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植物组培技术原理之愈伤组织形成
发布时间:2010-10-07

植物的脱分化形式有两种,器官发生型和胚胎发生型,在有些情况下,再分化可以直接发生于脱分化的细胞中,无须经历愈伤组织阶段,但大多数情况下,再分化过程是在愈伤组织细胞中发生的。
一、 愈伤组织形成的条件
虽然如全能性所言,发育和分化过程并不导致细胞全能性的丧失,但是,在一个完整的植物中,每个分化细胞都是某个器官和组织中的一个成员,它只能在与其周围成员相互协调和彼此制约当中,恰如其分地发挥整个植株所赋予它的一定的功能,而不具备施展其全能性的外部条件。然而,这些细胞若是一旦脱离了母体植株,摆脱了原来所受到的遗传上的控制和生理上的制约,在不定期下的培养条件下,就会发生一种回复变化,从而失去分化状态,变为分生细胞,实现脱分化过程。然。这些脱分化细胞经过连续的有丝分裂,形成愈伤组织(离体隔离)。
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。由此可见∮伤组织诱导的成败关键主要不是外植体的来源和种类,而是培养条件,其中激素的种类和浓度最为重要。当然,外植体的类型和外植物体原来在植株上所处的位置(反映了内源激素水平)对愈伤组织诱导的影响也不能忽视。
二、愈伤组⌒纬傻墓程
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、分裂期和形成期)。
1、诱导期:细胞分裂的准备期
诱导期是细胞准备进行分裂的时期。接种的外植体材料的细胞通常都是成熟细胞,处于静止状态,细胞大小没有多大变化,外观无明显特征,但细胞内物质代谢旺盛,王凯基等(1981)在研究离体培养的油橄榄茎段时发现,细胞内合成代谢活s,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。
2、分裂期:细胞从开始分裂到持续分裂的时期
分裂期是指细胞通过一分为二的分裂,不断增生子细胞的过程。外植体的细胞一旦经过诱导,其外层细胞开始迅速分裂,使细胞脱分化。分裂期主要表现如下:
(1)细胞的数目迅速增加。如胡萝卜培养7天后,细胞数可增加10倍。
(2)每个细胞平均鲜重下降。这是由于细胞鲜重的增加不如细胞数目的增加快的缘故。
(3)细胞体积小,内无液泡,如同根尖和茎尖的分生组织细胞特性。
(4)细胞的核和核仁增大到最大。
(5)细胞中RNA含量减少,而DNA含量保持不变。
(6)随着细胞不断分裂和组织生长,细胞的总干重、蛋白质和   核酸含量大大增加,新细胞壁的合成极快。总之,分裂期的愈伤组织的共同特征是:细胞分裂快,结构疏松,缺少有组织的结构,维持其不分化的状态。
3、形成期:从愈伤组织到器官发生
形成期是指外植体经过诱导期和分裂期后形成了无序结构的愈伤组织的时期。进入形成期后,细胞的平均大小相对稳定,不再减少,细胞分裂由原来局限在组织外缘的平周分裂转为组织内部较深层局部细胞的分裂,结果形成瘤状或片状的拟分生组织(meristemoid),称做分生组织结节。分生组织结节可以成为愈伤组织的生长中心,或者进一步分化为维管组织结节――由分生组织结节外围的细胞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。由于此期细胞分裂已基本停止,细胞内发生生理代谢等的变化而开始形成一些不同形态和功能的细胞,因此有人又将此期称为分化期。

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