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第二章 植物细胞形态建成 主讲: 秦改花 邓盾 园艺教研室 躬行楼1-301 本章主要内容 • 一、植物细胞全能性 • 二、愈伤组织的诱导 • 三、继代培养 • 四、器官建成 • 五、体细胞胚胎建成 第一节 植物细胞全能性 • 植物组织培养的理论基础。植物细胞全能 性是指植物体细胞或性细胞，在人为控制 的条件下具有再生为新个体的潜能。 1937年，荷兰植物学家温特 (Went)发现B族维生素和生长素 对植物根的生长具有促进作用。 1937— 1938年，法国科学家高特里特 (Gautheret)和诺比考特 (Nobercourt)几乎同时离体培养了胡萝卜组织，并使细胞 成功增殖。因此， 温特 (Went)、 高特里特 (Gautheret) 和诺比考特 (Nobercourt)一起成为植物组织培养的奠基人。 1958年， 史都华德 (Steward)和赖纳特 (Reinert)发现胡萝卜 的体细胞可以分化成体细胞胚，这成为植物组织培养领域的 一个重大突破，也进一步验证了细胞全能性学说 1973年， 古谷树里 (Furuya)等通过培养人参细胞生产人参皂 苷，开创了植物活性物质生产的新途径 第二节 愈伤组织的诱导 . 愈伤组织 (Callus) 原指植物组织受到伤害后表面 形成的保护组织。 . 愈伤组织:在组织培养中,是指在培养基上由外植 体长出来的一团活跃生长的薄壁细胞。 用途：愈伤组织可以通过液体悬浮培养产生单细 胞，也可以在适当的培养条件下再生出完整的植 株。 移栽 培养室 试管苗的形成 切取 接种 愈伤组织的形成 2.1.2 愈伤组织诱导的条件 • 一般认为，诱导愈伤组织成败的关键主要在于培 养的条件，其中，植物生长调节剂是诱导愈伤组 织形成的极为重要的因素。 • 植物生长调节剂主要包括： 生长素，如2,4-D , IAA ，6-BA和NAA , 所需浓度在0.01~10mg/L 范 围内； 细胞分裂素是激动素、玉米素和6-BA ，使 用的浓度范围在0.1~10mg/L 生长素和细胞分裂素的作用 • 生长素：启动细胞分裂的重要激素，是植 物细胞脱分化、形成愈伤组织过程中不可 缺少的物质。 • 细胞分裂素：能够使已脱分化的细胞，或 细胞团保持持续有丝分裂 • 生长素和细胞分裂素对保持愈伤组织的快 速生长是必要的，特别是两者结合使用时， 能更强烈地刺激愈伤组织的形成。 2.1.3 愈伤组织诱导过程 • 起动期 又称为诱导期，是愈伤组织形成的起点。这时 在外观上虽然未见明显变化，但实际上细胞内一些大分 子代谢动态已发生明显的改变，细胞正积极为下一步分 裂进行准备。 • 分裂期 外植体切口边缘开始膨大，外层细胞通过一分 为二的方式进行分裂，从而形成一团具有分生组织状态 细胞的过程。这时组织细胞代谢十分活跃，发生了一系 列生理生化及形态的变化。 • 形成期 是指外植体的细胞经过诱导、分裂形成了具有 无序结构的愈伤组织时期。这个时期特征是细胞大小不 再发生变化，愈伤组织表层的分裂逐渐减慢和停止，接 着内部组织细胞开始分裂，细胞数目进一步增加。 愈伤组织的诱导过程 2.1.4 愈伤组织的形态特征 Ø 质地不同的愈伤组织之间有时是可以互换的，有时则是不 可逆的。 Ø 不同类型之间的愈伤组织互换主要通过改变激素浓度的方 法来实现。培养基中加入高浓度的生长物质，可使坚实的 愈伤组织变为松脆；反之，减少或去除生长物质，则使松 脆的愈伤组织转变为坚实的愈伤组织。 2.2 愈伤组织的继代培养 • 愈伤组织培养一段时间后必须转移到新鲜培养 基上以保持培养物的继续正常生长，更换一次 培养基称为一代继代培养(subculture) 。 Subcultures are usually performed every 3 to 6 weeks! 半夏是一味中药，具有燥湿化痰， 和胃止呕的作用，在对半夏细胞 培养的研究中发现，其生长曲线 呈S型。 15天左右时生长速度减 缓，生长至21天时，达到平台期， 有抑制其生长的因素。通过分析 pH的变化可以看出15天左右时， pH急剧下降。 法国百里香愈伤组织培养基中电导率变化 第三节 器官建成 Ø形态建成，又叫形态发生，指有机体生长 发育中组织结构和生理功能发生一系列变 化，形成或再生成特定结构和器官的过程。 Ø器官建成：又叫器官发生， 指培养细胞在 适宜的诱导培养条件下产生不定芽和不定 根等器官的过程。 3.1 器官发生 在适合的激素浓度和配比以及温光条件下， 愈伤组织细胞会发生生理代谢上的改变，促 使细胞分裂部位和方向改变，首先出现分生 细胞，经细胞分裂逐渐形成分生细胞