植物组培中玻璃化现象及其预防措施

植物材料玻璃化玻璃化苗外形与正常苗有显著差异。

其叶、嫩梢呈水晶透明或半透明，植株矮小肿胀，失绿，叶片皱缩成纵向卷曲，脆弱易碎；叶表皮缺少角质层蜡质，没有功能性气孔，不具有栅栏组织，仅有海绵组织；体内含水量高，但干物质、叶绿素、蛋白质、纤维素和木质素含量低。

由于其组织畸形，吸收养料与光合器官功能不全；分化能力大大降低，因而很难继续用作继代培养和扩大繁殖的材料；加上生根困难，很难移栽成活。

玻璃化的起因是细胞生长过程中的环境变化。

试管苗为了适应变化了的环境而呈玻璃状。

产生玻璃化苗的因素主要有激素浓度、琼脂用量、温度、离子水平、光照时间、通风条件等。

1.激素浓度激素浓度增加尤其是细胞分裂素浓度提高(或细胞分裂素与生长素比例高)，易导致玻璃化苗的产生。

产生玻璃化苗的细胞分裂素浓度因植物种类的不同而异。

细胞分裂素的主要作用是促进芽的分化，打破顶端优势，促进腋芽发生，因而玻璃化苗也表现为茎节较短、分枝较多的特点。

使细胞分裂素增多的原因有以下几种：一是培养基中一次性加入过多细胞分裂素，比如6—BA、ZT等；二是细胞分裂素与生长素比例失调，细胞分裂素含量远远高于生长素，而使植物过多吸收细胞分裂素，体内激素比例严重失调，试管苗无法正常生长，而导致玻璃化；三是在多次继代培养时愈伤组织和试管苗体内累积过量的细胞分裂素。

在初级培养相同的培养基，最初的几代玻璃化现象很少，多次继代培养后，便开始出现玻璃化现象，通常是继代次数越多玻璃化苗的比例越大。

2.琼脂浓度培养基中琼脂浓度低时玻璃化苗比例增加，水浸状严重，苗向上长。

随着琼脂浓度的增加，玻璃化苗比例减少，但由于硬化的培养基影响了养分的吸收，试管苗生长减慢，分蘖亦减少。

因此，琼脂的浓度一定要适当。

3.温度适宜的温度可以使试管苗生长良好，当温度低时，容易形成玻璃化苗，温度越低玻璃化苗的比例越高。

温度高时玻璃化苗减少，且发生的时间较晚。

4.光照时间不同的植物对光照的要求不同，满足植物的光照时间，试管苗才能生长正常。

植物试管苗玻璃化成因与预防措施的研究进展植物试管苗玻璃化成因及预防措施研究进展摘要：本综述主要阐述了组织培养中玻璃苗的成因，取材部位及外植体大小、光照、温度、封口材料、培养基的类型、植物激素等条件不适合都可能引起玻璃化现象。

并提出了相应预防措施, 为克服试管苗玻璃化提供有效的参考。

关键词：试管苗；玻璃化；成因；预防措施试管苗玻璃化是指在进行植物组织培养中, 试管苗生长异常, 叶、嫩梢呈透明或半透明的水浸状,芽苗矮小肿胀失绿,叶片皱缩成纵向卷伸,脆弱易碎[1]。

长期以来, 植物组织培养中存在三大亟待解决的问题——外植体污染、褐化和玻璃化现象, 这些因素严重阻碍了植物组培工作的进程。

因而，组织培养中玻璃苗的成因和各种防范措施应该引起了人们的广泛注意。

1 玻璃苗成因1.1 外植体材料与培养环境1.1.1 外植体选择培养植物的种类, 取材部位及外植体大小均会显著影响玻璃苗的发生。

学者在大叶相思外植体培养过程中发现, 幼叶叶片与顶芽更容易发生玻璃化, 当年生枝条在尚未木质化前取材培养, 几乎全部玻璃化, 外植体材料小于0.5cm 时易发生玻璃化。

这可能是外植体的较老组织中含有防止玻璃苗发生的物质, 或者是较大外植体的分生组织远离培养基表面, 而使其生长环境的水分状况得到改善[8]。

1.1.2 光照自然光照对玻璃化有抑制作用, 玻璃苗放于自然光照下几天后茎叶变红, 玻璃化逐渐消失, 因为自然光中的紫外线能促进试管苗成熟, 加快木质化[2]。

戴园园等分别用白光和蓝光对甜瓜试管玻璃苗进行了不同时长的处理,结果表明:不同的光和光强度对玻璃苗的发生都有影响, 在蓝光下,玻璃苗发生较为严重, 在白光下, 玻璃苗发生相对较少, 并且随着光照强度的增加玻璃苗发生的几率变小[3]。

