植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基為什么只用蔗糖而不用葡萄糖

1、植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基為什么只用蔗糖而不用葡萄糖之所以以蔗糖作為碳源，主要有以下兩個方面的原因：（1）同樣作為碳源物質(zhì)為植物細胞提供能量來源，蔗糖較葡萄糖能更好地調(diào)節(jié)培養(yǎng)基內(nèi)的滲透壓。配制相同質(zhì)量分數(shù)的培養(yǎng)基，蔗糖形成的滲透壓要明顯低于葡萄糖，因此，若采用葡萄糖作為碳源，易配制相同質(zhì)量分數(shù)的培養(yǎng)基，蔗糖形成的滲透壓要明顯低于葡萄糖，因此，若采用葡萄糖作為碳源，易使植物細胞脫水而生長不良。使植物細胞脫水而生長不良。同時，植物細胞吸收蔗糖的速

2、率要明顯慢于吸收葡萄糖的速率，所以蔗糖形成的滲透壓可相對長期的保持穩(wěn)定。（2）植物組織培養(yǎng)過程中，要時刻注意防止培養(yǎng)基受到微生物的污染。微生物生長所需的碳源最常用的是葡萄糖，一般很少利用蔗糖。因此，采用蔗糖作為培養(yǎng)基的碳源，可一定程度上減少微生物的污染。植物組織細胞利用的能源物質(zhì)是蔗糖，這種二糖是植物組織間的糖的運輸形式，麥芽糖也是這樣，但除了種子萌發(fā)時是以麥芽糖來運輸以外，其它植物組織細胞間大都是以蔗糖來運輸，進入植物細胞后再分解利用

3、。對動物細胞而言，蔗糖是大分子，動物細胞不僅不能吸收更談不上利用，因此只能用葡萄糖，且大家都清楚，動物細胞生活的液體環(huán)境中，血糖是供能物質(zhì)，而血糖中的糖便是葡萄糖。這個問題以前有問過了，大學(xué)教授也用過葡萄糖和蔗糖做過植物組織培養(yǎng)，兩者都可以用，只不過植物組織培養(yǎng)大部分是應(yīng)用到工業(yè)上，所以用蔗糖的比較多，減少成本利益.10.植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基為什么只用蔗糖而不用葡萄糖？為什么動物培養(yǎng)的培養(yǎng)液中用葡萄糖而不用蔗糖？答：這個問題我覺得應(yīng)該從

4、植物與動物的生理機制去思考。植物與動物的最大差別就是植物是自養(yǎng)型的（光合作用）而動物是異養(yǎng)型的（外部吸收代謝）。植物光合產(chǎn)物是多糖（二碳糖以上，包括蔗糖），貯藏產(chǎn)物形式是淀粉，而淀粉的合成前體就是蔗糖。蔗糖＝葡萄糖＋果糖，所以蔗糖的合成必須同時要有葡萄糖和果糖，其實植物也只能吸收葡萄糖和果糖。在組織培養(yǎng)中加入蔗糖，經(jīng)熬煮和高壓滅菌后就會分解成植物能夠吸收的葡萄糖和果糖形式。其實這樣看來在組培中，植物也有部分異養(yǎng)的特點，如果在培養(yǎng)基中缺少

5、任何一種糖的形式，植物在自養(yǎng)能力（光合，呼吸，產(chǎn)物代謝等）較差的情況下，就難免會影響其生理代謝。與植物不同的，動物是異養(yǎng)型的他不需要淀粉的積累，也沒光合作用，動物細胞本身所處的生理環(huán)境和代謝方式就決定了它對糖形式的要求了。1用于植物組織培養(yǎng)的糖類蔗糖能支持絕大多數(shù)植物離體培養(yǎng)物的旺盛生長(呂芝香，1981)，一直被作為植物組織培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)碳源而廣泛應(yīng)用(Fowler等1982)。大多數(shù)合成培養(yǎng)基也均以蔗糖作為唯一的碳源(梁海曼，1991)

