植物激素是植物新陳代謝中產(chǎn)生的天然化合物，并經(jīng)常從產(chǎn)生部位輸送到其他部位，對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育不可缺少并能產(chǎn)生顯著作用的一類(lèi)微量有機(jī)物質(zhì)，它具有內(nèi)生性、可運(yùn)行和調(diào)節(jié)性。在植物體內(nèi)廣泛分布，但在幼嫩的生長(zhǎng)旺盛的部位含量更高。它能以極微小的量影響到植物的細(xì)胞分化、分裂、發(fā)育，影響到植物的形態(tài)建成、開(kāi)花、結(jié)實(shí)、成熟、脫落、衰老、休眠和萌發(fā)等許多生理生化活動(dòng)。天然的生長(zhǎng)素會(huì)受到體內(nèi)酶的合成與分解的影響而調(diào)節(jié)其含量，控制代謝活動(dòng)，而人工合成的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)比較穩(wěn)定，不會(huì)受到酶的分解。因此，在組培中為了調(diào)節(jié)控制植物組織的生長(zhǎng)與分化、形態(tài)發(fā)生及其他生理過(guò)程，經(jīng)常使用植物激素。在培養(yǎng)基的各種成分中，沒(méi)有哪一種能比植物激素所產(chǎn)生的影響更大。在組織培養(yǎng)中，植物激素用量雖少，但它們對(duì)外植體愈傷組織的誘導(dǎo)和根、芽等器官分化，有著重要和明顯的調(diào)節(jié)作用?；九囵B(yǎng)基能夠保證培養(yǎng)物的生存與最低的生理活動(dòng)，但只有配合使用適當(dāng)?shù)闹参锛に夭拍苷T導(dǎo)細(xì)胞分裂的啟動(dòng)、愈傷組織生長(zhǎng)以及根、芽的分化或胚狀體的發(fā)育等合乎理想的變化。對(duì)于培養(yǎng)大多數(shù)植物材料來(lái)說(shuō)，選擇任何一種常用的基本培養(yǎng)基都能獲得類(lèi)似的效果，只有植物激素要根據(jù)植物種類(lèi)、不同品種和培養(yǎng)物的表現(xiàn)來(lái)確定。在誘導(dǎo)培養(yǎng)物發(fā)生一定的生理變化和形態(tài)建成過(guò)程中，適時(shí)、適量地選用適宜的植物激素種類(lèi)，是促進(jìn)這些變化發(fā)生發(fā)展的主要方面。常用的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)有如下幾種。
1．生長(zhǎng)素
1934年，Kogl等從人尿中首次分離出生長(zhǎng)素的結(jié)晶，經(jīng)鑒定為吲哚乙酸（簡(jiǎn)稱(chēng)為IAA)。在植物中，IAA大部分集中于生長(zhǎng)強(qiáng)烈、代謝旺盛的部位．因其是最早發(fā)現(xiàn)的，故習(xí)慣于把IAA代表生長(zhǎng)素。生長(zhǎng)素的生理效應(yīng)主要是細(xì)胞伸長(zhǎng)生長(zhǎng)、影響到植物莖和節(jié)間的伸長(zhǎng)、形成無(wú)籽果實(shí)、頂端優(yōu)勢(shì)、促進(jìn)器官和組織分化及影響性別分化。在離體植物組織培養(yǎng)中，生長(zhǎng)素被用于誘導(dǎo)細(xì)胞分裂和根的分化。
當(dāng)IAA/CTK（細(xì)胞分裂素）的比例高時(shí)利于愈傷組織分化出根，相反則利于分化出芽，比例適宜時(shí)既分化出芽又能分化出根。IAA/GA的比例高時(shí)利于木質(zhì)部分化，反之，利于韌皮部分化，比例適宜時(shí)既分化木質(zhì)部又分化韌皮部。在自然界中，生長(zhǎng)素影響到節(jié)和節(jié)間的伸長(zhǎng)、向性、頂端優(yōu)勢(shì)、葉片脫落和生根等現(xiàn)象。因而，在組織培養(yǎng)中，生長(zhǎng)素在配合使用一定量的細(xì)胞分裂素的作用下，可誘導(dǎo)不定芽的分化，側(cè)芽的萌發(fā)與生長(zhǎng)。在側(cè)芽的某些植物誘導(dǎo)胚狀體產(chǎn)生時(shí)必須要使用生長(zhǎng)素。常用的生長(zhǎng)素有：吲哚乙酸((IAA)、吲哚丙酸(IPA)、吲哚丁酸（IBA) a-萘乙酸(NAA)、萘乙酰胺(NAD)、NOA(萘氧乙酸)、P-CPA(對(duì)氯苯氧乙酸)、2，4-二氧苯氧乙酸(2，4一D)和4一碘苯氧乙酸(增產(chǎn)靈)。其中IBA和NAA廣泛用于生根，并能與細(xì)胞分裂素互作促進(jìn)莖的增殖。2，4一D和2，4，5一T對(duì)于愈傷組織的誘導(dǎo)和生長(zhǎng)非常有效。
