第一章 植物细胞的全能性1.pptVIP

一、维管束组织的分化 研究发现百日草是研究分化的理想材料。Kohlenbach和Schmidt(1975)观察到，百日草叶肉细胞培养在适当的培养基上不经过细胞分裂就分化成导管细胞。后来以此建立了更好的细胞培养系统，培养72h的细胞同步分裂达到50-60%。这个系统的优点是：（1）新分离的百日草细胞是非多倍体细胞组成的单细胞系统；（2）添加外源激素和化学物质到培养基中能更好的控制分化，避免了多细胞系统的激素梯度和营养梯度的影响；（3）由于细胞分裂不是分化必需的，诱导因子直接影响了分化而不是细胞分裂；（4）分化同步化频率发生。 二、导管细胞分化的分子调控 特异性基因表达与百日草导管细胞分化有关。Fukuda和Komamine(1983)报道，在百日草叶肉导管细胞分化的诱导下，培养48h内观察到叶肉细胞形态建成变化之前，有两种蛋白质的合成消失，出现两种新的多肽。新合成的蛋白质就是导管分化的生物化学标记。 三、培养基成分对维管束分化的影响 影响维管束组织分化的因子有植物激素、蔗糖等。在洋丁香愈伤组织中，低浓度的生长素能够刺激木质部的发生，高浓度生长素抑制木质部的形成，生长素浓度和木质部浓度和木质部分化程度之间存在着一种反比关系。细胞分裂素对一些植物木质部发生具有一定的促进作用。在适当的生长素浓度下，把蔗糖水平提高到2%，则有利木质部的形成，但韧皮部却很少形成甚至不形成。在蔗糖浓度为2.5-3.5%时，木质部和韧皮部都能分化，为4%时，所形成的维管组织只是韧皮部，很少或没有木质部。 * * 基础植物生物技术 Basic Plant Molecular Biotechnology 任课教师：韩英鹏 开课专业班级：农学2006—1.2班, 种子2006—1班 开课时间：2009.9-2009.12 1.细胞全能性及其类型 第一章 植物细胞的全能性 第一节 植物细胞脱分化与感受态细胞的发生 2.细胞周期与脱分化及其产生条件 3.感受态细胞的发生时期及其细胞特征 4.分子水平分析脱分化的特征 第一节 植物细胞脱分化与感受态细胞的发生 生物技术：生物技术是指利用生物系统、活生物体或者其 衍生生物，为特定用途而生产或改变产品或过 程的任何技术应用。 植物生物技术：广义的植物生物技术是指提高和改良农作 物产量品质的所有技术；狭义的植物生物 技术指利用植物器官、组织、细胞、和利 用分子水平的操作，促进植物繁殖、有用 物质生产和植物品种遗传改良的技术。植 物生物技术由植物组织培养、植物细胞工 程和植物基因工程。 细胞全能性：广义 是指一个细胞发育成一个完整有机体个体的潜能或特性。 植物细胞的全能性：是指具有完整细胞核的植物细胞，在适宜条件下能够分化发育成完整植株的潜在能力。具有完整细胞核的植物细胞具有形成完整植株所必需的全部遗传信息，在生长发育过程中不同的器官、组织细胞的基因表达有很大的差异，这种差异是遗传信息表达调控机制发生了变化的结果，而不是遗传信息发生了不可逆的消失或钝化。 细胞全能性的表达：从离体培养的植物细胞或组织诱导生长分化成完整植株的过程成为植物细胞全能性的表达 一、细胞全能性、植物细胞全能性和细胞全能性的表达 概念及细胞全能性的类型 细胞全能性的类型： 在整体植株中，卵细胞的全能性表达最强，受精卵经过 细胞分裂、分化直接形成种胚，并萌发生长成植株； 茎尖、根尖分生组织细胞和形成细胞的全能性次之，它们分别能形成茎叶、根和其他组织与器官； 少数植物的分化成熟的某些器官，例如落地生根叶片，叶肉细胞的全能性直接表达，分化成新的植物； 对于绝大数植物来说，非分生组织细胞难以在整体植株上表达细胞的全能性，必须将他们与整体植株分裂后，在适宜的培养条件下诱导细胞脱分化和再分化，才能使细胞的全能性得到表达，并形成完整的植株。 一、细胞全能性、植物细胞全能性和细胞全能性的表达 概念及细胞全能性的类型 植物细胞的全能性 离体培养细胞的全能性表达经历3个阶段，即细胞 脱分化与感受态细胞，细胞分化的诱导或细胞的决定作用以及组织、器官的形态分化和发育 二、植物细胞脱分化与感受态细胞发生 脱分化：脱分化的细胞在一定的条件下恢复分裂机能， 转变成分生组织和形成愈伤组织的过程。脱 分化过程中细胞生化代谢、细胞生理和细胞 结构发生了本质的变化，其中一部分细胞形 成了感受态细胞，即感受信号分子刺激的细 胞，从而确定了细胞生长和发育的新途径。