洗后很容易水渍状，继而产生玻璃化。

（5）光照时间

光照影响光合作用和碳水化合物的合成，光照不足再加上高温，极易引起试管苗的过度生长，加速玻璃化发生。

（6）培养基

培养基中的成分对促进培养物的生长和发育有积极的作用，提高培养基中的碳氮比，可以减少玻璃化的比例。增加琼脂用量可降低容器内湿度，随琼脂浓度的增加，玻璃化的比例明显减少。但培养基太硬，影响养分的吸收，使苗的生长速度减慢。

（7）继代次数

随着继代次数的增加，愈伤组织和试管苗体内积累过量的细胞分裂素，玻璃化程度不断升高。继代培养最初几代玻璃化苗很少，随着继代次数的增加，玻璃化苗的比例越来越高。这在香石竹、非洲菊等植物中均有报道。

针对以上玻璃化苗的产生原因，可采取以下措施来减轻玻璃化现象发生

（1）降低培养基中细胞分裂素和赤霉素浓度，添加低浓度多效唑、矮壮素等生长抑制物质。

（2）控制适宜的培养温度，避免温度过高，变温培养时注意温差不宜过大。

（3）使用透气性好封口材料，改善培养容器的痛风换气条件，降低容器内湿度。

（4）适当增加培养基琼脂浓度，降低培养基的水势。

（5）减少培养基中含氮化合物的用量，选用低NH4+水平的B5培养基。

（6）增加自然光照，光照强度较弱时，可通过延长时间进行补偿。

（7）控制继代次数。