第八章 =20 愈伤组织的形成和形= 4577;发生

第五章 &= nbsp; 植物组织培ࠥ= 9;的原理

= 学习指导&#= 65306;

1．一般掌握细胞全೦= 1;性的含义

2．掌握愈伤&#= 32452;织形成过程中几个ƀ= 54;段的典型变化

3．一般掌握&#= 19981;定芽与胚状体发育û= 04;完整植株的主要差异=

4．掌握由胚状体形ৎ= 4;完整植株的主要特征<= /span>

5．掌握植物生长物ฝ= 6;对愈伤组织再分化的&= #35843;控作用

第一= 节　细胞的全能性和= 6893;物的再生性

一、植物细胞的= 全能性

&nb= sp; 细胞的= 840;能性:就是植物的每È= 10;细胞都具有该植物的= 全部遗传信息和发育= 5104;完整植株的能力。

&nb= sp; 原理：因细胞= ;是生物有机体的基本&#= 32467;构单位，从一个受Ŀ= 34;卵产生具有完整形态= 和结构机能的植株，= 6159;该受精卵具有该物మ= 1;全部遗传信息的表现&= #12290;同样，植物的ે= 9;一个体细胞，也是从&= #21512;子经有丝分裂产生= 340;,也具备着遗传߼= 9;息的传递、转录和翻&= #35793;的能力。在一个完= 972;的植株上某部分的体= ;细胞只表现一定的形&#= 24577;，承受一定功能，这是由于它们ࡢ= 3;到自身遗传物质所决&= #23450;以及具体器官或组 = 455;所在环境的束缚，但= ;其遗传潜力并没有丧&#= 22833;。一旦脱离原来৓= 2;在的器官或组织，成&= #20026;离体状态时，在一= 450;的营养、激素和外界= ;条件的作用下，就可&#= 33021;表现出全能性，而ī= 83;长发育成完整的植株= 。

二、植物的再生= 作用

再生概念：从= 一个植株分离根、茎= 2289;叶等，在切口处组ಭ= 5;长出不定芽和不定根&= #65292;从而成为新的完整= 340;植株。

人们利用植物= 的再生作用来进行无= 4615;繁殖，到近代又应ஷ= 2;生长调节剂，使原来&= #25190;插不易成活的种类= 063;可进行。植物之所以= ;会产生器官，是由于受伤组ಭ= 5;产生了创伤激素，促&= #36827;了周围组织的生长 = 780;形成愈伤组织，凭借内源激素ࡴ= 4;贮藏营养的作用又产&= #29983;新的器官。

植物组织培养= 技术使植物的再生作= 9992;在更大的范围内表஑= 6;出来。表现为植物种౲= 7;大大的增加，再生的&= #37096;位大大的扩大。而= 988;小到肉眼无法辨别、= ;在解剖镜下操作的材&#= 26009;也可培养再生。

在自然情况下= ，一些植物的营ࠥ= 9;器官和细胞再生比较&= #22256;难，主要是由于内= 304;激素调整缓慢或不完= ;全，外界条件不易৷= 1;制等因素所致。在组&= #32455;培养人工控制培养= 340;条件下，通过对培养基௚= 0;调整，特别是对激素&= #25104;分的调整，就有可!= 021;顺利地再生。

在组织培养中= 再生植株还可通过与= 1512;子胚相似的胚胎发ೞ= 6;过程进行，即形成胚状体ࠧ= 7;发育成完整植株。在组培中诱导ೢ= 6;状体和诱导芽相比有&= #20197;下优点：数量多，$= 895;度快，结构完整。在= ;组织培养的研究中，&#= 24050;发现有分化胚状体Ŋ= 21;力的种子植物已达117种。产生胚状= 307;的离体培养物也是多= ;种多样的，如从离体的根ӌ= 9;茎、叶、花药、幼苗&= #12289;子叶、子房中的合= 376;胚、各种单细胞、ଅ= 6;离的小孢子以及原生&= #36136;体等。关于诱导胚= 366;体产生的因素，目前= ;认为是激素作用的结&#= 26524;。

