植物組織培養(yǎng)技術(shù)愈傷組織的分化與

第三章植物組織培養(yǎng)技術(shù)

（愈傷組織的分化與再分化、脫分化，及形態(tài)發(fā)生）

?目的與要求：

1、了解愈傷組織形成的條件2、掌握愈傷組織形成過(guò)程3、掌握愈傷組織的形態(tài)發(fā)生方式4、了解愈傷組織形態(tài)發(fā)生的調(diào)控植物組織培養(yǎng)類(lèi)型（按外植體）：1.器官培養(yǎng)2.莖尖分生組織培養(yǎng)

3.愈傷組織培養(yǎng)4.細(xì)胞培養(yǎng)5.原生質(zhì)體培養(yǎng)胚狀體：指由體細(xì)胞誘導(dǎo)分化出的胚芽、胚根、胚軸的胚狀結(jié)構(gòu)。外植體培養(yǎng)發(fā)育方向：腋芽萌發(fā)（定芽）脫分化后產(chǎn)生胚狀體（原球莖）脫分化后直接產(chǎn)生不定器官建立懸浮系或分化胚狀體及不定芽☆

脫分化后形成愈傷組織間接離體繁殖直接離體繁殖總結(jié)：Fromcallustoplant愈傷組織培養(yǎng)：將外植體（explaut）在無(wú)菌條件下接種到培養(yǎng)基上，進(jìn)行愈傷組織誘導(dǎo)、生長(zhǎng)和發(fā)育的一門(mén)技術(shù)。

原理：細(xì)胞全能性（celltotipetency）：植物細(xì)胞具有全套遺傳信息，在特定環(huán)境條件下能進(jìn)行表達(dá)，而產(chǎn)生一個(gè)獨(dú)立完整的植株個(gè)體。脫分化：一個(gè)成熟細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚鸂顟B(tài)的過(guò)程?；謴?fù)細(xì)胞的分裂活性。再分化：經(jīng)脫分化的組織或細(xì)胞在一定的培養(yǎng)條件下轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N不同細(xì)胞類(lèi)型的過(guò)程。一．愈傷組織形成的條件1、脫離母體植株：擺脫了原來(lái)所受到的遺傳上的控制和生理上的制約；2、一定的培養(yǎng)條件：主要為激素的種類(lèi)和濃度最為重要；（2，4-D）3、內(nèi)源激素水平：外植體的類(lèi)型和外植物體原來(lái)在植株上所處的位置。

大量研究表明，幾乎所有高等植物的各種器官，如根、莖、葉和花等，以及各種組織，如皮層、莖髓和形成層等，離體后在適當(dāng)條件下，都能產(chǎn)生愈傷組織。二．愈傷組織形成的過(guò)程外植體中已分化的活細(xì)胞，在外源激素的誘導(dǎo)下通過(guò)脫分化后形成愈傷組織，這一過(guò)程被大致劃分為三個(gè)時(shí)期:誘導(dǎo)期分裂期形成期誘導(dǎo)期：細(xì)胞分裂的準(zhǔn)備期特點(diǎn)：1、細(xì)胞大小沒(méi)有多大變化，外觀無(wú)明顯特征；2、細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)代謝旺盛，RNA含量迅速增加，細(xì)胞核體積明顯增大。誘導(dǎo)期的長(zhǎng)短，因植物種類(lèi)和外植體的生理狀況和外部因素而異，如胡蘿卜的誘導(dǎo)期要好幾天，新鮮的菊芋塊莖則只要22h，但菊芋塊莖經(jīng)過(guò)5個(gè)月的貯藏后，誘導(dǎo)期則須延長(zhǎng)到40h以上。分裂期：細(xì)胞從開(kāi)始分裂到持續(xù)分裂的時(shí)期分裂期主要特征如下：1.細(xì)胞的數(shù)目迅速增加，但平均鮮重下降。2.細(xì)胞體積小，無(wú)液泡。如同根尖和莖尖的分生組織細(xì)胞特性。3.細(xì)胞的核和核仁增大到最大。4．細(xì)胞中RNA含量減少，而DNA含量保持不變。

