第三章植物组织培养基本原理.pptVIP

第一节 植物细胞全能性和细胞分化第二节 离体条件下植物器官发生第三节 植物体细胞胚胎发生第四节 影响植物离体形态发生的因素 知识点: 基本概念：植物细胞全能性、细胞分化、 脱分化、再分化 植物离体培养中再生植株有哪些途径？ 愈伤组织是如何形成与生长的？ 植物体细胞胚胎发生有哪些途径？ 影响植物离体形态发生的因素有哪些？ 第一节 植物细胞全能性和细胞分化 定义：1902年由Haberlandt提出，即植物体细胞具有全部的遗传信息，在适当的条件下，具有不断分裂和繁殖、发育成完整植株的能力。 细胞按照分裂能力分为三类: 第一类是始终保持分裂能力,如茎尖、根尖及形成层细胞； 第二类是永久失去分裂能力的终端分化细胞，如筛管、导管、气孔保卫细胞等特化细胞； 第三类是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。 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： 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）厚角组织辅导组织厚壁组织 1、定义： 分化（differentiation）：是指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：指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。 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”。 （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。如生长素与分裂素比值，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。 三、细胞脱分化 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。 如叶柄基部的薄壁细胞成为离层细胞；伤害导致局部细胞形成愈伤组织。 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。 （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。 诱导期（起动期）：是细胞准备分裂的时期。细胞大小几不变，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，细胞必分化，及时转移，其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。 2、愈伤组织的生长 （1）生长：诱导期后，外植体外层细胞分裂，在组织受伤表面形成一层愈伤组织， 细胞数目迅速增多，表层细胞平均重量下降，体积变小；降低温度，可以使细胞生长速度减慢，平均大小可增加。 （2）质地类型：松脆和致密两种。高浓度生长素，可使Callus变得松脆；高浓度细胞分裂素，则可使致密。 3、愈伤组织的保持 – 转接 在多数情况下，随着继代培养代数增加和培养时间的延长，Callus长势下降、褐变、分化和形态发生能力下降、降低甚至死亡。所以在此之前，应及时转接至新鲜培养基上。 主要原因：遗传因素，染色体畸变、基因突变； 生理因素，细胞或组织内激素平衡的改变，细胞对外源生长物质的敏感性改变。后者可以通过调控培养条件而恢复。 4、愈伤组织形态发生 （1）过程：外层细胞分裂逐渐减慢并停止；内部较深处的细胞开始分裂，而且分裂方向也发生改变，形成维管组织和瘤状结构。 （2）形态发生方式：器官发生和体细胞胚胎发