<= o:p>

第二节　&#= 24840;伤组织的形成和形õ= 77;发生

在组培中&#= 65292;主要目标是诱导愈Ê= 60;组织形成和形态发生= ，使一个细胞、一块= 2452;织或一个器官的细ೣ= 0;，通过脱分化形成愈&= #20260;组织，并再分化成= 893;株。

其整个过&#= 31243;大致可分为起动期z= 89;分裂期、分化期和形= 态发生期等四个时期= 2290;

一、愈伤&#= 32452;织的形成

植物的部&#= 20998;在离体培养中，接Ö= 63;各种因素作用，细胞= 会发生分裂而脱分化= 5292;经持续分裂增殖成ಭ= 4;胞团，并进一步分化&= #21457;展成为不受亲体外= 893;体影响的典型愈伤组= ;织，

愈伤组织&#= 29992;处：除了可植株再ī= 83;培养外。可转移到新= 鲜的相同培养基上培= 0859;而长期保存，或在૸= 2;体培养基中进行悬浮&= #22521;养而迅速增殖，用= 110;大规模生产有用化合= ;物；或用于细胞培养&#= 31579;选无性系；或用于Ö= 07;生质体培养等；

从单个细&#= 32990;或一块外植体形成Ð= 56;型的愈伤组织，大致= 要经历三个时期：

= （一）诱导期

是细胞准&#= 22791;恢复分裂的时期。

特点：处&#= 22312;静止状态的成熟细ŉ= 90;通过一些刺激因素和= 激素的诱导作用，使= 0854;合成代谢活动加强= 5292;迅速进行蛋白质和੬= 0;酸物质的合成。细胞&= #22823;小变化不大。

诱导期的长短，= 因植物种类和外植体= 0340;生理状况和外部因ಃ= 2;而异。如有的植物（&= #33738;芋）的诱导期只要= 968;天，而有的植物（胡= ;萝卜）需要几天。

影响因素&#= 65306;1)CO₂对诱导分&#= 21270;有抑制作用。2)机械损伤能诱导= 细胞开始分裂，如伤= 1475;往往出现愈伤组织Ӎ= 0;3)外源生长物质<= span lang=3DEN-US style=3D'font-size:10.0pt'>(NAA、IAA和细胞分&#= 35010;素)等对诱导细胞开= 始分裂。

诱导原理&#= 65306;静止细胞是具有分Ş= 10;潜力的，只是被存在= 着的一类抑制剂所抑= 1046;，如果除去抑制物ฝ= 6;，就可恢复分裂能力&= #12290;这些抑制物质的作= 992;是阻碍DNA复制，若加入抵= 消抑制剂影响的物质= 5292;那么细胞就立即进ඡ= 2;DNA复制，全部细胞= 进入合成期，并发生= 1516;步分裂。

诱导期代&#= 35874;变化：1)在切离和培养后= 的几秒钟内，细胞的= 7668;体交换迅速增加。2)多聚核糖体的不= 断增加，到有丝分裂= 1069;，每个细胞中的RNA含量增加到30%。3)蛋白质也&#= 21457;生周期性积累，每È= 10;分裂细胞的总增加量= 约为200%。4)酶活力增&#= 21152;，DNA聚合酶活力增加= ；与代谢有关的酶类= 5292;如己糖激酶和一些೫= 3;氢酶的活力增加。

（二）分裂期

指细胞通&#= 36807;一分为二的分裂，Ç= 81;断增生子细胞，即发= 生脱分化的过程。

特点：

1．细胞的数&#= 30446;迅速增加。胡萝卜á= 21;养7天后，细胞数可= 增加10倍。

2．每个细胞&#= 24179;均鲜重下降。这是Ĭ= 01;于细胞鲜重的增加不= 如细胞数目的增加快= 0340;缘故。

3．子细胞具&#= 20307;积小，内无液泡的ĥ= 05;点，和根茎尖的分生= 组织细胞一样。

4．细胞的核&#= 21644;核仁增大到最大。

5．细胞中 RNA含量减少&#= 65292;而DNA含量保持不变。=

6．组织的总&#= 24178;重、蛋白质和核酸×= 47;量逐渐增加，新细胞= 壁的合成极快。

此时愈伤&#= 32452;织的形态特征：细ŉ= 90;分裂快，结构疏松，= 缺少有组织的结构，= 2500;持其不分化的状态Ӎ= 0;

