一、實(shí)驗室要求
理想的組織培養實(shí)驗室應該建立在安靜、清潔、遠離污染源的地方,好在常年主風(fēng)向的上風(fēng)方向,盡量減少污染。規;a(chǎn)的組織培養實(shí)驗室好建在交通方便的地方,便于培養產(chǎn)品的運送。
實(shí)驗室設置的基本原則是:科學(xué)、、經(jīng)濟和實(shí)用。一個(gè)組織培養實(shí)驗室必須滿(mǎn)足3個(gè)基本的需要:實(shí)驗準備(培養基制備、器皿洗滌、培養基和培養器皿滅菌)、無(wú)菌操作和控制培養。此外,還可根據從事的實(shí)驗要求來(lái)考慮輔助實(shí)驗室及其各種附加設施,使實(shí)驗室更加完善。
植物組織培養是在嚴格無(wú)菌的條件下進(jìn)行的。要做到無(wú)菌的條件,需要一定的設備、器材和用具,同時(shí)還需要人工控制溫度、光照、濕度等培養條件。
二、實(shí)驗室組成
。ㄒ唬┗緦(shí)驗室
基本實(shí)驗室包括準備室、洗滌滅菌室、無(wú)菌操作室、培養室、緩沖間,是組織培養實(shí)驗所必須具備的基本條件。如進(jìn)行工廠(chǎng)化生產(chǎn),需3-4間實(shí)驗用房。
1、準備室(化學(xué)實(shí)驗室)
功能:又叫化學(xué)實(shí)驗室,進(jìn)行一切與實(shí)驗有關(guān)的準備工作:完成所使用的各種藥品的貯備、稱(chēng)量、溶解、器皿洗滌、培養基配制與分裝、培養基和培養器皿的滅菌、培養材料的預處理等。
要求:好有20平方米左右。要求寬敞明亮、以便于放置多個(gè)實(shí)驗臺和相關(guān)設備,方便多人同時(shí)工作;同時(shí)要求通風(fēng)條件好,便于氣體交換;實(shí)驗室地面應便于清潔,并應進(jìn)行防滑處理。
規;a(chǎn)準備室一般設計成大的通間,使試驗操作的各個(gè)環(huán)節在同一房間內按程序完成。準備試驗的過(guò)程在同一空間進(jìn)行,便于程序化操作與管理,試驗中減少各環(huán)節間的銜接時(shí)間,從而提高工作效率。此外還便于培養基配制、分裝和滅菌的自動(dòng)化操作程序設計,從而減少規;a(chǎn)的人工勞動(dòng),更便于無(wú)菌條件的控制和標準化操作體系的建立。
設備:準備室應具備實(shí)驗臺、藥品柜、水池、儀器、藥品、防塵櫥(放置培養容器)、冰箱、天平、蒸餾水器、酸度計及常用的培養基配制用玻璃儀器等。
2、洗滌滅菌室
功能:完成各種器具的洗滌、干燥、保存、培養基的滅菌等。
要求:洗滌滅菌室根據工作量的大小決定其大小,一般面積控制在30-50平方米。在實(shí)驗室的一側設置專(zhuān)用的洗滌水槽,用來(lái)清洗玻璃器皿。中央實(shí)驗臺還應配置2個(gè)水槽,用于清洗小型玻璃器皿。如果工作量大,可以購置一臺洗瓶機。準備1-2個(gè)洗液缸,專(zhuān)門(mén)用于洗滌對潔凈度要求很高的玻璃器皿,地面應耐濕并排水良好。
設備:水池、落水架、中央實(shí)驗臺、高壓滅菌鍋、干燥滅菌器(如烘箱)等。
3、無(wú)菌操作室(接種室)