IAA等天然物易受體內(nèi)酶的分解，更易受光的氧化作用，在高壓滅菌中熱穩(wěn)定性較差，所以常用人工合成的類(lèi)似物，主要有NAA、IBA、2，4-D等，存藥劑的活性上以2，4一D的作用最強(qiáng)，但是2，4 -D有抑制芽形成的副作用，適宜用量范圍也較狹，過(guò)量常有毒害作用，一般用于細(xì)胞啟動(dòng)脫分化階段，而誘導(dǎo)分化階段往往不用2，4 -D，而用NAA或IBA、IAA等。在甜葉菊組培中植物激素對(duì)器官分化起著非常重要的作用，尤其是細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素的比值，對(duì)組織分化的方向起決定性作用。
生長(zhǎng)素化合物可溶于酒精水溶液中，可用加熱助溶，一般溶于95％酒精或0．1 mol／L的NaOH中，常常配成每毫升0．1 mg或1 mg的溶液貯于冰箱中備用。
2．細(xì)胞分裂素
細(xì)胞分裂素(CTK)的發(fā)現(xiàn)是植物細(xì)胞組織培養(yǎng)研究的結(jié)果，反過(guò)來(lái)它又大大推動(dòng)了組織培養(yǎng)的發(fā)展。1963年，新兩蘭的D．S．Letham從未成熟的玉米種子中分離出了第—個(gè)內(nèi)源
CTK，命名為玉米素(ZT)。現(xiàn)已在許多植物中鑒定出了30多種CTK。它廣泛存在于高等植物，尤其是處于細(xì)胞分裂的部位，如根、莖尖、正在發(fā)育和萌發(fā)的種子和生長(zhǎng)的果實(shí)，CTK含量都很高。CTK的生理效應(yīng)主要是促進(jìn)細(xì)胞分裂與擴(kuò)大、促進(jìn)側(cè)芽發(fā)育、延遲葉片衰老、刺激塊莖形成、促進(jìn)某些色素的生物合成、促進(jìn)組織和器官分化、促進(jìn)果樹(shù)花芽分化，還能促進(jìn)氣孔開(kāi)放，能夠解除某些需光植物種子的休眠、促進(jìn)發(fā)芽等。
比較常用的細(xì)胞分裂素有：激動(dòng)素(呋喃氫慕嘌呤，也稱(chēng)KT)、6一芐基腺嘌呤(6- BA)、芐氧基嘌呤(BAP)、玉米素(ZT)和異戊烯氨基嘌呤(ZiP)，除此之外，近年來(lái)又發(fā)現(xiàn)了一種人工合成的具有細(xì)胞分裂素活性的物質(zhì)噻苯隆(TDZ)。
細(xì)胞分裂素影響植物細(xì)胞分裂、頂端優(yōu)勢(shì)的變化和莖的分化等。培養(yǎng)基中加入細(xì)胞分裂素，主要是為促進(jìn)細(xì)胞分裂和由愈傷組織形成器官，分化不定芽。腺嘌呤及硫酸鹽加入培養(yǎng)基時(shí)，可促進(jìn)芽的形成和生長(zhǎng)，尤其是對(duì)難出芽的植物比較適用。腺嘌呤是合成各種細(xì)胞分裂素的前體之一，各種細(xì)胞分裂素分子巾都含有腺嘌呤，因此提供給植物組織，有利于植物組織協(xié)調(diào)自己的細(xì)胞分裂和分化活動(dòng)。在培養(yǎng)基中加入細(xì)胞分裂素的目的，主要是為了促進(jìn)細(xì)胞分裂和由愈傷組織或器官上分化不定芽。由于這類(lèi)化合物有助于使腋芽由頂端優(yōu)勢(shì)的抑制下解放出來(lái)，因此也可用于枝條的增殖。在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，一般CTK與生長(zhǎng)素配合使用，不同的添加比例往往會(huì)導(dǎo)致不同的培養(yǎng)效果，如生長(zhǎng)素／細(xì)胞分裂索高，有利于根分化，生長(zhǎng)素／細(xì)胞分裂素低，有利于芽分化(圖2 29)。因此，生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素必須協(xié)調(diào)使用才能再生正常個(gè)體。