分化命运&#= 65306;如果在原培养基上ń= 87;续培养，细胞将不可= 避免地发生分化，产= 9983;新的结构，但是把द= 7;及时转移到新鲜的培&= #20859;基上，则愈伤组织= 487;无限制地进行细胞分= ;裂，而维持其不分化&#= 30340;状态。

影响因素&#= 65306;脱分化因植物种类Ø= 44;器官及其生理状况而= 有很大差别，如烟草= 2289;胡萝卜等脱分化较ਵ= 1;，而禾谷类的脱分化&= #36739;难；花器脱分化较= 131;，而茎叶较难；幼嫩= ;组织脱分化较易，而&#= 25104;熟的老组织较难。

（三）分&#= 21270;期

细胞停止&#= 20998;裂，内部发生生理É= 95;谢变化，导致细胞在= 形态和生理功能上的= 0998;化，出现形态和功೦= 1;各异的细胞。

主要特征&#= 65306;

1．细胞分裂部位ࡴ= 4;方向发生改变。分裂&= #26399;的细胞分裂局限在 = 452;织的外缘，主要是单= ;周分裂；在分化期开&#= 22987;后，愈伤组织表层ń= 54;胞的分裂逐渐减慢，= 直至停止。愈伤组织= 内部深处的局部地区= 0340;细胞开始分裂，使&#= 20998;裂面的方向改变了ʌ= 92;出现了瘤状结构的外= 表和内部分化。

&n= bsp; 2．分= 生组织瘤状结构和维= 1649;组织的形成。当愈ߪ= 0;组织生长速度减慢时&= #65292;就形成由分生组织 = 452;成的瘤状结构，它变= ;成不再进一步分化的&#= 29983;长中心，而在其周Ņ= 36;产生扩展的薄壁细胞= 。瘤状结构团团地散= 4067;在愈伤组织块中。๢= 5;时形成了维管组织，&= #20294;不形成维管系统， = 780;呈分散的节状和短束= ;状结构，它可单由木&#= 36136;部组成，也可由木ũ= 36;部、韧皮部乃至形成= 层组成。细胞分裂素= 0419;进维管化组织形成Ӎ= 0;

   3．细胞的&#= 20307;积突然不再减小。Ì= 45;持相对不变。

4．出现了各种类= 型的细胞。如薄壁细= 2990;、分生细胞、管胞ӌ= 9;石细胞、纤维细胞、&= #33394;素细胞、毛状细胞= 289;细胞丝状体等。

5= ．生长旺&#= 30427;的愈伤组织一般呈&#= 22902;黄色或白色，有光ė= 01;，也有淡绿色或绿!= 394;的；老化的愈伤组织= ;多转变为黄色甚至褐&#= 33394;。

二、愈伤&#= 32452;织的生长

愈伤组织&#= 22521;养方法：愈伤组&#= 32455;块若在原培养基上ń= 87;续培养，由于其中营= 养不足或有毒代谢物= 0340;积累，会导致愈伤ಭ= 2;织块停止生长，直至&= #32769;化变黑死亡。因此A= 292;若要愈伤组织继续生= ;长增殖，必须定期地&#= 65288;如2～4星期）将&#= 23427;们分成小块，接种Ò= 40;新鲜的原培养基上继= 代培养，愈伤组织可= 8271;期保持旺盛的生长Ӎ= 0;

  &nb= sp; 愈伤= 组织生长特点：愈伤组&#= 32455;的增殖生长只发生ß= 12;不与琼脂接触的表面= ，而与琼脂接触的一= 8754;极少细胞增殖，只਷= 9;细胞分化形成紧密的&= #32452;织块。因此，由于= 840;伤组织的迅速增殖，= ;组织小块变成了一个&#= 19981;规则的馒头状的块ĥ= 66;结构。它是愈伤组织= 表面或近表面瘤状物= 9983;长的结果。

