园艺植物组织培养第4章课件.ppt

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1、第四章愈伤组织的形成和植株再生成熟细胞脱分化细胞再分化器官胚状体愈伤组织植物的再分化形式有两种，器官发生型和胚胎发生型，在有些情况下，再分化可以直接发生于脱分化的细胞中，无须经历愈伤组织阶段，但大多数情况下，再分化过程是在愈伤组织细胞中发生的。4.1.1愈伤组织形成的条件4.1愈伤组织的形成离体:与植株分离，从其它组织与器官的抑制中解脱出来。合适的培养条件：大量研究表明，几乎所有高等植物的各种器官，如根、茎、叶和花等，以及各种组织，如皮层、茎髓和形成层等，离体后在适当条件下，都能产生愈伤组织。由此可见，愈伤组织诱导的成

2、败关键主要不是外植体的来源和种类，而是培养条件，其中激素的种类和浓度最为重要。当然，外植体的类型和外植物体原来在植株上所处的位置（反映了内源激素水平）对愈伤组织诱导的影响也不能忽视。外植体中已分化的活细胞，在外源激素的诱导下通过脱分化后形成愈伤组织，这一过程被大致划分为三个时期诱导期分裂期形成期4.1.2愈伤组织形成的过程诱导期：细胞分裂的准备期☆诱导期是细胞准备进行分裂的时期。接种的外植体材料的细胞通常都是成熟细胞，处于静止状态，细胞大小没有多大变化，外观无明显特征，但细胞内物质代谢旺盛，王凯基等（1981）在研究离

3、体培养的油橄榄茎段时发现，细胞内合成代谢活跃，RNA含量迅速增加，细胞核体积明显增大。☆诱导期的长短，因植物种类和外植体的生理状况和外部因素而异，如胡萝卜的诱导期要好几天，新鲜的菊芋块茎则只要22h，但菊芋块茎经过5个月的贮藏后，诱导期则须延长到40h以上。分裂期：细胞从开始分裂到持续分裂的时期分裂期是指细胞通过一分为二的分裂，不断增生子细胞的过程。外植体的细胞一旦经过诱导，其外层细胞开始迅速分裂，分裂期主要表现如下：1.细胞的数目迅速增加。如胡萝卜培养7天后，细胞数可增加10倍。2.每个细胞平均鲜重下降。这是由于细胞

4、鲜重的增加不如细胞数目的增加快的缘故。3.细胞体积小，内无液泡，如同根尖和茎尖的分生组织细胞特性。4．细胞的核和核仁增大到最大。5.随着细胞不断分裂和组织生长，细胞的总干重、蛋白质和核酸含量大大增加，新的细胞壁的合成极快。总之，分裂期的愈伤组织的共同特征是：细胞分裂快，结构疏松，缺少有组织的结构，维持其不分化的状态。形成期：从愈伤组织到器官发生形成期是指外植体经过诱导期和分裂期后形成了无序结构的愈伤组织的时期。进入形成期后，细胞的平均大小相对稳定，不再减少，细胞分裂由原来局限在组织外缘的平周分裂转为组织内部较深层局部细

5、胞的分裂，结果形成瘤状或片状的拟分生组织（meristemoid），称做分生组织结节。分生组织结节可以成为愈伤组织的生长中心，或者进一步分化为维管组织结节——由分生组织结节外围的细胞作平周分裂成为形成层状细胞，并形成了部分维管组织如管胞、纤维细胞等，但不形成维管系统。此期细胞分裂已基本停止，细胞内发生生理代谢等的变化而开始形成一些不同形态和功能的细胞，因此有人又将此期称为分化期。以上对愈伤组织形成过程的时期的划分并不具有严格的意义，实际上，特别是分裂期和形成期往往可以出现在同一块组织上。另外，有一些研究者曾反复指出的，

6、虽然细胞脱分化的结果在大多数情况下是形成愈伤组织，但这绝不意味着所有的细胞脱分化的结果都必然形成愈伤组织。相反，脱分化后可直接分化为胚性细胞而形成体细胞胚。1愈伤组织的生长一般来说，愈伤组织的增殖生长只发生在不与琼脂接触的表面，而与琼脂接触的一面极少细胞增殖，只是细胞分化形成紧密的组织块。4.1.3愈伤组织增殖的方式外植体的脱分化因植物种类和器官及其生理状况而有很大差别，如烟草、胡萝卜等脱分化较易，而禾谷类的脱分化较难；花器脱分化较易，而茎叶较难；幼嫩组织脱分化较易，而成熟的老组织较难。2愈伤组织的继代培养脱分化细胞不

7、断进行分裂，从而形成了愈伤组织，愈伤组织在培养基上生长一段时间以后，由于营养物质枯竭，水分散失，以及代谢产物的积累，必须转移到新鲜培养基上培养。这个过程叫做继代。通过继代培养，可使愈伤组织无限期地保持在不分化的增殖状态。然而，如果让愈伤组织留在原培养基上继续培养而不继代，它们则不可避免地发生分化，产生新的结构。烟草愈伤组织在8周培养期间形态的变化A是与琼脂培养基垂直方向的切面B是与琼脂培养基平行方向的切面一个多细胞外植体通常包含着各种不同类型的细胞，因此，由它所形成的愈伤组织也是异质性的，其中不同的组分细胞具有不同的形

8、成完整植株或器官的能力，即不同的再分化能力。4.1.4愈伤组织的状态及其调控来源于不同植物或同一植物不同部位的愈伤组织,在颜色、结构和生长习性上都可能存在差异，如颜色黄或白；外观光滑或粗糙；结构致密或松脆；遗传生理功能有胚性或无胚性。1优良愈伤组织的特性（优良的愈伤组织通常应具备以下4个特性中的2-3个特性）①旺盛的自我增殖能力，