诱导胡萝卜愈伤组织实验的探究

 

 

摘要
本文以胡萝卜为材料就植物组织培养实验进行系列探究，为此项技术活动在学校的开展提供部分研究数据及方法。
关键词
组织培养     愈伤组织     正交实验设计
植物组织培养技术是新课标中要求中学生所要掌握的一种现代生物技术，旨在从实验的角度让学生了解植物细胞的全能性。但这种实验在以往中学教材根本没涉及，对老师而言也相当陌生，而且新教参提供的实验数据模糊，加上实验时间跨度大，部分学校条件制约等，让不少老师望而生畏，组培实验的实际开出率和成功率是极低的。我们开展了胡萝卜愈伤组织诱导的实验探究，一方面让学生掌握组织培养相关的实验操作以及科学实验常用的正交实验设计方法，了解植物组织培养的原理，另一方面也让学生真实地感受现代生物技术与生产生活的联系，体验现代生物技术给人类生活带来的变化。现将其实验介绍如下：
1
实验原理
植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性，即每个细胞都有发育成完整植株的全部遗传信息。在一定的营养和激素下，可以脱分化形成愈伤组织。
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材料与方法
2.1
植物材料  胡萝卜
2.2 实验方法
1）确认变量
实验培养基采取各营养和激素水平是实验自变量，各培养基培养产生结果是因变量。
2）假设与预期
我们假设在控制实验植物材料和实施步骤相同后，实验的自变量是影响因变量的唯一因素，测定因变量变化可推测自变量和因变量之间的关联情况。
3）实施步骤：
㈠以正交实验方法设计不同诱导培养基配方并配制，调整PH值，灭菌备用。实验因子及相应水平见表1。
㈡将胡萝卜用自来水充分洗净削去外皮切成10厘米段，置于超净工作台上用75%酒精浸洗30s,无菌水冲洗2-3次，再用20%次氯酸钠溶液处理30min，无菌水冲洗5-8次。
㈢用无菌解剖刀把胡萝卜形成部分切成lcm3/块，接种于诱导培养基上，每瓶接种6个外植体，10瓶重复。20d后统计愈伤组织诱导率。（注意避免污染）

表1
正交实验因素及相应水平

 

注：上述培养基中均加入30g/L蔗糖，6g/L琼脂，PH5.8-6.0，培养温度28-30℃，避光培养。
3 结果与分析  结果见表2
诱导率=（形成愈伤组织的外植体数/接种外植体数）×100%

从表2可以看出，各因素的极差|R|大小依次为：2，4-D > KT > 基本培养基，即2，4-D和KT的极差分居第一、二位，是影响愈伤组织诱导的关键性因子，而基本培养基的影响较小，说明大量元素不是愈伤组织诱导的主要因素。
从表2可以看出，单一生长素即可诱导愈伤组织产生。2，4-D使用的浓度范围较大，从1-4mg/L都可诱导产生愈伤组织，而且可以明显看出，随着2，4-D浓度的增大，愈伤组织诱导率逐渐升高。
KT的使用范围从0.5-2.5mg/1,都可诱导产生愈伤组织，KT浓度为0.5时达到最大的愈伤组织诱导率，但随着KT浓度的增大，愈伤组织诱导率有逐渐降低的趋势，说明KT的浓度不可过高。
2，4-D/KT比值是影响愈伤组织形成的关键因素。本实验中，使用的2，4-D/KT的比值范围较大。从研究结果可以看出，随着2，4-D/KT比值的增大，愈伤组织诱导率有逐渐升高的趋势。2，4-D/KT比值在2-4的范围内时，愈伤组织诱导率基本维持在35%左右。
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实验总结

2，4-D和KT的绝对用量以及2，4-D/KT的比值，都影响着胡萝卜愈伤组织诱导率的高低。
这实验用具体实验情景展示了探究实验过程的步骤和设计中应该遵循的控制性原则、对照性原则、重复性原则。通过实验，学生亲身体会了植物组织培养的基本实验流程，加深了认识，增强了学习生物科学的兴趣，同时通过对实验结果以及实验过程中所出现的问题的分析和讨论，加深了对激素的生长调节作用知识的理解和再认识，正交实验方法的设计运用，开拓了学生的实践思路。