6、。就其合適的濃度，在各種作物上已作了比較詳細的研究(呂芝香，1981；梁海曼，1991)。近來，其他糖類對植物組織培養(yǎng)的效應(yīng)，引起廣泛關(guān)注。許多研究表明蔗糖并不一定是最佳碳源，不同植物對不同糖類的反應(yīng)不完全相同(Raquin1983Strickl等1987Gertlowski等1993)。據(jù)我們初步統(tǒng)計，至今已有單糖、二糖、三糖、多糖以及未經(jīng)純化的混合糖類近50種在植物組織培養(yǎng)中被試驗用作碳源或者滲壓劑。如單糖：葡萄糖、果糖、半乳糖、脫

7、氧核糖、核糖、甘露糖、甘油、山梨糖、甘露庚糖、葡庚糖、木糖、阿拉伯糖、赤蘚糖、L阿拉伯糖、鼠李糖、L鼠李糖、巖藻糖；二糖：蔗糖；麥芽糖、乳糖、密二糖、龍膽二糖、纖維二糖；三糖：密三糖(棉子糖)、松三糖、麥芽三糖；四糖：木蘇糖；多糖：可溶性淀粉、淀粉、直鏈淀粉、糊精、糖原；糖胺：半乳糖胺、葡萄糖胺；糖醇：甘露醇、山梨醇、肌醇、D葡糖醇；磷酸化糖：葡萄糖1磷酸，葡萄糖6磷酸；混合糖類：密糖、乳青、玉米浸出液、麥芽浸膏、白糖、紅糖、菊粉、果膠

8、。2糖類對植物體細胞培養(yǎng)的影響50年代初(Gautheret，1955)首先對植物組織培養(yǎng)中糖類進行研究，他以胡蘿卜為材料研究組織生長的最適濃度和不同糖類的效應(yīng)，結(jié)果表明蔗糖是最好的碳源，以下依次為葡萄糖、麥芽糖、棉子糖、果糖和半乳糖。甘露糖和乳糖效果則較差，戊糖和多糖無效。在火炬松(Pinustaeda)愈傷組織培養(yǎng)中，比較了單糖、二糖和三糖的效應(yīng)，蔗糖在所試糖類中效果最佳(Vuke等，1987)，很多試驗也觀察到類似結(jié)果(Hilde

9、brt等1949Galiba1986Tiainen1992Yang等1992Ashburner等1993Eapen等1993Harvey等1994Jeannin1995Ramage1996Veramendi等1996)。多數(shù)植物組織培養(yǎng)物除蔗糖外，在葡萄糖、果糖為碳源時也能良好生長，其它糖類的作用因植物種類不同而有很大差異(呂芝香，1981)。在西黃松(Pinusponderosa)下胚軸離體培養(yǎng)中葡萄糖和蔗糖對愈傷組織的生長及保持具有

10、相同效果(Tuskan等1990)。Eapen和Gege(1990)比較了13種糖對小米胚胎發(fā)生影響，結(jié)果表明蔗糖和葡萄糖可以誘導(dǎo)小米愈傷組織形成正常胚狀體，而乳糖、半乳糖等五種糖類則無效。銀葉茄(Solanumeleagnifolium)懸浮培養(yǎng)生長量以蔗糖為最大，麥芽糖最小，而茄解堿產(chǎn)量各種糖類均相似(Nigra等1990)。Flower等(1982)報道在白長春花(Catharanthusroseus)離體培養(yǎng)中，葡萄糖有較高的生

11、物產(chǎn)量，但生物堿產(chǎn)量與使用蔗糖時相似，并發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)物從蔗糖或葡萄糖為碳源培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到果糖為碳源時，其生長量急劇下降，葡萄糖與半乳糖或者混合使用，在相同濃度下與葡萄糖單獨使用效果相似，但如果乳糖或半乳糖單獨使用，效果很差，可能與培養(yǎng)物中β半乳糖脫氫酶活性低有關(guān)。另外除紅糖外，蜜糖、乳清、麥芽浸膏等混合糖均未能支持培養(yǎng)物生長。在榿木(Alnuscremastogyne)枝條擴繁中，葡萄糖誘發(fā)的枝條率及每個枝條可分離節(jié)段數(shù)量大(Tang等199

