植物組織培養(yǎng)總結(jié)

1、1緒論緒論1.1植物組織培養(yǎng)的一般概念植物組織培養(yǎng)的一般概念?廣義的組織培養(yǎng)，廣義的組織培養(yǎng)，不僅包括在無菌條件下利用人工培養(yǎng)基對植物組織的培養(yǎng)，而且包括對原生質(zhì)體、懸浮細胞和植物器官的培養(yǎng)。?Gambg曾根據(jù)所培養(yǎng)的植物材料的不同，把組織培養(yǎng)分為5種類型種類型，即愈傷組織培養(yǎng)，懸浮細胞培養(yǎng)、器官培養(yǎng)(胚、花藥、子房、根和莖的培養(yǎng)等)、莖尖分生組織培養(yǎng)和原生質(zhì)體培養(yǎng)。其中愈傷組織培養(yǎng)是一種最常見的培養(yǎng)形式。?所謂愈傷組織所謂愈傷組織，原

2、是指植物在受傷之后于傷口表面形成的一團薄壁細胞，在組織培養(yǎng)中，則指在人工培養(yǎng)基上由外植體長出來的一團無序生長的薄壁細胞。?愈傷組織培養(yǎng)所以是一種最常見的培養(yǎng)形式，是因為除莖尖分生組織培養(yǎng)和一部分器官培養(yǎng)以外，其他幾種培養(yǎng)形式最終也都要經(jīng)歷愈傷組織才能產(chǎn)生再生植株，此外，愈傷組織還常常是懸浮培養(yǎng)的細胞和原生質(zhì)體的來源。?在組織培養(yǎng)中，當我們把分化組織中的不分裂的靜止細胞，放在一種能促進細胞增殖的培養(yǎng)基上以后，細胞內(nèi)就會發(fā)生某些變化，從而使

3、細胞進入分裂狀態(tài)。一個成熟細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚鸂顟B(tài)的過程叫做脫分化。脫分化。?在組織培養(yǎng)中，我們把由活植物體上切取下來以進行培養(yǎng)的那部分組織或器官叫做外植體。植體。?一個成熟的植物細胞經(jīng)歷了脫分化后之所以還能再分化而形成完整的植株，是因為這些細胞具有全能性。所謂全能性全能性，就是說，任何具有完整的細胞核的植物細胞，都擁有形成一個完整植株所必需的全部遺傳信息。對已分化的細胞的全能性的實驗研究表明，至少在某些情況下，發(fā)育和分化過程并不導致細胞中遺

4、傳信息的丟失或不可逆的鈍化，所涉及的只是這些遺傳信息表達調(diào)控機制的改變。?有關全能性的肯定實驗證據(jù)是Steward等人(1958)在以胡蘿卜根組織為外植體的組織培養(yǎng)實驗中得到的。當他們把栽培胡蘿卜次生韌皮部薄片培養(yǎng)在一種含有椰子汁的固體培養(yǎng)基上時，產(chǎn)生了由簡單的薄壁細胞組成的愈傷組織。把這些愈傷組織轉(zhuǎn)入到成分相同的液體培養(yǎng)基中并不斷振蕩，又產(chǎn)生了由單個細胞和小細胞團組成的懸浮液。?經(jīng)過對這些細胞和大小不同的細胞團的顯微鏡檢確定，細胞團是

5、那些從愈傷組織上散落下來的單個細胞發(fā)生分裂后但子細胞沒有分離的產(chǎn)物。若不繼代，由于這些細胞團在培養(yǎng)基中繼續(xù)生長，結(jié)果就會在上面出現(xiàn)根原基。當把長了根的細胞團轉(zhuǎn)到固體培養(yǎng)基表面上以后，隨著莖芽的出現(xiàn)形成了一個完整的小植株，從而證實了細胞的全能性。?全能性全能性只是一種可能性，由以上的介紹我們可以看到，要把這種可能性變?yōu)楝F(xiàn)實性必須滿足兩個條件滿足兩個條件：一是要把這些細胞從植物體其余部分的抑制性影響下解脫出來，也就是說必須使這部分細胞處于離

