植物细胞工程的理论基础.ppt

《植物细胞工程的理论基础.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章植物细胞工程的理论基础§1.细胞分化与细胞全能性§2.器官发生§3.离体培养下的遗传与变异§1.细胞全能性一.细胞全能性的一般概念二.细胞分化三.离体培养中细胞的脱分化、再分化一.细胞全能性的一般概念一个细胞所具有的产生完整生物个体的固有能力称之为细胞的全能性。细胞全能性的绝对性与相对性:不是所有基因型的所有细胞在任何条件下都具有良好的培养反应;即使对于植物细胞而言，细胞全能性也并不意味着任何细胞均可以直接产生植物个体;动、植物细胞全能性的表现程度存在明显的差异。植物细胞全能性表现根据细胞类型不同从强到弱:营养生长中心>形成层>薄壁细胞>厚

2、壁细胞(木质化细胞)>特化细胞(筛管、导管细胞)；根据细胞所处的组织不同从强到弱为：顶端分生组织>居间分生组织>侧生分生组织>薄壁组织(基本组织)>厚角组织>输导组织>厚壁组织。二.离体培养中细胞的脱分化（Dedifferentiation）脱分化外植体―→愈伤组织或↗体细胞胚↘完整植株脱分化细胞↘不定器官↗直接伸长茎尖培养（较大时）――→完整植株发育幼胚培养（较大时）――→完整植株外植体：植物组织培养中用来进行无菌培养的离体材料，可以是器官、组织、细胞和原生质体等。脱分化后的细胞，经过细胞分裂，产生无组织结构、无明显极性的、松散的细胞团称为愈伤

3、组织。愈伤组织的种类1、胚性愈伤组织（Embryoneniccallus）：表面光滑、组织结构紧凑、细胞小、再生力强。胚性愈伤组织容易形成胚状体，所以被称为胚性愈伤组织。2、非胚性愈伤组织：表面粗糙、组织结构疏松、细胞大。注意：1、并不是所有的细胞脱分化的结果都必然形成愈伤组织。有些植物体的细胞脱分化以后直接形成胚性细胞，进而形成体细胞胚。2、多数愈伤组织内的细胞并不都是未分化的细胞，即同一愈伤组织内的细胞之间其状态存在一定的差异。三.细胞分化所谓细胞分化，是指在个体发育进程中,细胞发生化学组成、形态结构和功能等发生改变的现象。分化程度低的细胞其分

4、化能力强,分化程度高的细胞其分化能力弱。时间上的分化：一个细胞在不同的发育阶段上可以有不同的形态结构和功能；空间上的分化：对于多细胞生物来讲，同一细胞后代，由于所处的环境不同而可以有相异的形态结构和功能。1．细胞分化与基因组变化细胞分化过程中，可以观察到的最常见的变化是染色体的反复复制，而并不进行细胞分裂。核内染色体的复制过程可以区分出两种主要类型，一是核内有丝分裂，导致核内多倍体，二是大量复制染色丝，导致形成多线染色体。在植物的分化发育中，另一类基因组的变化是基因重排。例如，在玉米、金鱼草等植物中，转座子的移动能引起很多发育性状的改变。2.细胞分

5、化与极性建立极性是指植物的器官、组织、甚至单个细胞在不同的轴向上存在的某种形态结构以及生理生化上的梯度差异。在很多情况下，细胞的不均等分裂是是细胞极性建立的标志。无论是在活体还是在离体条件下，一般认为，极性的建立和维管成分的产生，是植物细胞分化的基本特征。3.细胞分化的过程细胞分化可分为两个阶段：决定：是指胚胎细胞在发育过程中发生的不可逆的特化现象。因此，决定就是细胞发育途径的确定，它是细胞分化的早期过程；分化细胞特征逐渐表现：在大多数情况下，细胞从决定到表现特定细胞特征通常需要经过几代细胞的传递（细胞分裂）。4.影响细胞分化的因素a激素b蔗糖浓度

6、c光照与温度a.激素生长素能促进维管组织形成细胞分裂素与木质部的发生有关激素在细胞分化中的作用，可能是通过在转录或翻译水平上的调节作用而影响相关基因的表达从而调控细胞分化。b、蔗糖浓度C、光照与温度光照对于维管组织的分化具有促进作用，适宜的温度对于维管组织的分化是必需的。§2.器官发生一．离体培养中器官发生的方式二.器官分化的过程三.影响器官分化的因素植物的离体器官的发生：培养条件下的组织或细胞团（愈伤组织）分化形成不定根（adventitiousroots）、不定芽（adventitiousshoots）等器官的过程。不定根：从茎、叶上生出的根叫

7、做不定根不定芽：不是从叶腋或枝顶发出，而是从叶子、根上或从树干上发出的芽一.离体培养中器官发生的方式通过器官发生形成再生植株大体上有三种方式：第一种方式是先芽后根；如小麦，芦荟、苹果第二种方式为先根后芽；如枸杞、苜蓿等第三种方式是在愈伤组织的不同部位形成芽和根，再通过维管组织的联系形成完整植株。如胡萝卜、石刁柏石刁柏二.器官分化的过程离体条件下，经过愈伤组织再分化器官一般要经过三个生长阶段：1.外植体经过诱导形成愈伤组织。2.生长中心的形成。3.器官原基及器官形成。生长中心（拟分生组织）器官原基芽形成在有些情况下，外植体不经过典型的愈伤组织即可形成

8、器官原基，这一途径有两种情况，一是外植体中已存在器官原基，进一步培养即形成相应组织器官进而再生植株，另一种情况是外植体形成