植物组织细胞利用的能源事物是蔗糖，这种二糖是植物组织间的糖的运输形式，麦芽糖也是这样，但除了种子萌发时是以麦芽糖来运输之外，其它植物组织细胞间大都是以蔗糖来运输，进入植物细胞后再分解利用。

　　对动物细胞而言，蔗糖是大分子，动物细胞不仅不能吸收更谈不上利用，因此只能用葡萄糖，且大家都清楚，动物细胞生活的液体环境中，血糖是供能事物，而血糖中的糖便是葡萄糖。

　　这个问题以前有问过了，大学传授也用过葡萄糖和蔗糖做过植物组织培养，两者都可以用，只不过植物组织培养大部分是应用到工业上，所以用蔗糖的比较多，减少成本利益.

　　10.植物组织培养的培养基为什么只用蔗糖而不用葡萄糖？为什么动物培养的培养液中用葡萄糖而不用蔗糖？

　　答：这个问题我觉得应该从植物与动物的生理机制去思考。植物与动物的最大差别就是植物是自养型的（光合作用）而动物是异养型的（外部吸收代谢）。植物光合产物是多糖（二碳糖以上，包括蔗糖），贮藏产物形式是淀粉，而淀粉的合成前体就是蔗糖。蔗糖＝葡萄糖＋果糖，所以蔗糖的合成必须同时要有葡萄糖和果糖，其实植物也只能吸收葡萄糖和果糖。在组织培养中加入蔗糖，经熬煮和高压灭菌后就会分解成植物能够吸收的葡萄糖和果糖形式。其实这样看来在组培中，植物也有部分异养的特点，如果在培养基中缺少不论什么一种糖的形式，植物在自养能力（光合，呼吸，产物代谢等）较差的情况下，就不免会影响其生理代谢。

　　与植物不同的，动物是异养型的他不需要淀粉的积累，也没光合作用，动物细胞本身所处的生理环境和代谢体式格局就决定了它对糖形式的要求了。

　　糖类在植物组织培养中的效应

　　丁世萍 严菊强 季道藩

　　择要 糖类是影响植物组织培养成功与否的关键之一。到现在截止，已经用于植物组织培养的糖类有50多种。在植物体细胞组织培养中，蔗糖一直作为标准碳源，然而其他糖类事物如：葡萄糖、麦芽糖和山梨醇对植物体细胞培养也产生了一定的影响。在植物花药培养中，蔗糖较好，但应注意麦芽糖对花药培养的促进作用。

　　关键词 糖类，组织培养


　　在植物组织培养中糖类不仅为培养物提供能 量，并且是培养物渗透环境的主要调节者(吕芝香，1981；梁海曼，1991；孙宗修等，1993)。其中蔗糖作为碳源和渗压剂的比例约为3∶1～3∶2，即约有1/4～2/5的蔗糖用于保持培养基的渗透压(梁海曼，1991)，培养基中加入渗压剂甘露醇或山梨醇有利于培养物生长和分化(Hildebrandt等,1949;Kavi,1987)，不同糖类具有不同的生理效应(吕芝香，1981；梁海曼，1991)。因此，糖的种类和用量不仅影响培养物生长速度和生长量，并且影响其代谢水平、次生代谢物合成、以及细胞的形态和发生(Fowler等,1982),是影响植物组织培养成功与否的关键之一。1981年吕芝香曾对植物组织培养中碳源的种类和浓度进行了综述，近年来植物组织培养中糖类效应的研究取得很大进展，本文就此作一简单介绍。