CTK不溶于水，易溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，一般溶于0．5 mol／L或1 mol／L的HCl或稀的NaOH中，貯于冰箱中備用。
3．赤霉素
在水稻病害中有一種能夠使得水稻幼苗徒長(zhǎng)與黃化的病害，稱(chēng)為水稻惡苗病。1926年日本學(xué)者黑澤英一發(fā)現(xiàn)，患惡苗病水稻植株徒長(zhǎng)的原因是赤霉菌分泌的物質(zhì)所致。1938年數(shù)田貞次郎等從水稻赤霉菌中分離出了赤霉素A，簡(jiǎn)稱(chēng)GA3。在高等植物中幾乎所有器官和組織中均含有GA，但是生殖器官和旺盛生長(zhǎng)的部位GA含量高，活性也高。而休眠器官GA含量低，活性也低。GA的生理效應(yīng)主要是促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)、打破休眠、促進(jìn)抽莖開(kāi)花、促進(jìn)坐果、誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí)、影響性別分化。此外，GA還可以促進(jìn)細(xì)胞分裂與組織分化，與IAA共同誘導(dǎo)木質(zhì)部和韌皮部的分化。但是它能夠抑制不定根的形成，這一點(diǎn)和IAA不同。主要作用機(jī)理是可以調(diào)節(jié)生長(zhǎng)素的水平和誘導(dǎo)酶的生物合成?，F(xiàn)己發(fā)現(xiàn)赤霉索有20多種，其中在組織培養(yǎng)中所用的是GA3。與生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素相比，赤霉素不常使用。據(jù)報(bào)道，低濃度GA3能促進(jìn)矮小植株莖節(jié)伸長(zhǎng)。赤霉素還能刺激在培養(yǎng)中形成的不定胚正常發(fā)育成小植株。
CA難溶于水，使用時(shí)可先用少量的乙醇溶解，然后加水稀釋至所需要的濃度。在低溫和酸性條件下較為穩(wěn)定，遇堿中和會(huì)失效，因而不能與堿性溶液混用，一般用95％酒精配成母液在冰箱中保存。
4．乙烯
早在19世紀(jì)人們已經(jīng)知道，某些氣態(tài)物質(zhì)能夠影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育。1966年，正式確定乙烯是一種植物激素，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)幾乎所有的植物組織都能產(chǎn)生乙烯，在幼嫩組織中較少，在成長(zhǎng)和衰老的組織較多，尤其在成熟過(guò)程中的果實(shí)中較多。乙烯的主要生理效應(yīng)為抑制莖的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，促進(jìn)上胚軸橫向加粗(上胚軸失去負(fù)向地性而橫向加粗)，促進(jìn)某些植物的開(kāi)花與雌雄分化，促進(jìn)果實(shí)成熟，促進(jìn)脫落與衰老，促進(jìn)植物的次生物質(zhì)分泌，此外還可以打破頂端優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)球莖鱗莖的發(fā)芽，還可以促進(jìn)向日葵產(chǎn)生不定根。
在培養(yǎng)中植物組織本身也會(huì)產(chǎn)生和散發(fā)出乙烯，尤其是生長(zhǎng)素用量過(guò)高時(shí)會(huì)誘發(fā)植物產(chǎn)生乙烯。存培養(yǎng)物生長(zhǎng)得密集擁擠，久不轉(zhuǎn)瓶和瓶口覆蓋物通氣件不良時(shí)，將導(dǎo)致乙烯含量增高，就會(huì)加速培養(yǎng)物的衰老，因此在工作中了解植物各種激素的生理效應(yīng)等知識(shí)，是改進(jìn)培養(yǎng)基激素用量、培養(yǎng)條件，采樣部位、采樣時(shí)期等應(yīng)具備的基礎(chǔ)。
