植物组织培养的基本原理知识讲解.ppt

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1、植物组织培养的基本原理2014从一个细胞发育成一个植株继代鱼雷球形心形植物细胞全能性的证明1958年，美国斯图尔德（Steward）等人，用胡萝卜根韧皮部的细胞进行培养，得到了完整植株，并且这一植株能够开花结实，首次证实细胞全能性；1964年印度Guha和Maheshwari成功地在毛叶曼陀罗花药培养中，由花粉诱导得到单倍体植株。细胞全能性的相对性细胞全能性并不意味着任何细胞均可以直接产生植物;植物细胞全能性的表现程度存在明显的差异。细胞按照分裂能力分为3类第一类：始终保持分裂能力，如茎尖、根尖分生组织及形成层细胞；第二类：永久失去分裂能力的终端分化

2、细胞，如筛管、导管、气孔保卫细胞等特化细胞；第三类：在通常情况下不分裂，但在受到外界刺激后可重新启动分裂的细胞，如表皮细胞及各种薄壁细胞。一个植物细胞向分生状态回复过程所能进行的程度，取决于它在自然部位上所处位置和生理状态。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）细胞全能性脱分化个体再生再分化细胞分裂细胞全能性的表达是通过细胞脱分化（dedifferentiation）和再分化（redifferentiation）实现的，在大多数情况下，脱分化是细胞全能性表达的前提，再分化是细胞全能性表达的最终体现。二、植

3、物细胞分化1.定义分化（differentiation）植物体各个部分出现异质性的现象，体现在细胞分化、组织分化、器官分化三个水平上。细胞分化导致细胞形成不同结构，引起功能改变或潜在的发育方式改变的过程。是基因选择性活化或阻遏的结果。细胞分化是组织分化和器官分化的基础，是离体培养再分化和植株再生得以实现的基础。2.植物细胞分化的某些规律和机理（1）细胞分化分为形态结构分化和生理生化分化两类，生理生化分化在形态结构分化之前。（2）植物中细胞发育的途径一旦被“决定”（determination），通常不易改变。而离体培养可以通过脱分化而丧失这种“决定”。

4、（3）分化与极性（Polarity）关系密切。（4）细胞分裂对细胞分化具有重要作用。特定环境条件下进行的细胞分裂可以导致特定的细胞分化，由不均等分裂形成的分化细胞说明了细胞质在细胞分化中的作用。（5）植物生长调节剂有明显调节作用。如生长素类与细胞分裂素类比值，高，促进生根；低，促进长芽。（6）染色体和DNA的变化对细胞分化影响比较大。如核内多倍体的形成。细胞不分裂，只有遗传物质复制所导致的染色体组倍性增加的现象。1.脱分化（Dedifferentiation）也称去分化，指离体条件下生长的细胞、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

5、恢复分生状态，形成无组织结构的细胞团或愈伤组织或不分化细胞的过程。2.脱分化的机理脱分化诱导期间会导致细胞膜透性改变，细胞核增大，内质网范围扩大，多核糖体形成，过氧化物酶增加，蛋白质和酚类物质合成活跃等。但目前对于脱分化的机理尚未完全阐明。三、细胞脱分化3.影响脱分化的主要因素（1）损伤。切割损伤的刺激，促使细胞增殖。（2）在诱导愈伤组织时常加入生长素类，但同时配合细胞分裂素的效果可能更好。（3）弱光或黑暗条件有利于脱分化中的细胞分裂。（4）细胞位置。外植体本身的各类细胞可能对培养条件的刺激有不同的敏感性。（5）外植体的生理状态。不同生理年龄和不同季

6、节都会有不同的培养反应。（6）植物种类的差异。一般双子叶植物比单子叶植物及裸子植物容易。１.愈伤组织的形成在细胞脱分化过程中，大多数情况下形成愈伤组织。愈伤组织的细胞往往是异质性的，无明显极性，其形成过程可分为诱导期、分裂期和分化期。四、愈伤组织（callus）形成黄瓜子房组织经脱分化形成胚性愈伤组织愈伤组织形成过程◆诱导期（起动期）：是细胞准备分裂的时期。细胞大小几乎不变，内部发生生理生化变化，迅速合成蛋白质和核酸。◆分裂期：外层细胞分裂，中间细胞常不分裂，形成小芯。细胞分裂快，结构疏松，缺少结构，浅而透明。在原培养基上，细胞必然分化，及时转移，其

7、可无限制地进行细胞分裂，维持不分化状态。◆分化期：细胞在形态和生理功能上的分化，出现形态和功能各异的细胞。概念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。组织培养中的再分化包括下面4个水平细胞水平的再分化组织水平的再分化器官水平的再分化（器官发生）植株水平的分化（植株再生）五、细胞再分化（redifferentiation）细胞水平的再分化愈伤组织生长、不断分裂，分化出不同的细胞类群。主要有薄壁细胞、分生细胞、色素细胞、石细胞、纤维细胞等。组织水平的再分化在高水平生长素条件下，最

8、常见的是微管束（Vasculartissue）的分化。松散的愈伤组织内含大量拟分生组织或瘤状结构；致密的愈伤