　　1 用于植物组织培养的糖类

　　蔗糖能支持绝大大都植物离体培养物的旺盛生长(吕芝香，1981)，一直被作为植物组织培养的标准碳源而广泛应用(Fowler等,1982)。大大都合成培养基也均以蔗糖作为唯一的碳源(梁海曼，1991)。就其合适的浓度，在各种作物上已经作了比较详细的研究(吕芝香，1981；梁海曼，1991)。近来，其他糖类对植物组织培养的效应，导致广泛存眷。许多研究表白蔗糖并纷歧定是最佳碳源，不同植物对不同糖类的反应不纯粹相同(Raquin,1983,Strickland等,1987;Gertlowski等,1993)。据我们初步统计，至今已经有单糖、二糖、三糖、多糖以及未经纯化的混合糖类近50种在植物组织培养中被实验用作碳源或者渗压剂。如单糖：葡萄糖、果糖、半乳汁糖、脱氧核糖、核糖、甘露糖、甘油、山梨糖、甘露庚糖、葡庚糖、木糖、阿拉伯糖、赤藓糖、L-阿拉伯糖、鼠李糖、L-鼠李糖、岩藻糖；二糖：蔗糖；麦芽糖、乳汁糖、密二糖、龙胆二糖、纤维二糖；三糖：密三糖(棉子糖)、松三糖、麦芽三糖；四糖：木苏糖 ；多糖：可溶性淀粉、淀粉、直链淀粉、糊精、肝糖；糖胺：半乳汁糖胺、葡萄糖胺；糖醇：甘露醇、山梨醇、肌醇、D-葡糖醇；磷酸化糖：葡萄糖-1-磷酸，葡萄糖-6-磷酸；混合糖类：密糖、乳青、玉米浸出液、麦芽浸膏、白糖、红糖、菊粉、果胶。

　　2 糖类对植物体细胞培养的影响

　　50年代初(Gautheret，1955)首先对植物组织培养中糖类进行研究，他以胡萝卜为材料研究组织生长的最适浓度和不同糖类的效应，成果表白蔗糖是最好的碳源，以下依次为葡萄糖、麦芽糖、棉子糖、果糖和半乳汁糖。甘露糖和乳汁糖效果则较差，戊糖和多糖失效。在火炬松(Pinus taeda)愈伤组织培养中，比较了单糖、二糖和三糖的效应，蔗糖在所试糖类中效果最佳(Vuke等，1987)，很多实验也观察到类似成果(Hildebrandt等,1949;Galiba,1986;Tiainen,1992;Yang等,1992;Ashburner等,1993;Eapen等,1993;Harvey等,1994;Jeannin,1995;Ramage,1996;Veramendi等,1996)。

　　大都植物组织培养物除蔗糖外，在葡萄糖、果糖为碳源时也能良好生长，其它糖类的作用因植物种类不同而有很大差异(吕芝香，1981)。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)。Eapen和George(1990)比较了13种糖对小米胚胎发生影响，成果表白蔗糖和葡萄糖可以诱导小米愈伤组织形成正常胚状体，而乳汁糖、半乳汁糖等五种糖类则失效。银叶茄(Solanum eleagnifolium)悬浮培养生长量以蔗糖为最大，麦芽糖最小，而茄解碱产量各种糖类均相似(Nigra等,1990)。Flower等(1982)报道在白长春花(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，并发现培养物从蔗糖或葡萄糖为碳源培养基转移到果糖为碳源时，其生长量急剧下降，葡萄糖与半乳汁糖或者混合使用，在相同浓度下与葡萄糖单独使用效果相似，但如果乳汁糖或半乳汁糖单独使用，效果很差，可能与培养物中β-半乳汁糖脱氢酶活性低有关。另外除红糖外，蜜糖、乳清、麦芽浸膏等混合糖均未能支持培养物生长。在桤木(Alnus cremastogyne)枝条扩繁中，葡萄糖诱发的枝条率及每一个枝条可分离节段数量大(Tang等,1996)。烟草原生质体培养中，葡萄糖、果糖和甘露糖与蔗糖具有相似的效果，而核糖则表现明显的促进作用，半乳汁糖显著抑制细胞生长和分化(Caboche,1987)。以蔗糖作碳源，甘蔗出愈率较高，而对其分化则以葡萄糖效果最佳(王敬驹等，1991)。甘薯块根愈伤组织形成时，蔗糖、可溶性淀粉、葡萄糖均为良好的碳源，果糖和麦芽糖较差，而在愈伤组织生长时，则以葡萄糖和蔗糖为最佳，果糖和可溶性淀粉次之，木糖和半乳汁糖在愈伤组织形成和生长时均不能被利用(吕芝香等，1981)。郑泗军(1996)以棉花未受精胚珠为外植体进行纤维诱导，成果表白未受精胚珠在含葡萄糖的培养基上，纤维诱导率和纤维生长量最高。在大豆茎尖的组织培养中，在4.5 μmol/L 2,4-D条件下，研究不同碳源对体细胞胚胎发生的影响，成果表白252～504 mmol/L果糖为最佳碳源，与84mmol/L蔗糖比拟，平均每一个外植体形成的体细胞胚高出3～4倍(Loiseau ,1995)。乳汁糖、葡萄糖和果糖作碳源，在欧洲榛(Corylus aoellana)组织培养芽数量和长度均优于蔗糖，而半乳汁糖效果则很差(Yu等，1993)。乳汁糖促进欧洲冷杉(Abies alba)胚状体发生效果最佳，可溶性淀粉其次；蔗糖、葡萄糖和乳汁糖只形成早期胚，不能成熟，而果糖则失效(Schuller等,1993)。山梨醇作为碳源，杏培养物在干重、鲜重上均显著高于蔗糖或蔗糖＋甘露醇，并指出山梨醇的有利效应并不是由于渗透压变化所致(Marino等,1993)。在苹果离体培养中也发现山梨醇促进细胞生长和分化(Pua等,1984；1985;Welander等,1989)。