愈伤组织&#= 30340;种类

愈伤组织&#= 30340;质地有松脆和致密È= 43;分，且它们可以互相= 转变。

松脆愈伤组织

致密愈伤组织

组织状态

细胞间由大而ੑ= 0;分化的细胞分开，胞&= #38388;隙大，排列无次序

内部由管状细= 2990;组成维管组织，细&#= 32990;间有果胶质紧密地ľ= 96;连。

活动状态

有大量的分生ಭ= 2;织中心，可进行活跃&= #30340;细胞分裂

为高度液泡化௚= 0;细胞，

很少进行分裂࠳= 8;化

培养命运

易分散，可进ඡ= 2;悬浮培养

不易分散，不೦= 1;悬浮培养

转变方法

减低或除去生໳= 1;物质，

加入高浓度的ஶ= 3;长物质

三、愈伤&#= 32452;织的形态发生方式

在组织培养中= ，把一个已分化的具= 6377;专一功能组织细胞ᦁ= 2;改变细胞原来的结构&= #12289;功能，而回复到无= 151;能分工的分生组织状= ;态，通过脱分化进入&#= 24840;伤组织状态。从愈Ê= 60;组织分生细胞团再分= 化，进行形态建成，= 1487;再产生完整的植株Ӎ= 0;

= 再分化特点<= /b>：在组织培养= 中最常见的再分化是= 根的形成，就是同一种植୰= 9;选取的不同部位外植&= #20307;培养，也往往是根= 368;易诱导再生，以后再诱导产ஶ= 3;芽，得到完整植株。&= #20294;在培养中先形成根= 340;，往往抑制芽的উ= 8;成，而一般先产生芽&= #30340;，则以后较易产生= 681;。

= 原基起源：<= /b>一般讲，芽或= 茎叶原基起源于培养= 2452;织中比较表层的细= 2990;，即外起源的，೎= 0;根原基则发生在组织&= #36739;深处，是内起源的= 290;

愈伤组织&#= 22521;养时再分化情况：在愈伤&#= 32452;织培养物中，细胞Ñ= 98;裂常以无规则方式发= 生，并产生无明显形= 4577;或极性的无序结构ಭ= 2;织块，这时虽然在愈&= #20260;组织中发生了细胞= 998;化，形成维管化组织= ;和瘤状结构，但并无&#= 22120;官发生。只要满足ĉ= 76;些条件，就可从愈伤= 组织通过再分化而产= 9983;苗或根的分生组织ᦁ= 2;甚至胚状体，使它发&= #32946;完整植株。

在组织培&#= 20859;中，愈伤组织的形õ= 77;发生，有不定芽和胚= 状体两种发生方式：

（1）不定芽方式<= /b>    指细胞或&#= 24840;伤组织培养物，通Ű= 07;形成不定芽再生成植= 株，这是组培中常见= 0340;发生方式。

愈伤组织的器官发ī= 83;顺序有四种情况：<= span lang=3DEN-US style=3D'font-size:10.0pt'>

①愈伤组= 2455;有无根的芽或无芽௚= 0;根；

②先形成= 3469;，再在芽伸长后，ࢷ= 2;其茎的基部长出根而&= #24418;成小植株，多数植= 289;属这种情况；

③先= 产生根，再从根的基= 7096;分化出芽而形成小ઁ= 3;株。在双子叶植物中&= #36739;普遍，

④先= 在愈伤组织的邻近不= 1516;部位分别形成芽和੬= 1;，然后两者结合起来&= #24418;成一株小植株。在 = 452;培中，可看到芽的类= ;似物，叶的类似结构&#= 31561;，

（2）胚状体方式   指由培养细胞诱导= 分化出具胚芽、胚根= 2289;胚轴的胚状结构，๢= 7;而长成完整植株。

由外植体经胚状体= 形成完整植株可分三= 0010;不同发育阶段：

= 312;外植体细胞脱分化= 。外植体发生细胞分= 5010;，或进而形成愈伤ಭ= 2;织。这一阶段同不定&= #33469;方式一样。

= 313;　胚状体形成。在植物有性生殖中&#= 65292;精子和卵结合形成×= 12;子，合子进一步发育= 成胚。但在组织培养= 6465;件下胚状体的发育๠= 7;程是：细胞经脱分化&= #21518;，发生持续细胞分#= 010;增殖，并依次经过原= ;胚期、球形胚期、心&#= 24418;胚期、鱼雷形胚期Ø= 44;子叶期，进而成为成= 熟的有机体。我们把= 0001;愈伤组织的类似薄࣠= 1;组织细胞不经有性过&= #31243;而直接产生类似胚= 340;这一结构，称为胚状= ;体。

