“菊花组织培养”实验选取不同部位为外植体的结果比较

石虹梅　俞明月

（江苏省苏州中学　江苏苏州　215007）

“植物组织培养”技术在人教版必修1“细胞的生命历程”这一章节中有介绍，美国科学家斯图尔德利用胡萝卜组织甚至细胞培养成了完整的植株；选修3专题2又一次提及植物组织培养技术及实验；选修1生物技术实践中将植物的组织培养技术列为一个专题。虽然“植物组织培养实验”并未列在高考说明中，但是此实验对于学生理解细胞的增殖分化、植物激素在植物生长发育中的作用，以及无菌操作、植物生长发育中影响的因素等都是一次很好的体验探索活动。同时，也让学生体会实验操作的规范性、实验设计的严谨性，对于提升学生的科学素养都有很大的帮助。笔者在多年的植物组织培养的中学教学实践研究中，获得了一些经验体会，希望能为植物组织培养的中学实验教学提供参考。

1　实验目的

选取菊花的不同部位为外植体进行组织培养的结果比较。

2　实验器具与材料

高压蒸汽灭菌锅、光照培养箱、无菌操作台、MS培养基、6-BA溶液、NAA溶液、蒸馏水、NaOH溶液、培养瓶、量筒、烧杯、酒精灯、电炉、尖嘴镊、剪刀、培养皿、pH精密试纸、菊花无菌苗等。

3　实验操作

1）制备培养基。配制MS+6-BA 2 mg/L+NAA 0.5 mg/L 培养基 500 mL,琼脂每升 7 g［1］，搅拌均匀。调节pH为5.6～5.8，分装至15个100 mL的培养瓶中。将培养基与接种时所需的剪刀、镊子、培养皿等工具放入高压蒸汽灭菌锅中，121℃灭菌20 min。

2）接种。将灭菌的培养基及操作工具放入无菌操作台，打开鼓风机，紫外灯照射0.5 h后进行接种。接种前，无菌苗培养瓶、工作台消毒后，点燃酒精灯，所有操作均在酒精灯附近进行。实验分3组，每组5瓶。选取生长健壮的菊花嫩枝，取带芽的茎段 3～4 mm、 节间中段 3～4 mm、（5×5）mm 左右的叶片小块，分别接种到培养基中。标记接种日期和相关信息。

3）培养。将接种好的培养瓶放在光照培养箱中25℃、12 h光照/d培养,每隔7 d观察记录实验现象（图1～图3为外植体初始状态，本文附图见封四）。

4　实验结果与分析

1）愈伤组织的诱导。外植体在MS+6-BA 2 mg/L+NAA 0.5 mg/L培养基中培养2周后观察到愈伤组织，4周后愈伤组织明显（图4～图6）。

重复实验中发现，有些带芽的外植体腋芽生长比较快，愈伤组织形成不明显。

2）愈伤组织的再分化。上述愈伤组织在培养6周后观察到有再分化形成丛芽，8周后增大明显（图 7～图 9）。

重复实验中发现，叶片的愈伤组织再分化形成丛芽成功率很低，常常是愈伤组织长到一定程度不再生长也不分化，最后死亡。

在本实验的激素条件下，菊花的带芽茎段、节间中段、叶片作为外植体均有观察到脱分化形成愈伤组织，但是带芽茎段有一部分直接由腋芽发育长大，由愈伤组织再分化形成丛芽观察不明显；叶片形成的愈伤组织多数并没有再分化形成丛芽，最后死亡；而节间中段的脱分化、再分化过程明显且成功率高。

5　进一步实验

菊花带芽茎段、节间中段及叶片在不添加植物激素的情况下，组织培养能否成功？实验材料与方法同上，结果表明，带芽茎段直接由腋芽发育成幼苗，未能观察到脱分化现象（图10），长成的幼苗基本无分枝或分枝较少（图13）；节间中段先脱分化形成愈伤组织（图11），然后再分化形成丛芽（图14），但是有部分茎段在培养2周后开始褐化，最后死亡；叶片在培养2周后均逐渐死亡（图12）。

事实上，适合菊花芽、茎、叶组培的激素浓度和比例都不相同，哪种激素配比适合菊花的哪个器官也可以进行探究。

6　教学建议

高中生物学实验教学要能全面开展，重要的是实验有意义、容易开展、成功率高，因此在植物组织培养实验的摸索中,提出以下建议供中学教师参考。

1）培养基的配制。首先配制MS培养基比较繁琐，且保存时间较短，建议使用试剂盒。在制备固体培养基时，琼脂的含量会影响培养基的硬度，培养基配好后分装时，要充分摇匀，以免琼脂不均匀而使得部分瓶中培养基未凝固，而部分瓶中培养基又太硬。此外，pH值也会影响培养基的凝固，所以灭菌前一定要调节pH值。

2）外植体的选择。高中生物学课堂时间比较紧张，为节约时间，建议学生实验采用无菌苗，省略外植体消毒步骤。本研究在学生实验过程中，经过外植体消毒获得组培材料，成功率比较低，多数都因污染而失败。

此外建议选择菊花的节间中段为外植体,观察到脱分化、再分化现象明显，且成活率高。

3）实验过程。建议实行分组实验，每组人员分工合作：接种操作、手机拍照录像、观察记录、交流讨论等，人人参与，最后完成整个实验报告，汇报交流。整个班级小组可以进行同样的实验作为重复实验，也可以分工进行不同的实验，以探究不同的问题，例如菊花不同部位作外植体进行组织培养的比较、有无植物激素对菊花组织培养的影响、植物激素比例对菊花组织培养的影响等。鼓励学生提出问题、作出假设、设计并进行实验，并用实验验证自己的推测。在实验过程中出现的任何问题都是教学的一种资源，不可轻易否定或忽视。

［1］秘嘉.MS培养基发硬问题浅析.现代阅读,2012(5):5.

［2］周鑫.植物组织培养.北京.航空工业出版社,2012:142.