植物组织培养的原理及特点

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1、第二章植物组织培养的原理及特点主要内容:1.植物细胞的全能性及全能性的实现（重点）2.植物离体分化过程的类型3.植物组织培养的特点4.植物组织培养所需营养与环境条件1.植物细胞的全能性（totipotency)及全能性的实现根据细胞理论，细胞是生物有机体的基本结构单位，特别是植物细胞又是在生理上，发育上具有潜在全能性的单位。所谓细胞全能性:是指植物的每个细胞都具有该植物的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。换句话说，细胞的全能性是一个植物细胞产生一个完整植株的固有能力，不管是性细胞还是体细胞，在特定环境下仍能进行表达，而产生一个独立完整的个体。植物细胞的全能性的具体含义在植物的生长发育中，

2、从一个受精卵，以后可产生具有完整形态和结构机能的植株，这是全能性，是该受精卵具有该物种全部遗传信息的表现。植物的体细胞是从合子的有丝分裂产生的，也具有全能性，具备着遗传信息的传递，转录和翻译的能力。在一个完整的植株上，某部分的体细胞只表现一定的形态，承受一定的功能，这是由于它们受到具体器官和组织的束缚，但其遗传潜力并没有丧失．差异：①受精卵的全能性最高。②受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的低。植物细胞在什么条件下表现出全能性呢?一旦脱离原来所在的器官和组织，处于离体状态时，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这一

3、过程，就是植物组织培养。生物体内的细胞为什么没有表现出全能性,而是分化成不同的组织、器官?基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果。高等植物是由无数不同形态、不同生理生化特点及执行不同功能的细胞构成：一部分细胞继续保持分生能力，如分生组织；另一部分细胞逐渐分化失去分生能力而执行其他功能，处于不分裂状态，如永久组织。植物组织培养不仅能使处于分生状态的细胞继续保持分裂能力，同时也可使永久组织恢复分裂能力，如同生殖细胞或合子胚一样。一个已分化的细胞若要表现其全能性：首先要经历脱分化过程，然后再经历分化过程。植物细胞全能性的实现植物细胞的脱分化一个已停止分裂的成熟细胞转变为分生状态并形成未分化的

4、愈伤组织的现象叫脱分化。即原已分化并具有一定功能的植物细胞脱离原有轨道，失去原有状态和功能而回复到能分裂和增殖的愈伤组织状态，这就是植物组织培养中的去分化或脱分化过程。组织培养中，利用特定的条件，促进细胞脱分化，脱分化（dedifferentiation):脱分化过程的难易与植物种类、组织和细胞状态有关。一般单子叶植物和裸子植物比双子叶植物难；成年细胞和组织比幼年细胞和组织难；单倍体细胞比二倍体细胞难。植物细胞的脱分化的难易植物细胞的再分化把原已分化的细胞，经脱分化培养后再次进行分化的现象叫再分化。再分化有两种方式：一种是器官发生，一种是胚胎发生。在大多数情况下，再分化过程是在愈伤组织细胞

5、中发生的,但在有些情况下，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。再分化（redifferentiation):植物细胞实现全能性的过程经脱分化的组织或细胞在一定的培养条件下具有转变为各种不同细胞类型的能力。切取的植物组织、器官和细胞，在人工培养条件下，可促进脱分化，产生愈伤组织，然后经过继代培养，通过人为控制又可产生分化，即再分化，产生分生组织，继而进行形态建成，最终分化出各器官，产生完整植株。图示:备注：在有些情况下，再分化也可不经愈伤组织阶段，而直接发生于脱分化的细胞。外植体愈伤组织生长点根、茎、叶或胚状体小植株脱分化再分化生长小结应当着重指出的是，对于植物细胞来说

6、，全能性是一个相当基本的属性，但全能性只是一种可能性．要把这种可能性变为现实性必须满足两个条件：一是要把这些细胞从植物体其余部分的抑制性的影响下解脱出来，即处于离体状态；二是要给予它们适当的刺激，即给予它们一定的营养物质，并使它们受到一定的激素的作用.一个已分化的细胞若要表现其全能性:首先要经历脱分化过程，然后再经历分化过程。2.植物离体分化过程的类型1978年，罗士韦根据植物组织培养再分化过程的不同，将其划分为以下五种类型：①无菌短枝型②丛生芽增殖型③器官发生型④胚状体发生型⑤原球茎发生型具体做法是：将待繁殖的材料剪成带一叶的单芽茎段，转入成苗培养基，一定时间后可成苗，再剪成带一叶的单芽

7、茎段，继代又可成苗。特点：该方法一次成苗，遗传性状稳定，培养过程简单，适用范围大，移栽容易成活。实例：这是葡萄试管苗繁殖最常用的，也是其它方法最后阶段的常用方法，但繁殖初期速度较慢。2.1无菌短枝型无菌短枝切割2.2丛生芽增殖型方法：茎尖或初代培养的芽，在适宜的培养基上诱导，不断发生腋芽，而成丛生芽，然后转入生根培养基，诱导生根成苗，扩大繁殖。特点：这种方法从芽到芽，遗传性状稳定，繁殖速度快，是茎尖培养和脱毒苗初期必由之