培养基:类型和用途
介绍
培养基,通常称为培养介质,是一种固体、液体或半固体物质,旨在通过细胞增殖过程促进微生物、细胞或小型植物(如Physcomitrella patens苔藓)种群的生长。不同类型的培养基用于培养不同的细胞类型。
生长培养基
生长培养基主要分为两大类:用于细胞培养的培养基,采用从植物或动物获得的特定细胞类型;以及用于微生物培养的培养基,用于培养细菌或真菌等微生物。
营养肉汤和琼脂平板是最常见的微生物生长培养基;然而,微生物和细胞培养的生长有时可能需要使用专用培养基。
由于其复杂的营养需求,一些生物体——被称为苛养生物体——需要特殊的培养环境。例如,病毒是专性细胞内寄生物,需要具有活细胞的生长底物。
培养基的类型和用途
体外植物细胞培养需要仔细考虑选择合适的培养基。许多人不知道各种培养基的类型、用途或哪种培养基最适合特定培养。
了解您的培养基以及如何为您的培养选择合适的培养基至关重要。为了提供植物生长所需的营养,您首先需要了解它的需求。
目前已知几种培养基,包括 MS 培养基、B5 培养基、LS 培养基、White 培养基等。我们将简要概述五种常用的培养基。
Murashige 和 Skoog (MS) 培养基
这种培养基由 Toshio Murashige 和 Folke K Skoog 两位科学家于 1962 年研制,他们专注于植物生长调节剂的发现。它是组织培养实验室中最常用的培养基。
有时,您可能会在 MS 后看到一些数字,表示培养基中蔗糖的含量。例如,MS0 表示没有蔗糖,而 MS10 表示培养基中含有 10g/l 的蔗糖。营养成分包括维生素、氨基酸和无机盐。
这种培养基用于诱导器官发生、微繁殖、愈伤组织培养和细胞悬浮培养。
Linsmaier 和 Skoog (LS) 培养基
Linsmaier 和 Skoog 于 1965 年研制了这种培养基。它最初用于增强烟草培养的有机添加剂。这种培养基与 Murashige 和 Skoog 培养基的成分相似,只是维生素有所调整。
他们发现,除了肌醇外,维生素的缺乏可以通过增加硫胺素次氯酸盐的浓度来弥补(0.4 mg/l 相比于 0.1 mg/l)。肌醇作为 TCA 循环和糖酵解中的酶促辅因子,以及植物的初级和次级代谢中发挥作用。
它用于微繁殖、愈伤组织培养、器官发生和细胞悬浮培养。
Gamborg (B5) 培养基
O L Gamborg 于 1968 年研制了这种培养基。他利用这种培养基对豆科植物大豆的愈伤组织和细胞悬浮培养进行培养。这种培养基是维生素、碳水化合物和无机盐的混合物。
该培养基铵盐含量较低,硝酸盐和钾含量较高。硫酸铵对细胞生长至关重要,而硝酸钾有助于促进大豆根部愈伤组织的生长。
它用于原生质体培养。
Nitsch 和 Nitsch (NN) 培养基
J P Nitsch 于 1969 年研制了这种培养基,目的是为了建立茄科植物烟草的另一种体外培养。它含有高浓度的硫胺素、生物素和叶酸,支持另一种愈伤组织的生长。其目的是为另一种生物体创建体外培养。
White 培养基
P R White 于 1963 年研制了这种培养基,目的是为了培养番茄根部组织。这是第一个为根培养而研制的植物组织培养基。它含有较高比例的 MgSO4 和较低浓度的盐。硝酸盐浓度比 MS 培养基低 19%。
White 培养基可用于进行芽和愈伤组织培养。可以在其中培养 Musa 和 Daucus 物种。
培养基 |
适用范围 |
---|---|
香蕉粉 |
植物细胞培养 |
椰子水 |
植物细胞培养 |
盐酸溶液 |
生物试剂,适用于细胞培养 |
氢氧化钠溶液 |
生物试剂,适用于细胞培养 |
水 |
无菌过滤,生物试剂,适用于培养 |
植物组织培养基——制备方案
培养基制备过程中的几个步骤包括:
应称量出约占最终所需体积 90% 的组织培养级水(产品编号:W 3500),例如,最终体积为 1000 mL 则称量 900 mL。使用尺寸为最终体积两倍的容器。
将粉末培养基加入水中,边搅拌边溶解直至完全溶解。粉末可能需要加热才能溶解。
用少量组织培养级水冲洗原容器,以除去残留的粉末。将溶液加入步骤 2 的溶液中。
添加任何所需的营养补充剂(例如蔗糖、胶凝剂、维生素、生长素、细胞分裂素等)。
加入更多组织培养级水,使培养基达到所需的体积。
根据需要使用 NaOH、HCl 或 KOH 在搅拌培养基的同时调节 pH 值。
如果使用胶凝剂,则加热溶液直至其澄清。
根据您的应用,在高压灭菌之前(或之后)将培养基分装到培养容器中。高压灭菌后,加热任何不稳定的成分。
在经验证的高压灭菌器中,以 1 kg/cm2 (15 psi)、121 °C 的条件下对培养基进行规定的时间进行灭菌。使用前,让培养基冷却。
结论
体外植物细胞培养需要仔细考虑选择合适的培养基。许多人不知道各种培养基的类型、用途或哪种培养基最适合特定培养。
虽然为建立培养物创建合适的培养基是组织培养中极其重要的一个阶段,但并没有一个通用的方法。为了获得培养物的适当反应,您可以从使用三种具有不同盐浓度(例如高、中和低盐浓度)的培养基开始。