孙满芝却认为, 光照时间太长会导致试管苗玻璃化率显著上升[4]。

因此对于光照是否对玻璃苗产生影响, 影响的程度有多大还没有统一的定论1.1.3 温度温度是植物生长的主要环境因子之一, 适宜组培苗生长的最适温度一般认为在24-26 °C,适当的低温处理有利于防止玻璃苗的形成,并可以使部分玻璃化后的苗转到正常生长状态, 通过变温处理, 加大昼夜温差,会使玻璃化现象消失[4]。

植物材料玻璃化玻璃化苗外形与正常苗有显著差异。

其叶、嫩梢呈水晶透明或半透明，植株矮小肿胀，失绿，叶片皱缩成纵向卷曲，脆弱易碎；叶表皮缺少角质层蜡质，没有功能性气孔，不具有栅栏组织，仅有海绵组织；体内含水量高，但干物质、叶绿素、蛋白质、纤维素和木质素含量低。

由于其组织畸形，吸收养料与光合器官功能不全；分化能力大大降低，因而很难继续用作继代培养和扩大繁殖的材料；加上生根困难，很难移栽成活。

玻璃化的起因是细胞生长过程中的环境变化。

试管苗为了适应变化了的环境而呈玻璃状。

产生玻璃化苗的因素主要有激素浓度、琼脂用量、温度、离子水平、光照时间、通风条件等。

1.激素浓度激素浓度增加尤其是细胞分裂素浓度提高(或细胞分裂素与生长素比例高)，易导致玻璃化苗的产生。

产生玻璃化苗的细胞分裂素浓度因植物种类的不同而异。

细胞分裂素的主要作用是促进芽的分化，打破顶端优势，促进腋芽发生，因而玻璃化苗也表现为茎节较短、分枝较多的特点。

使细胞分裂素增多的原因有以下几种：一是培养基中一次性加入过多细胞分裂素，比如6—BA、ZT等；二是细胞分裂素与生长素比例失调，细胞分裂素含量远远高于生长素，而使植物过多吸收细胞分裂素，体内激素比例严重失调，试管苗无法正常生长，而导致玻璃化；三是在多次继代培养时愈伤组织和试管苗体内累积过量的细胞分裂素。

在初级培养相同的培养基，最初的几代玻璃化现象很少，多次继代培养后，便开始出现玻璃化现象，通常是继代次数越多玻璃化苗的比例越大。

2.琼脂浓度培养基中琼脂浓度低时玻璃化苗比例增加，水浸状严重，苗向上长。

随着琼脂浓度的增加，玻璃化苗比例减少，但由于硬化的培养基影响了养分的吸收，试管苗生长减慢，分蘖亦减少。

因此，琼脂的浓度一定要适当。

3.温度适宜的温度可以使试管苗生长良好，当温度低时，容易形成玻璃化苗，温度越低玻璃化苗的比例越高。

温度高时玻璃化苗减少，且发生的时间较晚。

4.光照时间不同的植物对光照的要求不同，满足植物的光照时间，试管苗才能生长正常。

植物组培中玻璃化现象及其预防措施在植物组织培养过程中，叶片和嫩梢呈透明或半透明水浸状的培养物称为玻璃化苗，它是组培苗的一种生理失调症状。

玻璃化大大降低了试管苗有效增殖系数，严重影响了试管苗质量，造成人、财、物的极大浪费，必须对玻璃化加以控制。

1、玻璃化苗的特点与发生原因（1）玻璃化苗的特点在形态解剖与生理上，玻璃化苗有如下特点：①玻璃化苗植株矮小肿胀、失绿、叶片皱缩成纵向卷曲，脆弱易碎②叶表面缺少角质层蜡质，没有功能性气孔，仅有海绵组织而无栅栏组织③体内含水量高，但干物质、叶绿素、蛋白质、纤维素和木质素含量低④吸收营养与光合功能不全，分化能力大大降低，苗生长缓慢、繁殖系数大为降低，甚至死亡⑤生根困难，移栽成活率低（2）发生原因玻璃化苗是在芽分化启动后的生长过程，碳、氮代谢和水分发生生理性异常所引起。

