植物组织培养繁殖的生理特性

 

植物组织培养繁殖所产生的新个体，不是通过两性细胞的结合，而是由分生组织直接分裂的细胞所产生的，因此这种繁殖是无性繁殖，也叫再生繁殖。

 

1、组织培养繁殖的生理

用植物外植体作为繁殖材料，促使其发生芽和不定根，培养成完全独立植株是目前组织培养上普遍采用的一种方式。

 

（1）再生机能具有复杂的衬体，都是由未分化胚性细胞经过重复分裂繁殖，并在形态和生理上进一步分化、发育而来的。在细胞分裂繁殖所产生的新细胞中，大部分已不再具有分生能力，这些存在于茎和根的生长点，而形成永久性组织的细胞而保留下来。可是当某部分受伤或被切除的植体协调受到破坏时，，能够表现出一种弥补损伤和恢复协调的机能，这种机能称为再生作用。从母体上切取的外植体，能够进一步通过生理结构的调整，恢复细胞的分裂活动，再次形成完整的植株个体，这是再生机能的另一种表现形式。

 

（2）生根的机理外植体基部切面上的受伤细胞，由于原生质的分解而产生一种创伤激素。并且被内层未受伤的健全细胞所吸收，使健全的细胞的细胞壁木栓化，将死伤细胞同健全细胞隔离。在切口处的创伤激素和转移来的生长激素以及其他生根诱导的物质作用下，切口内层的健全细胞发生与切面相平行的分裂，形成愈伤组织。这种愈伤组织在形成层和筛管部位特别发达，对切口可以起到一定程度的保护作用，防止病原菌侵入，同时也可以防止植株中有效物质的流失。这时，生长素的活动增强，进一步促进了愈伤组织的细胞分裂，愈伤组织薄壁细胞逐渐开始分化，形成愈伤木质部。它先同外植体中水分和养分的同道输导组织连通，再与愈伤组织木质部的外则连接，而发展成为根原始体，最后形成根。

根原基是一小团分生组织，在植物生长激素的作用下，发生在外植体基部切口或近切口的部位，根原基发生的部位和形状随外植体品种和培养条件而异，它可能从愈伤组织内发生，也可能和愈伤组织没有关系，或者从基部和愈伤组织两处发生。

 

2、影响发根的生理因子

影响发根的因子包括外植体的性质和外界条件。

 

（1）外植体不同部位的外植体，其性质结构随着空间分布和年龄的不同，表现了异质性，它们的发根和成活率也不一样。外植体性质的差异，实质表现在淀粉和糖分含量上。一般茎含氮和可溶性糖高的，特别是双糖／单糖比值大的，发根较好。分生组织多、生长活性高，合成作用占优势。

 

（2）发根与生态条件的关系 发根好坏，除本身因素外，与生态条件也有密切的关系。

气温是发根的重要生态条件。气温高低直接影响植株水分代谢和物质代谢的程度与速度。在低温时生理活动受到抑制。在适宜温度的条件下，呼吸旺盛，代谢进行快，愈伤组织形成迅速，发根良好，但温度过高，细胞分裂块，呼吸剧烈，物资消耗大，对发根不利，如连续在35℃以上高温下，不但对发根有影响，而且会促使植株死亡。

 

（3）生根能力和生根所必需的营养物质

生根首先要形成根原始体，然后发展成为根的组织，因此要求材料具有较强的生活力，而且具备促进根原始体形成的物质，以及根组织的发育所必需的营养物质。

碳水化合物和氮素化合物不仅是生根和根生长所不可缺少的，而且也在生根之前维持其生存的重要能源。特别是碳水化合物中的糖类，更是生根所必不可少的主要营养物质。