③　胚状体再发育成= 完整植株。在外观上= 5292;这种方式和不定芽ࢺ= 3;有光滑、圆形突起的&= #24418;状。

胚状体和不定芽有= 以下不同特征：

   1．= 具有两极性，即在发= 2946;的早期阶段，从其ਬ= 1;向相反的两端分化出&= #33550;端和根端，而不定!= 469;或不定根都为单向极= ;性。

   2．= 胚状体的维管组织与= 2806;植体的维管组织无෉= 9;剖结构上的联系，而&= #19981;定芽或不定根往往= 982;愈伤组织的维管组织= ;相联系。

   3．= 胚状体的维管组织的= 0998;布是独立的“V”字形，而不定= ;芽的维管组织无此现&#= 35937;。

     胚状体优点：产生= 数量多；可制人工种= 3376;，便于运输和保存ᦂ= 7;后代遗传性更接近母&= #20307;。

四、愈伤组织形态= 发生的调控

    细胞和愈伤组织的= 形态发生，主要受外= 6893;体本身、培养基和࣌= 1;养环境等三大类因素&= #30340;调控。

= （一）材料本身

   1．= 遗传型   &#= 19981;同植物种的器官分Ô= 70;明显不同，如胡萝卜= 、烟草和矮牵牛等植= 9289;易诱导形成，而禾ฅ= 5;类、豆类、棉花等较&= #38590;。

   2．= 器官和部位   &#= 36890;常同一种植物的不×= 16;器官或组织所形成的= 愈伤组织，无论在生= 9702;上或形态上，其差࠷= 5;均不大。但是对有些&= #26893;物而言，确有明显= 046;异。如油菜的花器比= ;叶、根等易于分化成&#= 33495;，水稻和小麦幼穗į= 40;苗分化频率也比其他= 器官为高。

   3．= 年龄   &#= 24180;龄较幼的外植体，Ç= 81;仅易于诱导形成愈伤= 组织，而且也容易诱= 3548;分化成植株。年龄ว= 4;老，当转移到分化培&= #20859;基上生长时，其苗= 998;化频率越低。因此在= ;组织培养中，要及时&#= 36716;移已形成的愈伤组ń= 55;进行分化培养，可大= 大提高苗的分化频率= 2290;

（二）培&#= 20859;基

    培养基的各种成分= 和物理性质，都对器= 3448;发生产生一定影响ᦁ= 2;但起决定作用的仍然&= #26159;植物生长激素，特= 035;是生长素和细胞分裂= ;素的配比。

   1．= 生长激素   &#= 33146;嘌呤/IAA的比例是控制= 3469;和根形成的重要条ߥ= 4;之一,腺嘌呤/IAA= 比例高时，有利于芽= 4418;成。而这一比例低ਲ= 2;，有利于根形成。

不同生长素和细胞= 分裂素，对生根和长= 3469;的效果是不同的。ࣳ= 4;NAA对生根的作用= 604;IAA和IBA的效= ;果好，但用IAA和IBA处理= ;，产生的根比较健壮&#= 65292;而用NAA处理，产生的= 681;则较纤细。2，4-D往往&= #23545;生根不利，特别是= 312;较高浓度下。Kt和BA能广&= #27867;地诱导芽的形成，= 294;BA比激动素的效Ó= 47;大。玉米素的作用范= 围较窄，但对某些植= 9289;有特效。

     2．无机营养元素缺= 乏或过多或不足，也= 0250;影响细胞生长和分ࡏ= 0;。如生根培养要求无&= #26426;离子浓度小一些。= 914;有些植物要求的硝酸= ;氮；而有些植物要求&#= 38133;态氮。

3．有机成&#= 20998; 在= 培养基中加糖、VB₁、V_PP= 、V_B2、肌醇和甘&= #27688;酸等，可以满足愈= 260;组织的生长和分化的= ;要求。各种氨基酸和&#= 22028;呤、嘧啶类物质，Ö= 87;以促进器官分化。其= 中酪氨酸可明显增加= 8895;草组织培养的器官উ= 8;成。酰胺类往往有促&= #36827;器官形成的作用。= 700;解酪蛋白中含有多种= ;氨基酸，促进器官分&#= 21270;。

