植物培養(yǎng)箱分類應(yīng)用及Memmert解決方案

日前小美接到咨詢，“您好，我想尋找一款能夠培養(yǎng)擬南芥的植物培養(yǎng)箱。具體要求是100L左右，溫度20～30℃階梯控制，溫度精度±1℃，濕度70%RH上下，光照條件100～120μmol/ m2 ·s，能夠模擬晝夜變化，明場16小時，暗場8小時，最好有數(shù)據(jù)記錄回溯系統(tǒng)。”
 
植物培養(yǎng)箱簡介
擬南芥是一款典型的模式植物，具有諸多優(yōu)點，是一種非常好的植物遺傳生物學(xué)研究對象。
植物培養(yǎng)箱，又稱植物生長箱，屬于人工氣候箱的一種�；�于自然環(huán)境的可控難度較高，費時費力，效率不高，農(nóng)業(yè)研究人員渴望盡量不再“看天吃飯”，在擺脫了四季交替與晝夜循環(huán)乃至惡劣自然災(zāi)害等外界環(huán)境條件干擾下，借助相應(yīng)裝置，模擬特定自然氣候，人工調(diào)控溫度、濕度、光照、氣體等氣候環(huán)境因素，而言研究微環(huán)境與研究對象特性之間的影響與關(guān)聯(lián)關(guān)系，獲得規(guī)律性的成果，對科研、農(nóng)業(yè)研發(fā)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
植物組織培養(yǎng)
植物栽培組織培養(yǎng)是研究植物栽培生長和分化規(guī)律的重要初始階段與技術(shù)途徑；通過組織培養(yǎng)可以快速繁殖植物種苗；同時，作為生物工程技術(shù)的基本單元操作，組織培養(yǎng)研究可以發(fā)展并驗證植物基因轉(zhuǎn)移和基因重組技術(shù)。
德國植物生理學(xué)家Gottlieb Haberlandt提出植物細(xì)胞全能型理論，初步系統(tǒng)地構(gòu)建植物組織體外培養(yǎng)系統(tǒng)后，逐漸發(fā)展起來一系列用于繁殖種苗的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，這些技術(shù)需要相應(yīng)的植物培養(yǎng)箱來維持穩(wěn)定的環(huán)境。根據(jù)不同植物不同部位的要求差異化，在實驗室里有針對性地配置相應(yīng)的培養(yǎng)條件與環(huán)境條件，可以縮短培育周期短，便于在成功后放大，進(jìn)行智能化集約化生產(chǎn)。
植物組織培養(yǎng)的基本方法是外植體（葉、莖、花藥等）篩選、培養(yǎng)基配置、接種培養(yǎng)，培養(yǎng)成活后幼苗移栽。植物培養(yǎng)箱是植物組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)設(shè)備，植物培養(yǎng)箱內(nèi)部的構(gòu)造會形成獨特的溫度場、濕度場，不僅影響了培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)環(huán)境的穩(wěn)定與否，還直接決定了待培養(yǎng)物的培養(yǎng)狀態(tài)。還可能會導(dǎo)致污染
培養(yǎng)過程中不能忽視的是污染防治，植物組織培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基和培養(yǎng)材料滋生雜菌，會最終導(dǎo)致培養(yǎng)失敗，無法實現(xiàn)培養(yǎng)目的。
 
植物組織培養(yǎng)條件
溫度 不同植物外植體需要不同的溫度作為適宜的培養(yǎng)溫度；對于易于發(fā)生玻璃化病害的植物，可以考慮適當(dāng)降低培養(yǎng)溫度。
濕度 大多數(shù)情況是不需要考慮的，不過有時候為了避免培養(yǎng)基揮發(fā)過快，培養(yǎng)細(xì)胞滲透壓失調(diào)，或者防治玻璃化病害，還是需要將濕度納入控制范疇的。
光照 植物生長離不開光照，但由于吸光性各不相同，需要具體問題具體分析；新型光源LED的推廣與應(yīng)用，可以模擬晝夜光照的變化，提供了更加適宜的光照條件，延長了光源的使用壽命，降低了成本。同時在黑暗條件下進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)可以有效控制褐變傷害的發(fā)生。有時還需要考查單色光對植物生長發(fā)育的影響。
增加CO2濃度，創(chuàng)造更接近于自然狀態(tài)的植物生長微環(huán)境，提高組培苗的成活率和生長發(fā)育速度，更加有利于馴化植株幼苗的光合作用能力
 

植物組織培養(yǎng)的主要應(yīng)用
組培的應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛：諸如離體無性種系的快速繁殖、脫毒種苗培養(yǎng)、新品系的選育、種質(zhì)資源庫的構(gòu)建與保存；選種育種，及種子發(fā)芽率的測定等都有賴于植物培養(yǎng)箱的輔助，可以更好地為現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)​做出貢獻(xiàn)。
 
植物檢疫中，對特定檢疫植物檢材采樣后進(jìn)行組織培養(yǎng)，既可以有效地防止危險性病蟲草的傳入，最大限度地防止疫情傳入并擴(kuò)散，又提高了檢驗效率；尤其是，中藥材良種育苗繁殖、突變體的誘導(dǎo)分離，可以快速獲得經(jīng)濟(jì)效率。
 
為了搶救保存珍稀植物種質(zhì)資源，有必要構(gòu)建相應(yīng)的種質(zhì)資源庫，并予以維護(hù)；這一植物遺傳資源的諾亞方舟可以很好地保存與延續(xù)一些稀有物種。
 
植物組織培養(yǎng)還可以用作生物反應(yīng)器，一來利用大規(guī)模培養(yǎng)，可以生產(chǎn)某些具有特定功能效應(yīng)的天然有機物；二來利用植物提取、根際過濾、植物揮發(fā)等功能去除大氣、水體和土壤中的污染物，達(dá)到植物修復(fù)受污染環(huán)境的目的。
  回到開頭的咨詢問題，Memmert提供多樣化的植物培養(yǎng)箱解決方案：
1、假設(shè)實驗室具有濕度調(diào)節(jié)設(shè)備，70%RH基本能夠得到保障，可以采用IPPplusL系列植物培養(yǎng)箱，溫度控制范圍0～70℃滿足需求，光照系統(tǒng)LED，0～10000Lux（約135μmol/ m2 ·s），精確可調(diào)，能夠借助軟件進(jìn)行編程周期控制，體積多樣化，從55L到750L，多種方案可選；內(nèi)置有大容量數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，可以存儲至少十年數(shù)據(jù)。
2、假設(shè)實驗室不具備濕度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)，可以采用HPPL系列植物培養(yǎng)箱，在上述參數(shù)控制基礎(chǔ)上增加了濕度控制，借助動態(tài)濕度控制技術(shù)，濕度控制范圍在10～90%RH之間。
 
針對其他應(yīng)用需求，諸如環(huán)境脅迫條件模擬及移栽后的植物栽培生長，留待下次分享。