愈伤组织培养是一种基于
细胞全能性原理,通过无菌培养基诱导植物外植体脱分化形成未分化细胞团的技术。该技术以MS等基础培养基为核心载体,通过添加生长素(如
2,4-D)、细胞分裂素(如
6-BA)等植物生长调节剂调控细胞增殖。操作过程包含外植体灭菌处理(乙醇、次氯酸钠消毒)、无菌条件下培养基接种、培养环境控制(25-27℃恒温、光照/暗培养)等关键步骤。在生物技术领域,该技术已应用于
次生代谢产物生产、农作物抗逆性改良及园艺植物快速繁殖。
植物细胞全能性是愈伤组织培养的理论基础,通过在无菌培养基中添加特定浓度配比的植物生长调节剂,可使外植体细胞启动脱分化过程。
MS培养基作为最常用基础培养基,含有高浓度无机盐(
硝酸铵、
硝酸钾)、有机成分(
肌醇、维生素)及3%蔗糖,pH值通常调节至5.8。
无菌条件通过
超净工作台、
高压灭菌锅(121℃处理20分钟)实现,外植体需经75%乙醇(30秒)和5.5%次氯酸钠(15分钟)双重灭菌,再用无菌水冲洗3-4次。培养环境控制参数包括温度(
虎眼万年青25℃、
水稻27℃)、光照强度(600Lx)和光周期(12小时光照/黑暗循环)。
在药用成分生产方面,通过调整培养基激素配比可促进抗癌药物
紫杉醇合成,虎眼万年青培养体系类黄酮产量提升。农作物改良中,水稻愈伤组织经
CRISPR编辑获得耐盐突变体。
液体培养技术突破使次生代谢产物工业化成为可能,如2024年建立的诺丽细胞悬浮系可实现37.5g/L初始接种量下的稳定增殖。在园艺领域,采用MS+1.0mg/L 6-BA和0.1mg/L 2,4-D培养基可使
杜鹃花愈伤组织再生率达85%,大幅缩短育苗周期。