形成期(分化期)：是指外植體經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)期和分裂期后形成了無(wú)序結(jié)構(gòu)的愈傷組織進(jìn)行分化并形成器官的時(shí)期。

主要特征如下：1、細(xì)胞的平均大小相對(duì)穩(wěn)定。2、細(xì)胞分裂由原來(lái)局限在組織外緣分裂轉(zhuǎn)為組織內(nèi)部較深層局部細(xì)胞的分裂。3、形成分生組織結(jié)節(jié)。瘤狀或片狀的擬分生組織。分生組織結(jié)節(jié)可以成為愈傷組織的生長(zhǎng)中心。4、形成維管組織結(jié)節(jié)。由分生組織結(jié)節(jié)外圍的細(xì)胞作平周分裂成為形成層狀細(xì)胞，并形成了部分維管組織如管胞、纖維細(xì)胞等，但不形成維管系統(tǒng)。5、形成不同形態(tài)和功能的細(xì)胞。因此有人又將此期稱(chēng)為分化期。愈傷組織的繼代培養(yǎng)繼代：將培養(yǎng)物轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)的過(guò)程。

目的：愈傷組織始終處于旺盛的分裂期脫分化細(xì)胞不斷進(jìn)行分裂，從而形成了愈傷組織，愈傷組織在培養(yǎng)基上生長(zhǎng)一段時(shí)間以后，由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)枯竭，水分散失，以及代謝產(chǎn)物的積累，如果讓愈傷組織留在原培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)而不繼代，它們則不可避免地發(fā)生分化，產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)。通過(guò)繼代培養(yǎng)，可使愈傷組織無(wú)限期地保持在不分化的增殖狀態(tài)。優(yōu)良的愈傷組織的特點(diǎn)

1、高度的胚性或再分化能力——以便從這些愈傷組織得到再生植物。2、容易散碎——以便用這些愈傷組織建立優(yōu)良的懸浮系，并且在需要時(shí)能從中分離出全能性的原生質(zhì)體。3、旺盛的自我增殖能力——以便用這些愈傷組織建立大規(guī)模的愈傷組織無(wú)性系。4、經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期繼代保存而不喪失胚性——以便有可能對(duì)它們進(jìn)行各種遺傳操作。三愈傷組織的形態(tài)發(fā)生方式

愈傷組織分生細(xì)胞團(tuán)可進(jìn)行再分化，即進(jìn)行形態(tài)建成，可再產(chǎn)生完整的植株。愈傷組織形態(tài)發(fā)生方式有兩種：

1．不定芽方式（unfixedbud）2．胚狀體方式（somaticembryo）1．不定芽方式（unfixedbud）——指愈傷組織培養(yǎng)物，通過(guò)形成不定芽再生成植株的器官發(fā)生方式。有三種方式：（1）先形成芽，再在芽伸長(zhǎng)后，在其莖的基部長(zhǎng)出根而形成小植株，多數(shù)植物屬這種情況（2）先產(chǎn)生根，再?gòu)母幕糠只鲅慷纬尚≈仓辍＿@種情況較難誘導(dǎo)芽的形成，尤其對(duì)于單子葉植物；（3）先在愈傷組織的鄰近不同部位分別形成芽和根，然后兩者結(jié)合起來(lái)形成一株小植株。2．胚狀體方式（somaticembryo）

——指由愈傷組織培養(yǎng)物誘導(dǎo)分化出的胚芽、胚根、胚軸的胚狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而長(zhǎng)成完整植株的方式。

四．愈傷組織形態(tài)發(fā)生的調(diào)控愈傷組織的形態(tài)發(fā)生，主要受三大類(lèi)因素的調(diào)控：外植體本身培養(yǎng)基培養(yǎng)環(huán)境（一）材料本身

1．遺傳型

不同植物種類(lèi)的器官分化能力明顯不同，如煙草、胡蘿卜和矮牽年等植物容易誘導(dǎo)器官形成，而禾谷類(lèi)、豆類(lèi)、棉花等就比較困難。2．器官和部位

通常同一種植物的不同器官或組織所形成的愈傷組織，無(wú)論在生理上或形態(tài)上，其差別均不大。但是對(duì)有些植物而言，確有明顯差異。如油菜的花器官