功能:也叫接種室,主要用于植物材料的消毒、接種、培養物的轉移、試管苗的繼代以及一切需要進(jìn)行無(wú)菌操作的技術(shù)程序,是植物離體培養研究或生產(chǎn)中關(guān)鍵的一步。
要求:接種室宜小不宜大,一般7~8平方米(10-20平方米)即可,其規模根據實(shí)驗需要和環(huán)境控制的難易程度而定。要求封閉性好,干爽安靜,清潔明亮,能較長(cháng)時(shí)間保持無(wú)菌,因此不易設在容易受潮的地方;地面、天花板及四壁盡可能密閉光滑,易于清潔和消毒;配置拉動(dòng)門(mén),以減少開(kāi)關(guān)門(mén)時(shí)的空氣擾動(dòng);為便于消毒處理,地面及內墻壁都應采用防水和耐腐蝕材料;為了保持清潔,無(wú)菌室應防止空氣對流。接種室要求在適當位置吊裝 1~2盞紫外線(xiàn)滅菌燈,用以照射滅菌。好安裝一小型空調,使室溫可控,這樣可使門(mén)窗緊閉,減少與外界空氣對流。
一般新建實(shí)驗室的無(wú)菌室在使用之前應進(jìn)行滅菌處理,處理方法是甲醛和高錳酸鉀熏蒸,并需定期滅菌處理,還可用紫外線(xiàn)照射1-2h/周,或每次使用前照射10-30min。
設備:紫外燈、空調、解剖鏡、消毒器、酒精燈、接種器械(接種鑷子、剪刀、解剖刀、接種針),實(shí)驗臺、和擱架,還有超凈工作臺和整套滅菌接種儀器、藥品等。
4、培養室
功能:對接種到培養瓶等器皿中的植物離體材料進(jìn)行控制條件下的培養,無(wú)論是研究性實(shí)驗室還是生產(chǎn)性實(shí)驗材料進(jìn)行培養的場(chǎng)所。要求:約需10-20平方米左右,培養室的大小可根據需要培養架的大小、數目、及其他附屬設備而定,其設計以充分利用空間和節省能源為原則;疽笫悄軌蚩刂乒庹蘸蜏囟,并保持相對的無(wú)菌環(huán)境,因此,培養室應保持清潔和適度干燥;為滿(mǎn)足植物培養材料生長(cháng)對氣體的需要,還應安裝排風(fēng)窗和換氣扇等培養室的換氣裝置;為節省能源和空間,應配置適宜的培養架,并安裝日光燈照明。
研究用實(shí)驗室,通?筛鶕庹諘r(shí)間設置成長(cháng)日照、中日照、短日照培養室,也可以根據溫度設置成高溫和低溫培養室,每一個(gè)培養室的空間不宜過(guò)大,便于對條件的均勻控制。為了控制培養室的溫度和光照時(shí)間及其強度,培養室的房間不要窗戶(hù),但應當留一個(gè)通氣窗,并安上排氣扇。室內溫度由空調控制,光照由日光燈控制。天花板和內墻好用塑料鋼板裝修,地面用水磨石或瓷磚鋪設,一般要分兩間,一為光照培養室,一為暗培養室。培養室外應有一預備間或走廊。
培養材料放在培養架上培養。培養架大多由金屬制成,一般設5層,低一層離地高約10cm,其他每層間隔30cm左右,培養架即高 1.7m左右。培養架長(cháng)度都是根據日光燈的長(cháng)度而設計,如采用40W日光燈,則長(cháng)1.3m,30W的長(cháng)lm,寬度一般為60cm。日光燈一般用40W,固定在培養架的側面或擱板的下面,每層有兩支日光燈,距離在20cm,光照強度為2000-3000lx。
培養室重要的因子是溫度,一般保持在20—27℃左右,具備產(chǎn)熱裝置,并安裝窗式或立式空調機。室內濕度也要求恒定,相對濕度以保持在70%~80%為好,可安裝加濕器?刂乒庹諘r(shí)間可安裝定時(shí)開(kāi)關(guān)鐘,一般需要每天光照10-16h,也有的需要連續照明。