6、體的條件下，二是要給予它們適當?shù)拇碳?，即給予它們一定的營養(yǎng)物質(zhì)，并使它們受到一定的激素的作用。?一個已分化的細胞要表現(xiàn)它的全能性，必須經(jīng)歷上面所說的兩個過程，即首先要經(jīng)歷脫分化過程，然后再經(jīng)歷再分化過程。?通過胚狀體途徑產(chǎn)生再生植株有3個顯著的優(yōu)點，首先，在一個培養(yǎng)物上所能產(chǎn)生的胚首先，在一個培養(yǎng)物上所能產(chǎn)生的胚狀體數(shù)目狀體數(shù)目往往比不定芽的數(shù)目多(例如在一個離體培養(yǎng)的煙草花藥上可以產(chǎn)生200個以上的胚狀體)其次，胚狀體形成的速度快其次

7、，胚狀體形成的速度快，第三，胚狀體結(jié)構完整，第三，胚狀體結(jié)構完整，一旦形成，一般都可直接萌發(fā)形成小植株，因此成苗率較高。12植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史?雖然組織培養(yǎng)技術的蓬勃發(fā)展只是近五十年來的事，但它的整個歷史可以追溯到十九世紀末和二十世紀初。?從那時起到現(xiàn)在，組織培養(yǎng)的發(fā)展過程大致可以分為三個階段：121探索階段探索階段(二十世紀初至二十世紀初至30年代中年代中)?本世紀初，在Schleiden和Schwann所發(fā)

8、展起來的細胞學說的推動下，德國植物生理學德國植物生理學家Haberlt提出了高等植物的器官和組織可以不斷分割，直至分到單個細胞的觀提出了高等植物的器官和組織可以不斷分割，直至分到單個細胞的觀點。點。為了論證這一觀點，他在加入了蔗糖的Knop溶液中培養(yǎng)單個離體細胞，所選用的材料是小野芝麻和鳳眼蘭的柵欄組織和虎眼萬年青屬植物的表皮細胞等。遺憾的是，雖然在柵欄細胞中他明顯看到了細胞的生長、細胞壁的加厚和淀粉的形成等，但沒有一個細胞在培養(yǎng)中能夠

9、發(fā)生分裂。?Haberlt實驗失敗的原因，實驗失敗的原因，現(xiàn)在看來主要在于兩點：第一，他所選用的實驗材料都是已經(jīng)高度分化了的細胞，第二，所用的培養(yǎng)基過于簡單，特別是培養(yǎng)基中沒有包含誘導成熟細胞分裂所必需的生長激素，這是因為生長激素在當時還沒有發(fā)現(xiàn)。然而，做為植物組織培養(yǎng)的先驅(qū)者，Haberlt的貢獻不僅在于首次進行了離體細胞培養(yǎng)的實驗，而且在其1902年發(fā)表的“植物離體細胞培養(yǎng)實驗”的報告中，還提出了胚囊液在組織培養(yǎng)中的作用和看護培養(yǎng)法

10、等科學的預見。?自Haberlt的實驗之后，直到1934年White培養(yǎng)番茄離體根尖的成功，在其間的32年時間里，植物組織培養(yǎng)技術幾乎沒有什么進展，只是在以下兩個方面進行了一些初步的探索。?Laibach(1925，1929)把由亞麻種間雜交形成的不能成活的種子中的胚剖出，在人工培養(yǎng)基上培養(yǎng)至成熟，從而證明了胚培養(yǎng)在植物遠緣雜交中利用的可能性；122奠基階段奠基階段(30年代中至年代中至50年代末年代末)?到了30年代中期，植物組織培養(yǎng)

11、領域里出現(xiàn)了兩個重要的發(fā)現(xiàn)，其一是，認識了B族維生素對植物生長的重要意義，二是發(fā)現(xiàn)了生長素是一種天然的生長調(diào)節(jié)物質(zhì)。?導致這兩個發(fā)現(xiàn)的主要是White和Gautheret的實驗。1934年，White由番茄根建立了第一個活躍生長的無性系，使根的離體培養(yǎng)實驗首次獲得了真正的成功。起初，他在實驗中使用的培養(yǎng)基包含無機鹽、酵母浸出液和蔗糖。后來(1937)，他用3種B族維生素，即吡哆醇，硫胺素和煙酸，取代酵母浸出液獲得成功。?在這個以后被稱為