其实质是植物细胞分裂与体积增大的速度超过了干物质生产和积累的速度，植物只好用水分来充涨体积，从而表现玻璃化。

不同作物种类或品种，玻璃化的发生频率各不相同，在情人草中较少见，香石竹中则较普遍。

2、影响玻璃化苗产生的因素（1）生长调节剂细胞分裂素和生长素的浓度及其比例均影响玻璃化苗产生。

高浓度的细胞分裂素有利于促进芽的分化，也会使玻璃化苗的发生比例提高。

不同的植物发生玻璃化的生长调节剂水平不相同，如香石竹的部分品种在BA 0.5mg/L时就有玻璃化发生。

同一植物的不同阶段对细胞分裂素的要求也不同，在某些特定阶段可忍受较高的浓度，而在其他阶段的培养中，却只需要较低的浓度，如非洲菊只有在BA 2-10mg/L时才能诱导幼花托脱分化形成愈伤组织，并在愈伤组织上诱导不定芽;而在丛生芽增殖过程中，BA 1 mg/L即可满足要求。

细胞分裂素与生长素的比例失调，细胞分裂素的含量显著高于两者之间的适宜比例，使试管苗正常生长所需的生长调节剂水平失衡，也会导致玻璃化的发生。

（2）温度随着培养温度的升高，苗的生长速度明显加快，但高温达到一定限度后，会对正常的生长和代谢产生不良影响，促进玻璃化的产生。

组培污染率的降低（一）接种方式与生长观察1、一般外植体可将其一半或部分插入培养基中，茎尖接种时应避免插入太多而引起缺氧；2、直生或斜向生长的植物材料离体培养时，应保持自然生长方向接种；有时为了促进侧枝的形成，茎尖接种时也可以水平放置在培养基上；3、要定期对培养物进行观察和统计，根据培养物生长情况及时对培养基和培养条件做出调整；4、培养过程中经常会出现污染现象，要及时加以清除；5、在继代培养时一定要仔细检查，避免将污染的材料进行扩大增殖（二）外植体褐变1、有些植物材料在接种后会从伤口处分泌出褐色或黑色色素。

这是由于外植体切割后，内部细胞与外界空气直接接触，组织中多酚氧化酶激活，多酚类化合物和单宁被氧化后主生醌类物质的缘故。

2、当这些物质扩散到培养基中时，会抑制外植体其他酶的活性，毒害外植体。

3、植物种类或基因型、外植体采集时间、采集部位及生理状态、培养基成分、培养条件、继代培养时间等都影响褐变的发生。

4、避免产生褐变的对策：（1）应尽可能接种较大的外植体，采用锋利的解剖刀并使切面垂直（减少伤口面），避免对外植体切割损伤，或采用幼龄材料及分生部位或幼态部位外植体接种。

（2）尽可能在初代培养中降低培养基中无机盐和植物生长调节物质的浓度；（3）避免过高的温度和过强的光照（如采用散射光）；（4）在培养基中培养时间不宜过长，尽可能及时转接到新鲜培养基上，有时为了防止褐变每隔数小时就转接一次；（5）外植体采集后用流水冲洗30分钟以上，在接种前先将外植体在无菌水中浸泡处理或在无菌水中切割；（6）使用液体培养基；（7）在培养基中加入以下成分：活性炭：加入量为0.2%~3.0%聚乙烯吡咯烷酮：PVP,加入量为5~10 g/L柠檬酸：加入量为0.05%~0.5%芸香苷：加入量为50~100mg/L硫代硫酸钠：20%溶液，加入量为5ml/L维生素CL-半胱氨酸谷氨酸精氨酸天冬酰氨硫脲（三）玻璃化苗现象1、苗芽玻璃化是一种异常生理现象，是植物组织培养中出现的半透明状、畸形的试管苗。

植物试管苗玻璃化现象的发生及防治刘柏林甘肃农业大学生命科学技术学院，兰州（730070 ）E-mail：liubl926@摘要：植物试管苗玻璃化现象在不同的植物器官、组织、细胞以及原生质体的组织培养中普遍存在。

