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第一章 植物组织培养的基础理论与基本知识 目的要求： ?(1) 掌握组织培养的概念和类型； ?(2) 掌握组织培养的特点； ?(3) 了解组织培养发展史； ?(4) 初步掌握组织培养在农业实践上的应用。 第一节 植物组织培养的基本概念及类型 一、植物组织培养的概念 植物组织培养（tissue culture）植物组织培养的生理依据 细胞全能性(cell totipotency)：植物体的每一个细胞都携带有一套完整的基因组，并具有发育成为完整植株的潜在能力。 Mature plant → Root cells culture → Cultured cells → Cells in culture divide to form embryoid bodies →Torpedo stage → Cotyledonary stage is planted → Plantlet forms roots → Mature plant 2.植物细胞全能性的概念： 可能与动物、植物在营养需要、代谢类型和发育方式上的不同有着密切的关系。 （1）动物、植物在营养需要上的不同 ①植物是自养的，可以进行光合作用，还可以选择性吸收各种无机营养和水分。动物所需要的养分和水分，完全是由外界供给的。 ②植物是自养的，它仅要求简单的无机营养并可通过自身的光合作用制造有机营养。动物除要求无机营养外，还要求供给复杂的大分子有机营养。 （2）动物、植物的代谢类型不同 ①植物养分及水分的吸收和运输，依靠简单的输导组织，运往身体各个部位，由韧皮部将光合产物运往植物体内各个部位。动物摄入各种有机、无机营养和水分后，要通过各种复杂的系统送往全身。 ②植物可以吸收稀薄的养分，进行自身浓缩来满足植物体生长发育的需要。动物是在浓缩的环境中生活，不满足这种条件，动物的生长发育就会受到影响。 （3）动物、植物发育方式的不同 ①植物具有顶端分生组织和次生分生组织。因此，植物器官的建成，可以多次重复，是无限的。动物器官建成是在发育的早期阶段，一次发育形成不能重复。 ②植物胚胎是通过胚柄与母体相连，通过胚柄吸收营养，同时还通过吸收胚乳的营养来发育。动物胚胎是通过胎盘与母体相连，通过血液循环吸收营养。 二、植物细胞分化和脱分化 1.植物细胞的分化 细胞分化现象普遍存在于植物界。 细胞分化：由于细胞的分工而导致的细胞结构和功能的改变，或发育方式永久性改变的过程。 细胞分化的结果：导致形态发生，从而形成不同器官，不同器官又执行着不同功能。 根结构：表皮细胞排列整齐，没有细胞间隙，形状扁 平，细胞壁薄，不具有叶绿体；功能是选择 无机营养和水分。 叶结构：表皮细胞外壁，由一层脂肪性物质组成的角质层所覆盖；气孔由一对新月型细胞构成，叶肉细胞位于表皮和皮层之间，排列整齐，细胞内含由叶绿体；功能是进行光合作用，合成有机营养. 细胞的结构和功能的不同或发育方式的不同，从而产生分工的不同。 分子遗传学观念如何解释细胞分化 植物个体发育的过程，表现为染色体上的不同基因，按一定顺序，选择性活化和阻遏。由于不同基因活化的结果，表现为合成不同的酶和蛋白质分子。 即，当同一个基因型的细胞合成不同酶和蛋白质时，即出现细胞的分化。 2.植物细胞的脱分化和再分化 脱分化：失去分裂能力的细胞回复到分生性状态并进行分裂，形成无分化的细胞团即愈伤组织的现象。 再分化：由无分化的愈伤组织的细胞再转变成为具有一定结构，执行一定生理功能的细胞团和组织，构成一个完整的植物体或植物器官的现象。 三、细胞再分化和形态（器官、胚）建成 1.再分化实现途径 一种是胚胎发生形成双极性的胚状体；另一种是器官发生，形成单极性的芽或根，进一步发育成完整植物体的过程。 离体的植物器官、组织、细胞 愈伤组织 根、芽 植株 游离单细胞或原生质体 人工种子 胚状体 植株 胚状体：对应于种子胚而言。在离体培养过程中产生一种形似胚（具有明显的根端和芽端），功能与胚相同的结 2.植物细胞脱分化和再分化的条件 1）植物细胞的机械隔离和生理隔离 由切割而造成的机械和生理隔离对细胞脱分化、再分化是十分重要的，也可以说是植物细胞全能性表现的重要措施。 2）植物激素的作用 植物生长调节物质对于植物细胞组织的分化和决定具有关键性作用。它包括：生长素类、细胞分裂素类、赤霉素、脱落酸、乙烯等 生长素类主要用于愈伤组织的形成，体细胞胚的产生及试管苗的生根。常用的有2,4-D、NAA、IBA、IAA等。其作用强弱为2,4-DNAAIBAIAA。 细胞分裂素类则有促进细胞的分裂与分化，延迟组织的衰老，促进芽的产生等作用。常用的有Zip、KT、6-BA、ZT等作用强弱顺序为。ZipKT6-