植物组织培养 - 考试复习题(4)

15

由愈伤组织再分化的形态发生方式也有体细胞胚胎发生和器官发生两种，后者具体包括:先芽后根；先根后芽；在愈伤组织不同部位形成芽和根，然后芽、根的维管束接通形成完整植株；仅形成芽或根。

第三节 植物体细胞胚胎发生

体细胞胚胎发生：植物离体培养细胞产生胚状体的过程。

一、植物体细胞胚胎发生过程

（一）体细胞胚胎发生过程

不同种类的植物体细胞胚胎发生的主要发育阶段的划分是不一致的，但一般可分为胚性愈伤组织诱导、体细胞胚胎诱导、体细胞胚胎早期分化发育、体细胞胚胎成熟、体细胞胚胎萌发和成苗五个阶段。

在双子叶植物上，体细胞胚胎发生经过原胚、球形胚、心形胚、鱼雷形胚和成熟胚阶段。 在禾本科植物的成熟体细胞胚上，可以清楚看到胚特有的结构，即盾片、胚芽鞘和胚根等。

（二）胚性和非胚性细胞或愈伤组织生理状态的差异

胚性细胞与分生组织类似，通常较小，近圆形，具有较大的核和核仁并能高度染色，胞质浓厚。

典型的胚性愈伤组织外表呈松脆颗粒状。与非胚性细胞或愈伤组织组织相比，DNA、RNA以及蛋白质的合成更为活跃，表现为含量和种类的增加、淀粉和可溶性糖含量增加、内源多胺含量升高、活性氧水平提高、同工酶谱和内源激素合成有明显变化等。 （三）体细胞胚胎发生的基因表达机理（略）

二、植物体细胞胚胎发生途径

（一）体细胞胚胎发生的方式

由外植体诱导体细胞胚胎发生的途径有两种：直接途径和间接途径。

直接途径：从外植体某些部位的胚性细胞直接诱导分化出体细胞胚胎。这种“胚性细胞”

15

16

是在胚胎发生之前就已决定了的。

间接途径：外植体先脱分化形成愈伤组织，在从愈伤组织的某些细胞，即重新决定为胚性细胞的细胞分化出体细胞胚胎，多数体细胞胚胎的形成是通过间接途径产生的。 分两个阶段完成：

1）胚胎发生丛（EC）的形成:愈伤组织中常含有两种类型的细胞，一种具有大液泡的细胞，通常失去胚胎发生潜能，在培养基中易散开；另一种液泡小、细胞质浓的小细胞，这种小细胞聚集为丛状。被称为EC。EC表面是高度分生组织化的细胞，一个EC表面可产生大量的胚状体。

2）胚状体的发育：EC通常在原培养基上不能使其表面的胚状体发育，但EC可以增殖、崩溃而不衰。EC崩溃是由于EC 中心的细胞增加，并膨胀使EC崩溃，崩溃后分生性的表面细胞结合成群，又形成新的EC。EC在转入降低或去除生长素、降低还原氮的培养基后，才能完成胚状体发育。

（二）体细胞胚胎的起源（略）

三、植物体细胞胚胎发生的极性和生理隔离

体细胞胚胎具有两个明显特点： 1、双极性

2、与母体组织或外植体的维管束系统无直接联系，处于较为孤立的状态，即存在生理隔离。 （一）体细胞胚胎发生的极性

单个胚性细胞与合子胚一样，具有明显的极性，第一次分裂多为不均等分裂，顶细胞继续分裂形成多细胞原胚，基细胞进行少数几次分裂形成胚柄。 （二）体细胞胚胎发生的生理隔离

被子植物的胚囊减数分裂后，形成的大孢子与周围细胞处于分开的状态。在小孢子发生时，小孢子母细胞在减数分裂前期也与绒毡层的细胞间没有联系。

在多数植物中都观察到，早期的胚性细胞与周围细胞还存在胞间连丝，但随着胚性细胞的发育，细胞壁加厚，胞间连丝消失或被堵塞。胚性细胞开始分裂，从二细胞原胚到多细胞原胚始终被厚壁包围，与周围细胞形成明显的界限。

第四节、影响植物离体形态发生的因素

16

17

植物离体培养中，外植体的基因型和生理状态、培养基、培养条件等是影响离体形态发生的主要因素。

一、植物种类和基因型

不同物种和同一物种不同基因型，其形态发生能力往往有巨大差异。

二、培养材料的生理状态

1、植物的发育年龄 2、培养器官或组织类型：

1）种子、幼胚和下胚轴易形成胚状体，茎段、叶片比较困难；双子叶植物形态发生常用的外植体依次为叶、茎、胚轴、子叶等；单子叶植物特别是禾本科植物，细胞分裂旺盛的分生组织或器官，如叶基部、茎尖、幼胚、胚珠、幼花序轴等是极好的外植体。

