植物需要礦物質(zhì)、養(yǎng)分、水和陽光才能在自然環(huán)境中正常生長和發(fā)育。植物從土壤中提取養(yǎng)分，并在陽光的幫助下制作自己的食物。

然而，當(dāng)植物在沒有土壤的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中生長時(shí)，它們需要通過用于種植植物的介質(zhì)來供應(yīng)養(yǎng)分。培養(yǎng)基的成分是決定植物在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中成功與否的關(guān)鍵因素。

但是，當(dāng)我們談?wù)摖I養(yǎng)物質(zhì)時(shí)，植物的發(fā)育“究竟”需要哪些營養(yǎng)物質(zhì)？

根據(jù)定義，營養(yǎng)素是生物基本功能所需的物質(zhì)。

典型的基礎(chǔ)培養(yǎng)基由常量營養(yǎng)素和微量營養(yǎng)素的均衡混合物組成，通常包括氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽和鈣、鎂、鉀、鈉、鐵、鋅和硼的碘化物等鹽。此外，它還包括碳源、維生素、植物激素和有機(jī)添加劑。

雖然有些營養(yǎng)素是必不可少的，但有些營養(yǎng)素是可選的，但當(dāng)添加時(shí)，可以促進(jìn)植物的生長。基本成分包括無機(jī)營養(yǎng)素和有機(jī)營養(yǎng)素，如碳水化合物、維生素和植物激素。可選的培養(yǎng)基成分包括天然提取物、活性炭和液體胚乳。

組織培養(yǎng)基

在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，組織培養(yǎng)基是滿足植物營養(yǎng)需求的培養(yǎng)基。由于養(yǎng)分是通過培養(yǎng)基提供的，而植物沒有其他來源來提取養(yǎng)分，因此必須提供足以滿足植物生長發(fā)育的微量和大量營養(yǎng)素。任何成分的任何缺陷都可能導(dǎo)致零或很少的生長（在持續(xù)缺乏的情況下，最終可能導(dǎo)致植物死亡）。

實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中設(shè)備的兩個(gè)主要要求是：

植物細(xì)胞、組織和器官在培養(yǎng)環(huán)境中生存所需的必需營養(yǎng)素。

有利的物理?xiàng)l件，如pH值和滲透壓。

在植物細(xì)胞培養(yǎng)領(lǐng)域，開發(fā)用于體外培養(yǎng)的最佳培養(yǎng)基有著悠久的歷史。

早期的研究人員廣泛使用Knop（1865）的礦物溶液。

Gautherat（1939）后來根據(jù)Uspenski和Uspenskaia（1925）提出的營養(yǎng)液配制了一種愈傷組織培養(yǎng)基。

Murashige和Skoog（1962）系統(tǒng)地研究了培養(yǎng)中植物組織和器官的礦物質(zhì)需求。

Linsmaier 和 Skoog （1965）、Vasil 和 Hildebrant （1966） 以及 Nitsch 和 Nitsch （1969） 等科學(xué)家擴(kuò)展了 Murashige 和 Skoog 的研究，從而開發(fā)了適合特定需求的各種媒體。

組織培養(yǎng)設(shè)備的營養(yǎng)需求：

在植物細(xì)胞培養(yǎng)中，無機(jī)營養(yǎng)素是指那些對正常植物生長至關(guān)重要的營養(yǎng)素。每種營養(yǎng)素的最佳濃度對于實(shí)現(xiàn)最大生長速度至關(guān)重要，但差異很大。主要元素包括氮 （N）、磷 （P）、鉀 （K）、硫 （S）、鎂 （Mg） 和鈣 （Ca）。此外，還有鈷 （Co）、鐵 （Fe）、硼 （B）、鋅 （Zn）、鉬 （Mo）、銅 （Cu） 和碘 （I） 等微量元素。

此外，還包括少量的肌醇，以促進(jìn)大多數(shù)植物物種的細(xì)胞生長。

維生素

維生素補(bǔ)充培養(yǎng)基，以達(dá)到組織的良好生長。

培養(yǎng)基中使用的膠凝劑

雖然膠凝劑不是植物的營養(yǎng)物質(zhì)，但它們有助于提供通過培養(yǎng)基獲得的營養(yǎng)物質(zhì)。培養(yǎng)基的凝固通常使用瓊脂來實(shí)現(xiàn)。瓊脂的最佳濃度通常在0.8-1.0%（W/V）之間變化。當(dāng)瓊脂濃度增加時(shí)，培養(yǎng)基變硬，阻礙營養(yǎng)物質(zhì)擴(kuò)散到組織中。因此，在培養(yǎng)基中保持最佳量（通常為 8 克）瓊脂至關(guān)重要。在某些工藝中，明膠、硅膠、丙烯酰胺凝膠和淀粉共聚物也被用作瓊脂的替代品。

在組織培養(yǎng)中，結(jié)冷膠被廣泛用于體外研究根系發(fā)育。凝膠的透明度提供了在培養(yǎng)基內(nèi)生長的根部的清晰視覺效果。與瓊脂相比，組織培養(yǎng)基中使用的結(jié)冷膠濃度較低。

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