　　近年来，麦芽糖作碳源对植物组织培养的利用受到正视，在柑桔属离体培养中发此刻蔗

　　糖存在下加0.1%麦芽浸膏可极显著促进胚胎发生(Kochba等,1973)。半乳汁糖、麦芽糖、乳汁糖、

　　甘油也可明显促进其胚胎发生(Strickland等,1987)。Kochba等(1982)在甘蓝和甘蓝型油菜原生质体培养中，麦芽糖作碳源可促进胚胎发生(Loudon等，1989)。在苜蓿中，麦芽糖、麦芽浸膏和果糖可明显促进胚胎发生，并发现NH＋4对麦芽糖效应存在促进作用(Tiainen,1992)。以麦芽糖和乳汁糖作碳源，培养35个月的粳稻愈伤组织绿苗率仅达2～4%，而蔗糖对照则无再生能力(Asano等,1994)。在分化培养基中加入麦芽糖可促进籼稻原生质体愈伤组织的分化(Ghosh等,1993)。长期以麦芽糖或乳汁糖为碳源培养匍匐剪股颖(Agrostis stolonifera)愈伤组织，其绿苗率达76～93%，比蔗糖高出4～36倍(Asano等,1994)。胡萝卜悬浮培养中也发现麦芽糖优于蔗糖(Verma等,1977)。亚麻培养物长芽以麦芽糖为好；长根则以蔗糖为佳(Millam等,1992)。但麦芽糖不能支持糖槭(Acer saccharum)、甘蔗愈伤组织生长和花生体细胞胚胎发生(吕芝香等，1981；Nickell等,1970;王敬驹等，1991；Eapen等,1993)。

　　3 糖类对植物花药培养的影响

　　植物花药培养中，过去一般均以蔗糖作为碳源，其合适浓度因作物种类不同而异(梁海曼，1991)。近年来发现其它糖类特别是麦芽糖代替蔗糖能够促进花药培养效率(Raqiun;1983；Hunter,1987；朱至清，1991；孙敬三等，1991；孙宗修等，1993)导致广泛注意，在淀粉为凝集剂的培养基上加入12%蜜二糖与只供应8%蔗糖比拟，大麦花药培养胚胎发生率高35倍，达35～40%，但蜜二糖单独使用未能促进其胚胎发生(Sorvari等,1987)，水稻花药培养中加入1%甘露醇可明显促进愈伤组织形成，大麦花药培养时除9%蔗糖外，还加了山梨醇(梁海曼，1991)。甘露醇能被细胞吸收和水解，山梨醇能被细胞吸收，但不能水解，而蜜二糖不能被细胞吸收和水解(Dracup等,1986；王敬驹等，1991)，说明在某些情况下，使用渗压剂对作物花药培养有利。