17

2）同一器官不同部位的组织，其再生器官能力也不同。3）外 植体的大小对器官再生有影响。4）不同季节来源的外植体，其形态发生的能力也有差异。 5）供体植物的生长环境也影响外植体的生理状态。 3、培养时间和细胞倍性：

愈伤组织培养时间过长或继代培养次数太多，往往会推迟或降低形态发生的能力，所以一般均取处于旺盛生长期的愈伤组织材料来诱导器官的形成。但是对于某些植物的胚状体发生，往往需要愈伤组织培养较长时间或多次继代培养。

细胞倍性也影响形态发生能力。高渗透压条件下，容易启动花粉粒单倍性细胞生长和分化，容易得到花粉胚状体，而花药壁来源的二倍体细胞的生长和分化都受到明显抑制。

三、培养基

1、植物营养

1）一般认为，培养基中的铵态氮和K+有利于胚状体形成，提高无机磷的含量可促进器官发生，不加还原氮有利于根的形成等。

18

用于茎尖培养和芽诱导的培养基主要是MS及其修改的配方和B5培养基。 2）碳水化合物种类及浓度对体胚发育有重要作用，缺糖或低糖常无法形成胚状体。 3）其他物质如氨基酸、天然复合物常不同程度地促进器官和胚状体发生。

2、物理性质：固态或液态、渗透压以及PH等，对器官或胚状体的形成及发育也有明显影响。 3、植物生长调节剂

植物生长调节剂是影响植物离体形态发生的最关键因素。

1）生长素：植物离体形态发生过程中，生长素促进外植体生长、生根，并与细胞分裂素共同作用诱导不定芽分化及侧芽的萌发与生长。

由于植物外植体中原来有的内源激素种类和浓度不同，需添加的激素种类及浓度也就不同。有些外植体诱导芽或无根苗形成时，需补加一定量的生长素，或与分裂素一起补加才显出作用。

3、植物生长调节剂

2）细胞分裂素：促进分化和芽形成，抑制根发育与衰老。分裂素可促进也可抑制体胚发生，这主要取决于植物的种类及基因型。

3）赤霉素：促进茎的伸长，打破休眠，对芽的诱导和形成有促进作用。 4）乙烯：对芽的诱导和形成有促进或抑制作用，这与植物种类及处理时间有关。 5）脱落酸：增强胚性愈伤组织的形成和体胚发生，防止畸形胚形成，抑制体胚过早萌发，促进胚中贮藏成分。

四、培养条件 1、光

1）光照强度：不同植物及不同材料对光照强度要求不同。一般情况下，植物所需的光照强度为1000-5000lx。光照强度对培养物的增殖、器官分化、胚状体形成都有重大影响。 2）光照长度：一般情况下，植物每日所需的光照时间为10-16小时。

3）光质：不同波长的光对细胞分裂和器官分化有影响。对苗再生最有利的光谱是蓝光区，根的发生则是红光区较有利。 2、温度

不同植物要求的最适温度不同。一般园艺植物的生长适温为：文竹17℃，百合20℃，杜鹃25℃，石刁柏26℃，月季25-27℃，葡萄28℃，番茄28℃。

18

19

植物愈伤组织的培养

愈伤组织培养是指将母体植株上的各个部分切下，形成外植体，接种到无菌的培养基上，进行愈伤组织诱导、生长和发育的一门技术。

一般情况下，植物组织均能诱发形成愈伤组织，由外植体形成愈伤组织，标志着植物离体培养的开始。

一 愈伤组织的诱导

（一）诱导原理

1、细胞全能性

植物每一细胞具有全套遗传信息，在特定环境下能进行表达，而产生一个独立完整的个体。 只要有一个完整的膜系统和一个有生命力的核，即使已经是高度分化的植物细胞，也还保持恢复到分生状态的能力。其恢复能力取决于该细胞原来所处的部位和生理状态。 2、脱分化现象

一个已经停止分裂的成熟细胞转变为分生状态，并形成未分化的愈伤组织的现象。 植物离体培养中的脱分化过程:植物离体培养利用特定的条件，促进细胞脱分化，使原已分化并具有一定功能的细胞脱离原轨道，失去其原有状态和功能，而恢复到未分化的愈伤组织状态。 3、诱导程度

双子叶植物比单子叶植物容易 幼年细胞组织比成年细胞组织容易 二倍体细胞比单倍体细胞容易

（二）诱导方法

1、根据不同的培养目的，获取不同的外植体。

植株茎的切段、叶、根、花和种子，或某些组织切成片或块状，均可接种到培养基上。 接种时需考虑材料的一致性，来源、产地、大小、形状、生理部位。常选组织块较大的材料。 2、操作程序

获取外植体材料－消毒处理－修整除去坏死组织－切成5mm的圆柱形或方形小块－直放或

19

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库植物组织培养 - 考试复习题(4)在线全文阅读。