大蒜(allium+sativum+l.)试管苗不同再生途径及特征研究

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1、第一章文献综述帚一早义I颞琢逊1植物组织培养的基本原理1．1基本概念在无菌条件下，将离体的植物器官(如根尖、茎尖、叶、花、未成熟的果实、种子等)、组织(如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)、细胞(如体细胞、生殖细胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生质体(如脱壁后仍具有生活力的原生质体)培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱发产生愈伤组织或潜伏芽等，经器官发生途径或体细胞胚胎发生途径，最终长成完整的植株的技术，统称为植物组织培养【l】。由于是在试管内培养，而且培养的是脱离植物母体的培养物，因此也称离体培养和试管培养。Gamborg根据所培养的植物材料不同，把植物组织培养分为愈伤组

2、织培养、悬浮细胞培养、器官培养、茎尖分生组织培养、原生质体培养等5种类型，其中愈伤组织培养是一种最常见的培养方式[21。植物组织培养中再生植株的主要途径是器官发生途径和胚胎发生途径。植物组织培养的依据是植物细胞全能性及植物的再生能力。1902年，德国著名植物学家哈布兰特(GHaberlandt)根据细胞学理论，大胆提出了“高等植物的器官和组织可以不断分割直至单个细胞(即植物体细胞)，且在适当的条件下，单个细胞具有不断分裂和繁殖，并发育成完整植株的潜力”的观点11】。1943年，美国科学家怀特(White)在烟草愈伤组织中偶尔发现形成一个芽，证实了GHaberlandt的论点【l，21。60

3、年来，植物组织培养技术得到了迅速发展，已渗透到植物生理学、病理学、药学、遗传学、育种学以及生物化学等各个研究领域，成为生物学科中的重要研究技术和手段之一。并广泛应用于农业、林业、工业、医药业等多种行业，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当代生物科学中最有生命力的一门学科。1．2离体条件下的器官发生途径1．2．1器官发生途径器官发生途径(Adventitiousorganogenesis)是指直接从外植体上再生不定芽，或外植体经脱分化产生愈伤组织(callus)，再分化产生不定芽(Adventitiousbud)，然后再生成完整植株的过程【3】。原球茎(protocorm)发生、绿色球状

4、体(greenglobularboay,GGB)发生、球状茎原基发生、外植体已存在的器官原基萌发等，在广义上也归为器官发生途径p，41。即，植株可以通过直接和间接两条器官发生途径得到再生。前者不经过愈伤组织阶段，直接从外植体上再生不定芽，然后生成完整植株；后者首先形成愈伤组织，然后通过愈伤组织产生离体器官，最后形成完整植株。一般认为间接的离体器官大蒜似IliumSativumL．)试管苗不同再生途径及特征的研究发生由三个连续的时期组成：第一个时期，细胞对激素作出识别、脱分化、获得向器官发育的潜在能力；然后，脱分化的细胞在激素的作用下向特定器官发育；第三个时期是器官的形态发生阶段，此时已不再

5、需要激素诱导【4】。间接的器官发生途径再生过程简单，诱导率较高，但容易产生嵌合体，若注意改进遗传转化措旌，进行长期检测，通过此途径可以产生转基因植株。1．2．2器官发生不定芽分化发育的方式与特征在植物组织培养育苗中，植株再生可通过腋芽萌发完成，也可通过不定芽或体细胞胚胎等途径实现。对于多数无腋芽的植物材料，不定芽的分化是其植株再生的前提。不定芽可以从外植体脱分化形成的愈伤组织中发生，属间接器官发生途径；也可以不经过愈伤组织直接从外植体上分化形成，属直接器官发生途径【5J。脱分化是指离体培养条件下生长的细胞、组织或器官经过细胞分裂或不分裂逐渐失去原来的结构和功能而恢复分生状态，形成无组织结构

6、的细胞团或愈伤组织或成为具有未分化细胞特性的细胞的过程。脱分化的植物细胞和组织进行再分化形成另一种或几种类型的细胞、组织、器官，甚至完整植株。器官发生可分为器官型和器官发生型。前者直接由外植体的细胞形成器官原基，继而发育成器官；后者由外植体先形成愈伤组织，再由愈伤组织产生不同的器官原基【6J。在有些情况下，器官是由切下的外植体中己存在的器官原基发育而成的，但大多数是经分化重新形成的【7】。离体培养下器官原基的形成过程是：外植体脱分化(可能形成愈伤组织)后形成一些分生细胞团，随后由之分化成不同的器官原基。从解剖学角度来看，这些分生细胞团通常是由一个或一小团分化细胞分裂而形成的，其细胞内充满稠

7、密的原生质，细胞核显著增大。这些分生细胞团形成一段时间后，在器官纵轴上出现单向性，进一步形成器官原基【8】。1．3离体条件下的体细胞胚胎发生途径植物体细胞胚胎发生是指单倍体或双倍体的植物体细胞在特定条件下，未经细胞融合而通过与合子胚胚胎发生相类似的途径发育出新个体的形态发生过程【9，10J。1948年，Curits等在培养三色万带兰和兰属杂种胚的愈伤组织中首次发现了与正常胚相似的结构1111。1958年，Steward等