Question

植物组织培养的培养基中为什么添加蔗糖而不是葡萄糖？

Answer 1

　　由于教材中质壁分离和复原实验的影响，不少师生认为，蔗糖不能被植物细胞吸收，其实蔗糖分子是可以进入植物细胞的。植物组织培养中，培养基中的蔗糖浓度较低，而质壁分离实验中的蔗糖浓度很高，质壁分离的时间短，细胞吸收蔗糖的量很少，在短时间内不足以影响细胞液渗透压，由此才出现壁分离现象。在蔗糖浓度较低时，蔗糖以被动扩散的形式进入植物细胞，植物细胞内有蔗糖转化酶，在高等植物蔗糖代谢中起着关键的作用。 　　培养基中添加蔗糖而不是葡萄糖，是以大量实验为基础的。大量实验表明，蔗糖能支持绝大多数植物离体培养物的旺盛生长，因此被作为植物组织培养的标准碳源而广泛应用，大多数合成培养基也均以蔗糖作为唯一的碳源。其中的原因可能有下列几个方面：①同样作为碳源和能源物质，蔗糖较葡萄糖能更好地维持培养基内的低渗环境。配制相同质量分数的培养基，蔗糖形成的渗透压要明显低于葡萄糖，若采用葡萄糖作为碳源，易使植物细胞脱水而生长不良。同时，植物细胞吸收蔗糖的速率要明显慢于吸收葡萄糖的速率，所以蔗糖形成的渗透压可较长时间地保持相对稳定。②植物组织培养过程中，要特别注意防止培养基受到微生物的污染。微生物生长所需的碳源最适合的是葡萄糖，而较少利用蔗糖，因此采用蔗糖作为培养基的碳源，可在一定程度上减少微生物的污染。③从能源供应来说，相同物质的量浓度下，蔗糖比葡萄糖提供的能量多。 　　当然，不同植物对不同糖类的反应是不完全相同的。近年来不断有研究报道，在西黄松(Pinus ponderosa)下胚轴离体培养中葡萄糖和蔗糖对愈伤组织的生长及保持具有相同效果(Tuskan等，1990)，在白长春花(Catharanthus roseus)离体培养中，葡萄糖有较高的生物产量，但生物碱产量与使用蔗糖时相似(Flower等，1982)，在小麦花药培养中供应9%葡萄糖优于蔗糖(朱至清，1991)，等等。