設備:培養架(控溫控光控濕)、搖床、轉床、自動(dòng)控時(shí)器、紫外燈、光照培養箱或人工氣候箱、生化培養箱、邊臺實(shí)驗臺用于拍攝培養物生長(cháng)狀況,除濕機、顯微鏡、溫濕度計、空調等。
5、緩沖間
功能:是進(jìn)入無(wú)菌室前的一個(gè)緩沖場(chǎng)地,減少人體從外界帶入的塵埃等污染物。工作人員在此換上工作服、拖鞋,戴上口罩,才能進(jìn)入無(wú)菌室和培養室。 進(jìn)入無(wú)菌操作室前在此更衣?lián)Q鞋,以減少進(jìn)出時(shí)帶入接種室雜菌。
要求:緩沖間需3-5平方米,可建在準備室外或無(wú)菌操作室外,應保持清潔無(wú)菌;備有鞋架和衣帽掛鉤,并有清潔的實(shí)驗用拖鞋、已滅菌過(guò)的工作服;墻頂用1-2盞紫外燈定時(shí)照射,對衣物進(jìn)行滅菌。 緩沖間好也安一盞紫外線(xiàn)滅菌燈,用以照射滅菌。緩沖間的門(mén)應該與接種室的門(mén)錯開(kāi),兩個(gè)門(mén)也不要同時(shí)開(kāi)啟,以保證無(wú)菌室不因開(kāi)門(mén)和人的進(jìn)出帶進(jìn)雜菌。
設備:1-2盞紫外燈、水槽、實(shí)驗臺、鞋帽架、柜子、滅菌后的工作服、拖鞋、口罩。
三、儀器設備和器皿用具
。ㄒ唬┏R幵O備
1、天平
組織培養實(shí)驗室需要2-3臺不同精度的天平。
感量0.001g的天平(分析天平)和感量0.0001g的天平(電子天平)用于稱(chēng)量微量元素和一些較高精確度的實(shí)驗用品。
感量0.01g和0.1g的天平,用于大量元素母液配制和一些用量較大的藥品的稱(chēng)量。
2、冰箱
各種維生素和激素類(lèi)藥品以及培養基母液均需低溫報存,某些試驗還需植物材料進(jìn)行低溫處理,一般普通冰箱即可。
3、酸度計
用于測定培養基及其它溶液的pH,一般要求可測定pH范圍1-14之間,精度0.01即可。
4、加熱器
用于培養基的配制。研究性實(shí)驗室一般選用帶磁力攪拌功能的加熱器,規;笮蛯(shí)驗室用大功率加熱和電動(dòng)攪拌系統。
5、其它
純水器、分裝設備
。ǘ缇O備
維持相對得無(wú)菌環(huán)境是組織培養實(shí)驗室的基本要求。
1、高壓滅菌鍋
用于培養基、玻璃器皿以及其它可高溫滅菌用品的滅菌,根據規模大小有手提式、立式、臥式等不同規格。
2、干熱消毒柜
用于金屬工具如鑷子、剪刀、解剖刀,以及玻璃器皿的滅菌。一般選用200℃左右的普通或遠紅外消毒柜。
3、過(guò)濾滅菌器
用于一些酶制劑、激素以及某些維生素等不能高壓滅菌試劑的滅菌,主要有真空抽濾式和注射器式。
4、紫外燈
方便經(jīng)濟的控制無(wú)菌環(huán)境的裝置,緩沖間、接種室和培養室必備。
。ㄈo(wú)菌操作設備
1、接種箱
是使用較早的簡(jiǎn)單的無(wú)菌裝置,主體為玻璃箱罩、入口有袖罩,內裝紫外燈和日光燈,使用時(shí)對無(wú)菌室要求較高。
2、超凈工作臺
