任務一 植物組織培養實驗室

一、植物組織培養實驗室設計

在設計組織培養實驗室時，應按組織培養程序來設計，避免某些環節倒排，引起日后工作混亂。理想的組培實驗室和組培工廠應選在安靜、清潔、遠離繁忙的交通線但又交通方便的城市近、中郊，應在該城市常年主風向的上風方向，避開各種污染源，以確保工作的順利進行。其設計應包括洗滌室、準備室、滅菌室、無菌操作室、培養室、細胞學實驗室、攝影室等分室，另加馴化室、溫室或大棚；在規模小、條件差的情況下，全部工序也可在一間室內完成。但是，對一個年產4萬~20萬株苗的商業性組織培養實驗室和小工廠來說一般要求有2~3間實驗用房，可劃分為準備室、緩沖室、無菌操作室、培養室(圖2-1)，另加一定面積的試管苗馴化室、溫室或大棚。

二、植物組織培養實驗室基本組成

植物組織培養實驗室可分為商業實驗室和科研實驗室，兩種實驗室在面積和設備上不盡相同，但實驗室的構成基本相同，都由以下幾個分室構成：

(一)準備室

準備室又稱化學實驗室，要求20m2左右，明亮，通風(圖2-2)。準備室的任務很繁重，器皿洗滌，培養基配制、分裝、高壓滅菌，植物材料的預處理，重蒸餾水的制備以及進行生理、生化因素的分析等各種操作都要在此室中進行，同時兼顧試管苗出瓶，清洗與整理工作(如果房間較多，可將試管苗出瓶與培養器皿的洗滌單獨分出在另一間室內進行)。需安裝一個較大的水池，水池應用水泥制作，白瓷磚砌內外表面，池底可放一張橡膠墊，以減少玻璃器皿的破損。自來水龍頭宜采用三孔鵝頸式的，用水方便，并在需要時可加裝抽濾器。下水道應暢通，以免妨礙工作。大型工作臺1~2張，大桌子1~2張。玻璃櫥1~3個，用以放置藥品、培養瓶和物品。此外，還應備有配制各種培養基所需的化學藥劑、儀器設備、各種器皿、烘箱、冰箱、天平、酸度計、蒸餾水發生器或純水發生器、高壓滅菌器、電爐、不銹鋼鍋、培養基分注器、盆與桶等。

(二)緩沖室

為避免進出時帶進雜菌，無菌室外應設置緩沖室，面積約3~5m2(圖2-3)。進入無菌室前需在緩沖室里換上經過滅菌的衛生服、拖鞋，戴上口罩。最好安裝1盞紫外線燈，用以滅菌。墻上設衣帽鉤，門邊擺拖鞋或設一鞋箱。還應安裝1個配電板，其上設保險絲盒、閘刀開關、插座以及石英電力時控器等。石英電力時控器是自動開關燈的設備，將它和交流接觸器安裝在電路里就可以自動控制每天的光照時數。

(三)無菌操作室

無菌操作室(簡稱無菌室，也稱接種室)面積10~20m2，具體視生產規模和超凈工作臺數量而定(圖2-4)。無菌室是進行無菌工作的場所，如材料的滅菌接種、無菌材料的繼代、叢生苗的增殖或切割嫩莖插植生根等。無菌室是植物組織培養研究或生產工作中的最關鍵部分，關系到培養物的污染率、接種工作效率等重要指標。無菌室要求干爽安靜、清潔明亮，墻壁光滑平整不易積染灰塵，地面平坦無縫，便于清洗和滅菌。最好采用水磨石地面或水磨石砌塊地面，白瓷磚墻面或防菌漆天花板板面等結構。門窗要密閉，一般用移動門窗，以減少空氣的擾動。在適當的位置安裝紫外線燈，使室內保持良好的無菌或低密度有菌狀態。最好安置1臺空調機，在使用時開啟，使室內溫度保持在25℃左右，這樣就可以在工作時或不工作時都把無菌室的門窗緊閉，保持與外界相對隔絕的狀態，盡量減少塵埃與微生物侵入，加之經常采用滅菌措施，就可達到較高的無菌水平，以利安全操作，提高工作的質量與效率。此外，再配上操作臺和擱架，分別用以放置組培的操作器具和滅菌后待接種的培養瓶等。其主要儀器設備有超凈工作臺、空調機、醫用小平車等。超凈工作臺上放酒精燈和裝有刀、剪、鑷子的工具盒(常用飯盒或搪瓷盤)、滅菌用的酒精(75%與95%兩種)、外植體表面滅菌劑(0.1% HgCl2溶液等)以及吐溫、無菌水等。

(四)培養室

培養室是將接種到培養瓶等器皿中的植物材料進行培養的場所(圖2-5)。其面積根據培養規模和經濟條件來確定。為了滿足外植體的生長和發育，培養室要具備適宜的溫度、濕度、光照、通風等條件。其主要設計如下：

1．培養架子和燈光

培養架子的數量視生產規模而定，年產苗4萬~10萬需培養架4~6個，年產苗10萬~20萬約需培養架8~10個。培養架的高度可以根據培養室的高度來定，以充分利用空間，如有的培養架高達4m，共分10層。當然，如果以研究為主，架子就不要太高，以不站凳子手能拿到瓶子為宜。一般每個架設6層，總高度2m，最上一層高1.7m，每0.3m為一層，最下一層距離地面0.2m。架寬以0.6m為好，架長以40W日光燈管的長度來決定，即約1.26m。每層架子安裝2盞日光燈，最好每盞燈有個開關、每個架子有個總開關，以便隨時隨地視具體情況來調節光照度；而每天光照時間的長短則由緩沖室配電板上安裝的石英電力時控器來控制。培養架最好用新型角鋼條來制作，因其上面布有等距離的洞，故用螺栓可將它任意組合成架子。

2．通風設施

培養室應設計能有效通風的窗戶，定期或需要時加強通風散熱，方法是在室內地板稍高處設置進風氣窗，在氣窗的對側近天花板處設置排風窗，亦可安裝小功率的排風扇，即可利用自然空氣來調節室內的空氣與溫度。進風氣窗可用2~3層以上的紗布簡單地濾塵。此外，還可裝1個吊扇，促進室內空氣流動。

3．邊臺

培養室內應建適當大小的邊臺，邊臺下為貯放備品的柜子。邊臺上可放置雙筒解剖鏡、顯微鏡等檢查觀察的儀器。并備有照明設備，必要時可拍攝培養物的分化與生長狀態的照片。培養室內溫度、濕度比較穩定，主要儀器有空調機、除濕機、各類顯微鏡、溫度濕度計、換氣扇等。

(五)移栽馴化室

當試管苗長出一定量的不定根，且根長在0.5~1cm時，應及時移栽馴化。馴化室通常是在溫室的基礎上營建的。馴化室要求清潔無菌，配有空調機、加濕器、恒溫恒濕控制儀、噴霧器、光照調節裝置、通風口以及必要的殺菌劑。面積大小視生產規模而定。

(六)溫室

為了保證試管苗能不分季節地周年生產，必須有足夠面積的溫室與之配套。溫室內應配有溫度控制裝置、通風口、噴霧裝置、光照調節裝置、殺菌殺蟲工具及相應藥劑。