先看一下植物组织培养的MS培养基:
其中的碳源是蔗糖。
再看动物细胞培养的DMEM培养基:
其中的碳源是葡萄糖。
不论是细菌,还是植物细胞,还是动物细胞,细胞能直接利用的能源物质只有葡萄糖。
为什么植物组织培养用蔗糖,而不用葡萄糖?
原因1:植物细胞能吸收和分解蔗糖。
质子泵将质子泵(圈1)出细胞,胞外形成较高的质子浓度,建立起细胞内外的浓度梯度;
然后,胞外的质子顺着浓度梯度趋向于向胞内扩散,连同蔗糖一起转运至细胞内(圈2蔗糖-质子同向共运输载体),这是一种蔗糖-质子同向协同转运。
蔗糖就进入植物细胞内,会被植物细胞内的蔗糖转化酶分解成葡萄糖和果糖,供给植物细胞利用。
原因2: 可诱导韧皮部形成。
在培养基成分中,增加生长素的浓度,可导致木质部形成,增加蔗糖浓度则导致韧皮部形成。
当生长素水平恒定时,2%的蔗糖溶液使愈伤组织分化出木质部,4%蔗糖使之分化出韧皮部,3%蔗糖则既可以分化出木质部,也可以分化出韧皮部。
可见,生长素和蔗糖浓度决定愈伤组织中维管束的类型与数量。
因此,在植物组织培养中要选用蔗糖而不选用葡萄糖。
原因3: 蔗糖较葡萄糖能更好地调节培养基内的渗透压。
质量分数相同的蔗糖和葡萄糖溶液,蔗糖形成的渗透压要明显低于葡萄糖。
因此,如果用葡萄糖作为碳源,很容易使植物细胞失水而生长不良。