第1章 植物组织培养的基本原理ppt课件.ppt

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1、第1章植物组织培养的基本原理一、植物细胞的全能性二、植物细胞的分化与脱分化三、植物的形态建成四、基因表达与位置效应及器官分化信息传递植物组织培养的理论基础是：植物细胞的全能性概念：细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。原因：是生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质及发育为完整个体所必需的全部基因。1.1植物细胞的全能性细胞的全能性当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，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。在

2、生物的个体发育中，由于基因在特定时间和空间下选择性地表达而形成不同器官，因此，要实现细胞的全能性，首先必须使生物体的细胞处于离体状态。受精卵的全能性最高；其次是生殖细胞（尤其是卵细胞）；体细胞的全能性比生殖细胞低得多。植物组织培养的过程离体的植物器官、组织或细胞脱分化（又叫去分化）愈伤组织（排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞）再分化根或芽等器官植物体植物组织培养的条件：适宜的营养元素和激素，适宜的温度和无菌条件胡萝卜愈伤组织诱导结果胡萝卜愈伤组织诱导结果不是所有基因型的所有细胞在任何条件下都

3、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。1.1.1细胞全能性的绝对性与相对性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。1.1.2植物细胞全能性表现1.2植物细胞的分化与脱分化1.2.1植物细胞的分化1

4、.2.2植物细胞的脱分化1.2.3植物细胞的再分化1.2.1植物细胞的分化细胞分化（differentiatiation）：指导致细胞形成不同结构、引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。幼年细胞多细胞团形态建成细胞分化完整植株细胞分裂图1-1高等植物细胞分化示意图细胞分化的本质是基因选择性表达的结果细胞分化的某些规律和机理1植物细胞的分化：生理生化分化、形态结构分化2植物在发育过程中细胞一直具有潜在的全能性3植物细胞分化的两个阶段：决定（determination）、分化特征逐渐表现4极性（polarity）

5、5生理隔离、机械隔离在细胞分化过程中的作用6细胞分裂对分化的作用7植物生长调节剂作用8细胞核染色体和DNA变化对细胞分化的作用1.2.2植物细胞的脱分化脱分化（dedifferentiatiation）：又称去分化，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，形成无组织结果的细胞团或愈伤组织或成为未分化细胞特性的细胞的过程。成熟细胞分生组织多细胞团细胞脱分化完整植株细胞分裂图1-2高等植物细胞脱分化和再分化示意图形态建成细胞再分化细胞脱分化的影响因素1损

6、伤2生长调节剂3光照4细胞位置5外植体的生理状态1.2.3植物细胞的再分化再分化（redifferentiatiation）：是指离体培养的植物细胞和组织可以由脱分化状态重新进行分化，形成另一种或几种类型的细胞、组织、器官，甚至形成完整植株的过程。云南红豆杉中国红豆杉1.3植物的形态建成1.1.1愈伤组织诱导与器官分化1.3.2植物体细胞胚胎发生1.3.3离体器官诱导1.3.4影响植物离体形态发生的因素植物形态建成的两条途径：愈伤组织诱导和器官分化植物体细胞胚胎发生小麦幼胚愈伤组织诱导和器官分化木薯的组培及植

7、株再生1.3.1愈伤组织诱导与器官分化1.3.1.1愈伤组织诱导（1）诱导期（2）分裂期（3）分化期愈伤组织和不定芽的诱导脱分化后的细胞，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、黄绿色、细胞小、易碎、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。易形成芽。2、非胚性愈伤组织：表面粗糙、组织结构疏松、细胞大，淡黄色或白色。可以用于悬浮细胞系的建立。1.3.1.2器官分

8、化植物离体器官发生：指培养条件下的组织或细胞团（愈伤组织）分化形成不定根、不定芽等器官的过程。不定根：从茎、叶上生出的根叫做不定根。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。1.3.1.2器官分化1、离体培养中器官发生的方式（1）先长芽，再长根，如小麦（2）先形成根，再形成芽，如枸杞（3）在愈伤组织不同部位分别形成芽和根，如胡萝卜（4）仅形成芽或根，如茶树1.3.1.2器官分