一叶成木
——植物克隆这样完成

2023-12-19 00:43:28刘子朋齐丹丹
农村青少年科学探究 2023年10期
关键词:外植体无菌克隆

○刘子朋 齐丹丹

繁育不能都靠种子

一般情况下,植物是通过种子进行有性繁殖的。但自然界有一些植物虽然开花但不容易结果得到种子,如我们常见的蝴蝶兰。蝴蝶兰花凋谢时花梗也跟着一起脱落了。无法结出果实,也就得不到种子,那自然也就不能通过种子来进行繁殖了。还有些植物虽能产生种子,但种子不容易萌发,比如山楂。山楂的种子外壳非常硬,需要经过特殊的处理,比如用碾压的物理方法,或是用浓酸浸泡的化学方法进行处理,才可发芽。但这两种处理方法要严格控制好力度与时间,处理过度种子就更不能发芽了。对于这类植物而言,利用种子进行繁殖不是有效的方法。

那上述这些植物怎么繁衍呢?当然可以通过扦插、嫁接、压条、分株等方式进行无性繁殖,但这些繁殖方法效率很低。如果想在相对较短的时间内繁殖的数量多一些,可以通过植物克隆的办法来实现。

植物克隆

简单来说,植物克隆就是对植物进行复制。复制出来的植物,它们的遗传基因一模一样。

植物细胞是构成植物的基本单位。每一个细胞中都带有能够发育成完整植株的全部遗传信息,这就是细胞的全能性。也就是说,无论借助植物的哪一部分组织,都可以通过植物克隆技术,也就是组织培养的方法,培育出植株个体。

我们以取叶片开始克隆为例,来认识一下植物克隆技术:

第一阶段,把取下来的叶片组织恢复成愈伤组织,就是单纯的细胞团,这个阶段叫做脱分化。可以理解为脱离它的现实功能,比如说叶片就不再有光合作用的能力了。

来看一下通过叶片诱导出来的愈伤组织(见图1)。

图1

第二阶段,把这些单纯的细胞团(愈伤组织)继续进行诱导,让它长出芽,这个阶段叫做再分化,在这一阶段就能看到植物个体的影子了(见图2、图3)。

图2

图3

图4

第三阶段,把这些小苗分离开,进行育根。至此,植物的根茎叶都有了,我们也就完成了植物克隆的全过程了。

知识小卡片

脱分化

已分化的细胞,当受到创伤或进行离体培养(也受到创伤)时,已停止分裂的细胞又重新恢复分裂,细胞改变原有的分化状态,失去原有结构和功能,成为具有未分化特性的细胞的过程称脱分化,又称去分化。在植物中,一些分化的细胞经过细胞分裂素的诱导,可以脱分化为具有分生能力的薄壁细胞,进而形成植物的愈伤组织。愈伤组织在一定的培养条件下,再分化出幼根和芽,形成完整的小植株。植物组织培养过程中脱分化阶段需要避光培养。

怎样让植物细胞听指挥生长

让植物细胞乖乖听话,该长根就长根、该长叶子就长叶子的关键在于培养基,也就是促进它们生长的营养物质。培养基里面的激素配比决定着植物细胞组织是长芽还是生根。咱们再来按顺序详细了解一下植物克隆的全过程吧。

1.配置培养基,称量琼脂(起固定作用),加入大量的微量元素(营养物质),再加入激素(诱导物质)。

2.对培养基进行高压灭菌处理。

3.冲洗外植体。一般先刷洗干净表皮,再用流水对外植体冲洗2 小时。

4.超净工作台上的操作。

培养基是富含营养的物质,需要一直保持无菌的状态,一旦发生污染就全部报废了。怎样做到让它时刻保持无菌呢?这就要用到超净工作台。它是一种特殊的设备:先用紫外灯灭菌,然后进行通风,通风半小时后就可以利用它进行操作了。操作时要严谨,戴手套,注意接触物品的消毒。

需要在超净工作台上完成的步骤有:

(1).外植体(例如叶片)深度消毒。

(2).无菌体系的建立。

(3).接入培养基进行脱分化。

(4).愈伤组织进行再分化。

(5).小苗生根。

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