玻璃化苗的形态解剖学特征、生理生化特点与正常的试管苗有显著不同。

微环境、基因型、内源激素、植株自身的生理状态等一系列因素影响玻璃化的发生。

本文通过研究玻璃化的发生机制，提出具体的防治措施。

关键词：试管苗；玻璃化现象；发生机制；防治措施1. 引言在植物组织的离体培养中，我们常发现有外观形态异常、呈半透明状的试管苗出现，我们把这种现象称为植物试管苗的玻璃化现象，其出现的概率可高达100%[1～3]在组织培养中丝2．玻璃化苗的形态解剖学特征2.1 形态学特征与正常苗相比,玻璃苗在形态学上发生了显著变化,其共同特点是:植株矮小肿胀,呈半透明状;茎短而粗,几乎无节间;叶片厚而狭长,皱缩或卷曲,脆弱易破碎;叶表无角质层,无功能性气孔器,叶仅有海绵组织,没有栅栏组织[7]。

Debergh 等[8]描述了洋蓟（Cynara scolymus）玻璃化苗的形成过程：叶片和小叶柄逐渐显示出多水，尤其是丛生叶中央的幼叶逐渐肿胀，然后肿胀的小叶突然明显地生长，长度约为正常叶片的5～6 倍；绿色叶片变成半透明,最终坏死。

2.2 解剖学特征茎皮层及髓部的薄壁组织过度生长，细胞间隙大，输导组织发育不良或畸形，导管和管胞木质化不完全。

叶片的栅栏组织细胞层数减少，或仅有海绵组织。

叶肉细胞间隙大，表皮组织发育不良，包括叶表角质层变薄或缺少角质层蜡质，有的是蜡质发育不完全，或蜡质结晶的结构发生变化。

果胶及纤维素等也发育不良。

在有些植物玻璃化苗的叶表发现有大量的排水孔。

气孔器数量或多或少，但功能不正常，其原因可能是保卫细胞中胼胝质含量增加，而纤维素含量减少。

叶绿体中基粒和基质的组织结构异常，叶绿素含量低。

根茎之间维管组织联系有缺陷[13]。

・生物技术・北方园艺2008(8):196～197香石竹组培中的玻璃化现象及防止张　红1,王万新2(1.德州学院农学系,山东德州253023;2.德州学院机电系,山东德州253023) 摘　要:玻璃化是香石竹组织培养中的一大障碍,试验研究了BA、琼脂、蔗糖、活性炭等因素对香石竹组培苗玻璃化的影响,结果表明:降低细胞分裂素的浓度,提高琼脂的用量,培养基中加入0.5g/L活性炭对克服香石竹组培苗玻璃化有明显的效果;增加蔗糖的用量对香石竹玻璃化的防止没有明显的作用;香石竹组织培养中能有效防止玻璃化的适宜培养基为MS+BA0.5mg/L+NAA0.01mg/L+蔗糖30g/L+琼脂8g/L+活性炭0.5g/L。

关键词:香石竹;组织培养;玻璃化中图分类号:S682.2+9　文献标识码:A　文章编号:1001-0009(2008)08-0196-02 香石竹(Dianthus cargophyllus)又称康乃馨,属石竹科,石竹属,原产南欧,为多年生宿根草本花卉。

香石竹是世界著名的切花之一,具有产量高,花色鲜艳,花期长,雅俗共赏等特点[1]。

其常规繁殖的繁殖系数较低,且容易造成病毒的积累,而采用香石竹的组培快繁技术可以短期内获得大量的无病毒苗木,但香石竹组培过程中很容易产生玻璃化现象[223],限制了其组培技术的应用。

该研究欲对香石竹组培中的玻璃化现象进行研究,找到防止其玻璃化的有效措施,对香石竹无病毒苗木的快速繁殖和推广具有重要的意义。

1　研究方法1.1　材料香石竹的健壮组培苗。

1.2　试验方法第一作者简介:张红(19712),女,山东省德州市平原县人,讲师,硕士,现主要从事生物技术与作物遗传育种的教学与研究工作。

E2mail:zhh71821@。

收稿日期:2008-02-20 取健壮的香石竹组培苗,以MS为基本培养基,p H 为5.8～6.0,每处理接种20瓶,每瓶3苗,培养温度在(25+1)℃,每天光照时数12h,试验通过4个单因素试验对香石竹的玻璃化现象进行研究。