　　在小麦花药培养中供应9%葡萄糖优于蔗糖(朱至清，1991)，在棉花中也有类似的报道(Barrow等,1978；Barrow,1986)。1983年Raquin首先报道了以麦芽糖代替蔗糖可促进矮牵牛的花药培养效率。Hunter于1987年比较麦芽糖、纤维二糖、蔗糖、葡萄糖等六种碳源对大麦花药培养的影响时，发现以麦芽糖作为碳源时，大麦品种“Igri”每一个花药露苗达27株，培养效率比蔗糖作碳源极显著提高，Finnie等(1989)、Kuhlmann和Foroughi-Wehr(1989)、Cai等(1993)均报道了类似的成果，后者并观察到纤维二糖同样具有大幅度提高大麦花药培养效率的作用。在大麦小孢子培养中，以麦芽糖作碳源，小孢子能持续破裂，并形成愈伤组织，而葡萄糖、果糖和蔗糖单独使用或与麦芽糖合用均未见到小孢子破裂，且其存活期比糖饥饿时短，因此指出葡萄糖、果糖和蔗糖对小孢子有毒害作用(Scott等,1994)。在小麦花药培养中发现以麦芽糖代替蔗糖可提高小麦品种“Orofen”的胚胎产量3～4倍，10个花药可产生50个胚胎(Last等,1990)。Orshinsky等(1990)、Devaux(1992)和陈耀峰等(1993)也报道了麦芽糖对小麦花药培养的促进作用。另外，麦芽糖作碳源是小麦小孢子培养成功的关键之一(Mejza等,1993)。陈英等(1991)发现3%蔗糖＋3%麦芽糖处理籼稻品种，绿苗分化率平均为36.3%，绿苗产量平均为2.08%，明显优于6%蔗糖。孙宗修等(1993)比较了麦芽糖、蔗糖和果糖等9种碳源对籼稻花药培养的影响，发现以麦芽糖作碳源时出愈率和分化率分别为54.81%和9.7%，比蔗糖分别高4倍和2倍。糖类对水稻花药培养出愈率的影响存在亚种间差异，籼稻以麦芽糖为好，而粳稻则以蔗糖为好，籼粳杂种有的类似于籼、有的类似于粳。麦芽糖作碳源可明显促进粳稻小孢子培养中细胞破裂，形成愈伤组织，并再天生植株，而以蔗糖为碳源，小孢子只有少数能进行破裂，均不能形成愈伤组织(Xie等,1994)。在黑麦花药培养中，也发现麦芽糖作碳源明显优于蔗糖，可以提高黑麦愈伤组织诱导率和再生能力(Flehinghaus等,1991;Deimling等,1992)。在大麦花药培养中175mmol/L麦芽糖可以诱导胚状体愈伤组织的发生，而在葡萄糖、果糖和蔗糖为碳源时，则小孢子停止生长(Scott等,1994)。麦芽糖作碳源优于蔗糖的可能缘故原由：(1)作为营养物，麦芽糖可在麦芽糖酶作用下分解为葡萄糖，也可在麦芽糖磷酸化酶作用下分解为葡萄糖和葡萄糖-1-磷酸；蔗糖分解为葡萄糖和果糖，果糖可能对培养物有害(Strickland,1987;Last等,1990;Tiainen,1992,Scott等,1994)。(2)作为渗压剂麦芽糖分解速度显著慢于蔗糖，可以使培养物保持相对稳定的渗透压环境(Kuhlmann等,1989,Finnie等,1989,Deimling等,1992)。但对甘蓝花药的培养效率，蔗糖作碳源优于麦芽糖7～12倍(Welander等,1989)。麦芽糖对土豆花药培养的作用成果纷歧致，Tiainen(1992)报道，麦芽糖、蜜二糖和甘露醇单独使用或与蔗糖混合使用均不如蔗糖，用蔗糖可以得到较高的胚状体及植株产量，而Batty和Dunwell(1989)则报道麦芽糖优于蔗糖。可见不同植物花药培养时对糖类的要求不纯粹一致，在植物花药培养中必须考虑碳源的种类和用量。

　　综上所述，在植物体细胞组织培养中，蔗糖一直作为标准碳源，然而其他糖类事物对植物体细胞培养也产生了一定的影响，因此，在体细胞培养中应注重碳源种类和用量的选择。在植物花药培养中，蔗糖较好，但应注意麦芽糖对花药培养的促进作用。

　　作者单位：浙江农业大学农学系 杭州 310029

　　参考文献

　　王敬驹和颜昌敬主编，1991.农作物组织培养，上海：上海科技出版社，第495页

　　吕芝香，1981.植物生理学通信，⑹：1～5

　　吕芝香等，1981.植物生理学报,7(2)：105～111

　　孙宗修等，1993.神州水稻科学，7(4)：227～231

　　孙敬三等，1991.植物学通报，8(增刊)：27～29

　　朱至清，1991.植物学通报，8(增刊)：24～26

　　陈英等，1991.遗传学报，18(4)：358～365

　　陈耀峰和朱庆麟，1993.作物学报，19(2)：145～148

　　郑泗军，棉花学报，1996.8⑹：301～304

　　梁海曼，1991.见：颜昌敬主编，农作物组织培养，上海：上海科技出版社