12、6)。煙草原生質(zhì)體培養(yǎng)中，葡萄糖、果糖和甘露糖與蔗糖具有相似的效果，而核糖則表現(xiàn)明顯的促進作用，半乳糖顯著抑制細胞生長和分化(Caboche1987)。以蔗糖作碳源，甘蔗出愈率較高，而對其分化則以葡萄糖效果最佳(王敬駒等，1991)。甘薯塊根愈傷組織形成時，蔗糖、可溶性淀粉、葡萄糖均為良好的碳源，果糖和麥芽糖較差，而在愈傷組織生長時，則以葡萄糖和蔗糖為最佳，果糖和可溶性淀粉次之，木糖和半乳糖在愈傷組織形成和生長時均不能被利用(呂芝香等，

13、1981)。鄭泗軍(1996)以棉花未受精胚珠為外植體進行纖維誘導(dǎo)，結(jié)果表明未受精胚珠在含葡萄糖的培養(yǎng)基上，纖維誘導(dǎo)率和纖維生長量最高。在大豆莖尖的組織培養(yǎng)中，在4.5μmolL24D條件下，研究不同碳源對體細胞胚胎發(fā)生的影響，結(jié)果表明252～504mmolL果糖為最佳碳源，與84mmolL蔗糖相比，平均每個外植體形成的體細胞胚高出3～4倍(Loiseau1995)。乳糖、葡萄糖和果糖作碳源，在歐洲榛(Cylusaoellana)組織培

14、養(yǎng)芽數(shù)量和長度均優(yōu)于蔗糖，而半乳糖效果則很差(Yu等，1993)。乳糖促進歐洲冷杉(Abiesalba)胚狀體發(fā)生效果最佳，可溶性淀粉其次；蔗糖、葡萄糖和乳糖只形成早期胚，不能成熟，而果糖則無效(Schuller等1993)。山梨醇作為碳源，杏培養(yǎng)物在干重、鮮重上均顯著高于蔗糖或蔗糖＋甘露醇，并指出山梨醇的有利效應(yīng)并不是由于滲透壓變化所致(Marino等1993)。在蘋果離體培養(yǎng)中也發(fā)現(xiàn)山梨醇促進細胞生長和分化(Pua等1984；198

15、5Weler等1989)。近年來，麥芽糖作碳源對植物組織培養(yǎng)的利用受到重視，在柑桔屬離體培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)在蔗糖存在下加0.1%麥芽浸膏可極顯著促進胚胎發(fā)生(Kochba等1973)。半乳糖、麥芽糖、乳糖、甘油也可明顯促進其胚胎發(fā)生(Strickl等1987)。Kochba等(1982)在甘藍和甘藍型油菜原生質(zhì)體培養(yǎng)中，麥芽糖作碳源可促進胚胎發(fā)生(Loudon等，1989)。在苜蓿中，麥芽糖、麥芽浸膏和果糖可明顯促進胚胎發(fā)生，并發(fā)現(xiàn)NH＋4對麥

16、芽糖效應(yīng)存在促進作用(Tiainen1992)。以麥芽糖和乳糖作碳源，培養(yǎng)35個月的粳稻愈傷組織綠苗率僅達2～4%，而蔗糖對照則無再生能力(Asano等1994)。在分化培養(yǎng)基中加入麥芽糖可促進秈稻原生質(zhì)體愈傷組織的分化(Ghosh等1993)。長期以麥芽糖或乳糖為碳源培養(yǎng)匍匐剪股穎(Agrostisstolonifera)愈傷組織，其綠苗率達76～93%，比蔗糖高出4～36倍(Asano等1994)。胡蘿卜懸浮培養(yǎng)中也發(fā)現(xiàn)麥芽糖優(yōu)于蔗