其操作臺面是半開(kāi)放區,具方便、操作舒適點(diǎn),通過(guò)過(guò)濾的空氣連續不斷吹出,大于0.03um直徑的微生物很難在工作臺的操作空間停留,保持了較好的無(wú)菌環(huán)境。由于過(guò)濾器吸附微生物,使用一段時(shí)間后過(guò)濾網(wǎng)易堵塞,因此應定期更換。
。ㄋ模┡囵B設備
培養設備是指根據需要所選用的不同規格和控制精度的用于植物細胞、組織和器官培養的設施和設備。
1、培養架
目前所有植物組織培養實(shí)驗室植株繁殖培養的通用設施。成本低、設計靈活、可充分利用培養空間,以操作方便、大限度利用培養空間為原則。一般有4-5層,層間間隔40-50cm,光照強度可根據培養植物特性來(lái)確定,一般每架上配備2-4盞日光燈。
2、培養箱
細胞培養、原生質(zhì)體培養等要求精確培養的實(shí)驗,可用光照培養箱、濕度控制培養箱等培養。
。ㄎ澹┢渌O備
可安裝時(shí)間程序控制器、溫度控制系統或空調;實(shí)體顯微鏡、倒置式生物顯微鏡及配套的攝影、錄像和圖像處理設備。
四、培養容器與用具
培養容器指盛有培養基并提供培養物生長(cháng)空間的無(wú)菌置,培養用具指培養物接種封口所用的各種金屬或塑料制品,實(shí)驗室必備。
。ㄒ唬┡囵B容器
包括各種規格的培養皿、三角瓶、試管、培養瓶。玻璃容器,一般用無(wú)色并不產(chǎn)生顏色折射的硼硅酸鹽玻璃材質(zhì)。塑料容器材質(zhì)輕、不易破碎、制作方便,廣泛使用。一般為聚丙烯、聚碳酸酯材料的培養容器。
。ǘ┙饘儆镁
1、鑷子
植物組織解剖用小的尖頭鑷子,分株轉移繁殖轉接用槍型鑷子,16-22cm長(cháng)。
2、剪刀
不銹鋼醫用彎頭剪,做取材和切段轉移繁殖,14-22cm。
3、解剖刀
組織切段,多用短柄可換刀片的醫用不銹鋼解剖刀。
4、其他用具
接種鏟、接種針在花藥培養、花粉培養中有用。
。ㄈ┧芰嫌镁
各種封口膜、蓋、塑料盤(pán)及其它實(shí)驗用具。
五、甘薯脫毒及脫毒種苗快繁技術(shù)
。ㄒ唬└适砻摱
選擇適合當地環(huán)境條件和市場(chǎng)需求的勢高產(chǎn)品種,取其10cm長(cháng)的健壯莖段,剪去葉片,消毒滅菌,具體方法是:流水沖洗8—10min,在70%乙醇中浸泡10—20s。再用0.1%多菌靈浸泡8min,0.1%升汞水消毒lOmin,后用無(wú)菌水沖洗5次。滅菌后對材料的處理及培養需在無(wú)菌條件下進(jìn)行。在解剖鏡下剝去頂芽或腋芽上較大的幼葉,切取0.3mm左右帶l一2個(gè)葉原基的莖尖組織,接種到莖尖培養基上培養,即可得到脫毒幼苗。一般脫毒率可達90% 以上。
。ǘ┣o尖培養及脫毒鑒定
莖尖培養用MS培養基,PH值調為5.8。在溫度25—28℃,光照強度l500—2000k,日光照12—14h條件下培養,20d左右莖尖組織可形成2—3mm小芽點(diǎn),且基部形成黃綠色愈傷組織,此時(shí)需轉入MS培養基上培養。當幼苗長(cháng)劉5cm時(shí),將莖尖幼苗進(jìn)行短枝試管切段快繁,除頂芽帶l 一2片展開(kāi)葉外,其余切成每段帶一節一葉的短技,插于MS培養基本培養并進(jìn)行再繁殖(所需條件同上)。30d左右要形成具有6—8片展開(kāi)葉的試管苗,合格后的脫毒苗再進(jìn)行快繁。