植物组织培养植物组织培养技术愈伤组织的分化与再分化脱分化及形态发生2分析

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优良的愈伤组织的 特点
• 1、高度的胚性或再分化能力——以便从这些愈伤 组织得到再生植物。
• 2、容易散碎——以便用这些愈伤组织建立优良的 悬浮系，并且在需要时能从中分离出全能性的原生 质体。
• 3、旺盛的自我增殖能力——以便用这些愈伤组织 建立大规模的愈伤组织无性系。
• 4、经过长期继代保存而不丧失胚性——以便有可 能对它们进行各种遗传操作。
三 愈伤组织的形态发生方式
• 愈伤组织分生细胞团可进行再分化，即进行形 态建成，可再产生完整的植株。
• 愈伤组织形态发生方式有两种： 1．不定芽方式（unfixed bud） 2．胚状体方式（somatic embryo）
1．不定芽方式（unfixed bud）
——指愈伤组织培养物，通过形成不定芽再生成 植株的器官发生方式。有三种方式：
后形成了无序结构的愈伤组织进行分化并形成器官的时期。
主要特征如下：
• 1、细胞的平均大小相对稳定。
• 2、细胞分裂由原来局限在组织外缘分裂转为组织内 部较深层局部细胞的分裂。
• 3、形成分生组织结节。瘤状或片状的拟分生组织。
分生组织结节可以成为愈伤组织的生长中心。
• 4、形成维管组织结节。由分生组织结节外围的细胞
胚状体：指由体细胞诱导分化出的胚芽、胚根、
胚轴的胚状结构。
外植体培养发育方向：
❖腋芽萌发（定芽）
直接
❖脱分化后产生胚状体（原球茎） 离体
繁殖
❖脱分化后直接产生不定器官
☆ 脱分化后形成愈伤组织
间接离体繁殖
建立悬浮系或 分化胚状体及 不定芽
总结：From callus to plant
• 愈伤组织培养：
再分化：经脱分化的组织或细胞在一定的培养条 件下转变为各种不同细胞类型的过程。
一． 愈伤组织形成的条件
• 1、脱离母体植株：摆脱了原来所受到的遗传上
的控制和生理上的制约；
• 2、一定的培养条件：主要为激素的种类和浓度最
为重要；
（2，4-D）
• 3、内源激素水平：外植体的类型和外植物体原来 在植株上所处的位置。
• （二）培养基 1．生长调节剂： 细胞分裂素/生长素的比例是
控制芽和根形成的重要条件之一。
• 激素控制理论：细胞分裂素/生长素比例高时有利于芽
形成；而这一比例低时，有利于根的形成。这样通过变换激 素的种类和浓度，即可有效地调节培养组织的器官分化。
——指由愈伤组织培养物诱导分 化出的胚芽、胚根、胚轴的胚状 结构，进而长成完整植株的方式。
四．愈伤组织形态发生的调控
愈伤组织的形态发生，主要受三大类 因素的调控：
• 外植体本身 • 培养基 • 培养环境
（一）材料本身
• 1．遗传型 不同植物种类的器官分化能力明显不同，
如烟草、胡萝卜和矮牵年等植物容易诱导器官形成， 而禾谷类、豆类、棉花等就比较困难。
• 分裂期：细胞从开始分裂到持续分裂的时期
• 分裂期主要特征如下： 1.细胞的数目迅速增加，但平均鲜重下降。 2.细胞体积小，无液泡。如同根尖和茎尖的分生
组织细胞特性。
3. 细胞的核和核仁增大到最大。 4．细胞中RNA含量减少，而DNA含量保持不 变。
• 形成期(分化期)：是指外植体经过诱导期和分裂期
第三章 植物组织培养技术
（愈伤组织的分化与再分化、脱分化，及形态发生）
•目的与要求：
1、了解愈伤组织形成的条件 2、掌握愈伤组织形成过程 3、掌握 愈伤组织的形态发生方式 4、了解愈伤组织形态发生的调控
植物组织培养类型 （按外植体）：
1. 器官培养 2. 茎尖分生组织培养 3. 愈伤组织培养 4. 细胞培养 5. 原生质体培养
作平周分裂成为形成层状细胞，并形成了部分维管组织如管
胞、纤维细胞等，但不形成维管系统。
• 5、形成不同形态和功能的细胞。因此有人又将此期称
为分化期。
愈伤组织的继代培养
继代：将培养物转移到新鲜培养基上继续
培养的过程。
目的：愈伤组织始终处于旺盛的分裂期
• 脱分化细胞不断进行分裂，从而形成了愈伤组织，愈伤组 织在培养基上生长一段时间以后，由于营养物质枯竭，水 分散失，以及代谢产物的积累，如果让愈伤组织留在原培 养基上继续培养而不继代，它们则不可避免地发生分化， 产生新的结构。通过继代培养，可使愈伤组织无限期地保 持在不分化的增殖状态。
• 大量研究表明，几乎所有高等植物的各种器官，如根、
茎、叶和花等，以及各种组织，如皮层、茎髓和形成层等， 离体后在适当条件下，都能产生愈伤组织。
二．愈伤组织形成的过程
• 外植体中已分化的活细胞，在外源激素的 诱导下通过脱分化后形成愈伤组织，这一 过程被大致划分为三个时期:
• 诱导期 • 分裂期 • 形成期
• 2．器官和部位 通常同一种植物的不同器官或组
织所形成的愈伤组织，无论在生理上或形态上，其差 别均不大。但是对有些植物而言，确有明显差异。如 油菜的花器官比叶、根易于分化成苗，水稻和小麦幼 穗的苗分化频率也比其他器官为高。
• 3．生长年龄 年龄较幼的外植体，不仅易于诱导
形成愈伤组织，而且也容易诱导分化成植株。如油菜 植株的自下而上的茎段的培养结果表明，下部的器官 形成频率低，愈往上部，苗的分化频率越高。
将外植体（explaut）在无菌条件下接种到培 养基上，进行愈伤组织诱导、生长和发育的一门 技术。
原理：
• 细胞全能性（cell totipetency）：植物细胞具 有全套遗传信息，在特定环境条件下能进行表达， 而产生一个独立完整的植株个体。
脱分化：一个成熟细胞转变为分生状态的过程。 恢复细胞的分裂活性。
• 诱导期：细胞分裂的准备期
• 特点： • 1、细胞大小没有多大变化，外观无明显
特征； • 2、细胞内物质代谢旺盛，RNA含量迅速
增加，细胞核体积明显增大。
• 诱导期的长短，因植物种类和外植体的生理状况和外 部因素而异，如胡萝卜的诱导期要好几天，新鲜的菊 芋块茎则只要22h，但菊芋块茎经过5个月的贮藏后， 诱导期则须延长到40h以上。
• （1）先形成芽，再在芽伸长后，在其茎的基部 长出根而形成小植株，多数植物属这种情况
• （2）先产生根，再从根的基部分化出芽而形成 小植株。这种情况较难诱导芽的形成，尤其对 于单子叶植物；
• （3）先在愈伤组织的邻近不同部位分别形成芽 和根，然后两者结合起来形成一株小植株。
2．胚状体方式 （somatic embryo）