植物组织培养中的常见问题与对策摘要: 探讨了影响植物组织培养的主要因素, 分析了污染、畸形胚、玻璃苗、褐变、黄化等产生的原因, 并提出了解决措施。

认为: 污染主要是由灭菌不彻底和环境不洁造成的, 加强外植体和培养基的灭菌, 对培养环境及用具彻底消毒, 可大大降低污染率。

培养时间和培养基的组成影响畸形胚的发生, 缩短培养时间, 调整培养基中激素含量, 可使畸形胚转化为正常苗。

培养基的种类、温度、通气状况等会影响玻璃苗的发生, 选择适当培养基, 降低温度, 增强光照, 改善通风等可使玻璃化率降低。

植物品种、取材部位及环境条件与褐变的发生密切相关, 选择适宜的外植体, 进行暗处理, 添加抗氧化剂和吸附剂等可有效控制褐变。

培养基中铁含量不足, 激素配比不当等会导致黄化,正确添加培养基的各种成分, 增强光照, 及时转接可减少黄化。

关键词: 组织培养; 污染; 褐化; 畸形胚; 玻璃苗中图分类号: Q945. 4文献标识码: A文章编号: 1673- 2006( 2010) 11- 0054- 04 收稿日期: 2010- 04- 10作者简介: 王桂荣( 1972- ), 女, 安徽宿州人, 实验师, 主要从事植物及植物生理实践教学与实验室管理。

植物组织培养技术广泛应用于植物脱毒快繁、育种、种质保存、获得次生代谢产物、突变诱发、细胞工程和基因工程等方面, 而且在医药、食品工业、能源工业、环境保护各个领域显示出极大的生产潜力,产生了巨大的经济效益和社会效益, 已成为当代生物科学中最有生命力的一门学科。

但在植物初代培养和继代培养过程中经常会遇到一些问题, 如污染、畸形胚、玻璃苗、褐变、黄化等, 影响实验结果, 甚至导致实验失败, 给科研和生产造成损失。

本文根据近年的研究文献及本人的工作实践, 对这几个问题产生的原因及解决措施进行了论述, 以供参考。

1. 1污染产生的原因污染是在组织培养过程中培养基和培养材料滋生杂菌, 导致培养失败。

任务四植物组培过程中异常现象诊断与防治（4学时）【任务提出】：植物组织快繁过程（初代、继代、生根及驯化）中，观察可能出现的异常情况，请详细记录并研究解决方案。

【任务解析】：植物组织培养过程中，难免会出现一些异常情况，常见的现象主要是污染、褐化和玻璃化，如污染主要以细菌与真菌污染为主，在培养基的表面滋生大量菌斑，造成培养材料不能生长和发育的现象；褐变是指外植体在接种后，其表面开始变褐，有时甚至会使整个培养基变褐；玻璃化是指当植物材料不断地进行离体繁殖时，有些培养物的嫩茎、叶片往往会呈半透明状，呈水迹状，这些现象一直困扰工作人员。

【相关知识】：一、污染（一）污染的含义污染是组织培养最常见和首要解决的问题。

所谓污染是指在组织培养过程中，由于细菌、真菌等微生物的侵染，在培养基的表面滋生大量菌斑，造成培养材料不能生长和发育的现象。

（二）污染的类型与症状引起污染的微生物主要有芽胞杆菌、大肠杆菌等细菌和毛霉、根霉、青霉等真菌，与此相对应的污染类型就分为细菌性污染和真菌性污染。

细菌性污染的症状是菌落呈黏液状，颜色多为白色，与培养基表面界限清楚，一般接种后1～2d就能发现；而真菌性污染的症状是菌落多为黑色、绿色、白色的绒毛状、棉絮状，与培养基和培养物的界限不清，一般接种后3～10d后才能发现。

实际培养中要明确辨认出是哪种污染，以便有针对性地采取防治措施，从而提高组培成功率。

（三）组织培养过程中的污染源（1）户外风大菌类进屋机会多（2）屋内太潮菌类繁衍多（3）物品带菌多（4）屋内不干净（5）屋内清理带菌组培苗（6）接种不正确（四）预防措施（1）通风：经常开窗，保持室内空气流通可以使室内真菌数量减少。

通风方法简便易行，应多使用。

（2）去湿：保持室内空气干燥，如使用空调“除湿”功能，也可减少真菌生长繁殖。

（3）光照：紫外线能杀灭或抑制真菌生长，对减少室内真菌污染大有好处。

（4）防霉：污染物品和污染培养基不要在培养室近距离开瓶洗刷。