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植物组织培养中蔗糖的作用

2017-04-17 20:58阅读:
提供能量。离体培养中的植物体是不能(或者很少)进行光合作用的,也就是不能自养。必须有外来的能量供给细胞生长、分裂和分化,培养基中的蔗糖就是为细胞和组织提供能量的。其实不只可以是蔗糖,也可以是葡萄糖和果糖。
因为蔗糖是组织培养中最常用的碳源,在植物组织培养中,糖的用量不仅影响着培养物的生长速度和生长量,还影响其代谢水平,次生代谢物的合成,以及细胞的形态和发生,是影响植物组织培养成功与否的关键之一。
有的学生会进一步问:蔗糖又进入不了植物细胞,这在质壁分离时学过。这不矛盾了吗?
组织培养中蔗糖是以被动扩散的形式进入细胞。在质壁分离时蔗糖是要进入细胞的,但其速度是无法与单位时间水分的移动相比的。
有的学生还会问:为什么不用葡萄糖,多直接?
蔗糖比葡萄糖便宜。植物体内有蔗糖转化酶,可以吸收和利用蔗糖。而且转化酶在高等植物蔗糖代谢中起着关键的作用.研究表明,转化酶参与植物的生长、器官建成、糖分运输、韧皮部卸载及调节库组织糖分构成及水平.近年来关于该酶的生化特性、基因表达与调控以及结构与功能等的研究取得了重要进展.
蔗糖转化酶在高等植物蔗糖代谢中
起着关键的作用.研究表明,转化酶参与植物的生长、器官建成、糖分运输、韧皮部卸载及调节库组织糖分构成及水平.近年来关于该酶的生化特性、基因表达与调控以及结构与功能等的研究取得了重要进展.
植物体内有蔗糖转化酶,可以吸收和利用蔗糖;蔗糖又比葡萄糖便宜,何乐而不为呢?
蔗糖作为碳源,主要有两个方面的原因:
(1)同样作为碳源为植物细胞提供能量来源,蔗糖较葡萄糖能更好地调节培养基内的渗透压。配制相同质量分数的培养基,蔗糖形成的渗透压要明显低于葡萄糖,因此若采用葡萄糖作为碳源,易使植物细胞脱水而生长不良。同时,植物细胞吸收蔗糖的速率要明显慢于吸收葡萄糖的速率,所以蔗糖形成的渗透压可相对长期的保持稳定。
(2)植物组织培养过程中,要时刻注意防止培养基受到微生物的污染。微生物生长所需的碳源最常用的是葡萄糖,一般很少利用蔗糖。因此,采用蔗糖作为培养基的碳源,可一定程度上减少微生物的污染。
(3)诱导作用。在培养基成分中,增加生长素的浓度,导致木质部形成,增加蔗糖浓度则导致韧皮部形成。当生长素水平恒定时,2%蔗糖使分化出的全部是木质部,4%蔗糖使分化出的几乎全部是韧皮部,3%蔗糖则可以分化出两者。所以,生长素和蔗糖浓度决定愈伤组织中维管束的类型与数量。因此,在植物组培中要选用蔗糖而不选用葡萄糖。

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