糖的不同种类和浓= 度，对培养组织的增= 7542;及器官分化均有明ਹ= 4;影响。

加一些植物器官的= 汁液，如椰子汁、麦= 3469;汁、酵母提取物、஽= 8;茄汁、荸荠汁、马铃&= #34223;汁、青玉米汁等，= 427;们不仅提供一些生理= ;活性物质，而且也补&#= 20805;一些微量元素成分z= 90;其中用得最多且有效= 的是椰子汁。

4．物理性&#= 36136;   &#= 22521;养基的物理性质（Þ= 66;体状态或液体状态，= 渗透压和pH）对形态发生有= 明显的影响。

培养基中&#= 30340;渗透压，对细胞增ē= 42;和胚状体的形成都有= 十分明显的影响，在= 3457;药培养中受到普遍௚= 0;重视。如油菜花药培&= #20859;宜先放在高糖（9～10%）培养基&#= 20013;培养，有利于细胞â= 86;殖和胚状体的形成。=

（三）培养环境条Ê= 14;

  &nb= sp; 1．光= 照&n= bsp; 光对= 器官的作用是一种诱= 3548;反应。一定的光照ल= 5;小苗的形成、根的发&= #29983;、枝的分化和胚状= 307;的形成有促进作用。= ;

  &nb= sp; 2．温= 度    在组织培&#= 20859;22～25℃的恒温条件，可较= 好地形成芽和根。但= 6159;很多资料表明，温ॷ= 0;高低对器官发生的数&= #37327;和质量仍有影响。

本章小结

1．植物细胞的全能ঝ= 5;是植物组织培养的主&= #35201;理论依据。

2．在植物组织培养ߑ= 3;，由于培养介质、激&= #32032;调控，使植物的再= 983;性得到体现。

3．诱导愈伤组织形ৎ= 4;一般需经起动期、分&= #35010;期、分化期和形态= 457;生期四个阶段。4．愈伤组织分松脆঴= 0;伤组织和致密愈伤组&= #32455;二类。

5．由愈伤组织再分ࡏ= 0;成完整植株，有不定&= #33469;方式和胚状体方式= 004;种方式。

6．由胚状体发育成ध= 6;整植株，可分为：（<= /span>1）外植体脱分化= 形成愈伤组织，（2）形成胚状体，= （3）胚状体发育成= 完整植株等三个阶段= 2290;

7．愈伤组织的再分ࡏ= 0;受植物本身的遗传性&= #12289;培养基和培养环境= 561;因素的调控。其中，= ;生长素与细胞分裂素&#= 20043;间的配比对器官分Ô= 70;起主要作用。

复习思考&#= 39064;

1．何谓植物细胞的ࠤ= 0;能性？什么是植物的&= #20877;生性？

2．愈伤组织再生成ध= 6;整植株有几种方式？&= #21738;一种较好？为什么A= 311;

3．愈伤组织形成的࠳= 8;裂期有何变化？其原&= #22240;是什么？

4．脱分化与再分化਷= 9;否相同？为什么？

5．培养基成分对愈ߪ= 0;组织有什么影响？

6．为了促使愈伤组ಭ= 5;再分化，应怎样调整&= #29983;长素和细胞分裂素= 340;比例？

	松脆愈伤组织	致密愈伤组织
组织状态	细胞间由大而ੑ= 0;分化的细胞分开，胞&= #38388;隙大，排列无次序	内部由管状细= 2990;组成维管组织，细&#= 32990;间有果胶质紧密地ľ= 96;连。
活动状态	有大量的分生ಭ= 2;织中心，可进行活跃&= #30340;细胞分裂	为高度液泡化௚= 0;细胞，很少进行分裂࠳= 8;化
培养命运	易分散，可进ඡ= 2;悬浮培养	不易分散，不೦= 1;悬浮培养
转变方法	减低或除去生໳= 1;物质，	加入高浓度的ஶ= 3;长物质