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植物組培愈傷組織的形成



錄入時間:2011-12-27 9:36:31 來源:互聯網

 

 

在組培中,主要目標是誘導愈傷組織形成和形態發生,使一個細胞、一塊組織或一個器官的細胞,通過脫分化形成愈傷組織,并再分化成植株。

其整個過程大致可分為起動期、分裂期、分化期和形態發生期等四個時期。

愈傷組織的形成

植物的部分在離體培養中,接受各種因素作用,細胞會發生分裂而脫分化,經持續分裂增殖成細胞團,并進一步分化發展成為不受親體外植體影響的典型愈傷組織,

愈傷組織用處:除了可植株再生培養外?赊D移到新鮮的相同培養基上培養而長期保存,或在液體培養基中進行懸浮培養而迅速增殖,用于大規模生產有用化合物;或用于細胞培養篩選無性系;或用于原生質體培養等;

從單個細胞或一塊外植體形成典型的愈傷組織,大致要經歷三個時期:

(一)    誘導期

是細胞準備恢復分裂的時期。

特點:處在靜止狀態的成熟細胞通過一些刺激因素和激素的誘導作用,使其合成代謝活動加強,迅速進行蛋白質和核酸物質的合成。細胞大小變化不大。

誘導期的長短,因植物種類和外植體的生理狀況和外部因素而異。如有的植物(菊芋)的誘導期只要一天,而有的植物(胡蘿卜)需要幾天。

影響因素:1)CO2對誘導分化有抑制作用。2)機械損傷能誘導細胞開始分裂,如傷口往往出現愈傷組織。3)外源生長物質(NAA、IAA和細胞分裂素)等對誘導細胞開始分裂。

誘導原理:靜止細胞是具有分裂潛力的,只是被存在著的一類抑制劑所抑制,如果除去抑制物質,就可恢復分裂能力。這些抑制物質的作用是阻礙DNA復制,若加入抵消抑制劑影響的物質,那么細胞就立即進行DNA復制,全部細胞進入合成期,并發生同步分裂。

誘導期代謝變化:1)在切離和培養后的幾秒鐘內,細胞的氣體交換迅速增加。2)多聚核糖體的不斷增加,到有絲分裂前,每個細胞中的RNA含量增加到30%。3)蛋白質也發生周期性積累,每個分裂細胞的總增加量約為200%。4)酶活力增加,DNA聚合酶活力增加;與代謝有關的酶類,如己糖激酶和一些脫氫酶的活力增加。

(二)分裂期

指細胞通過一分為二的分裂,不斷增生子細胞,即發生脫分化的過程。

特點:

1.  細胞的數目迅速增加。胡蘿卜培養7天后,細胞數可增加10倍。

2.  每個細胞平均鮮重下降。這是由于細胞鮮重的增加不如細胞數目的增加快的緣故。

3.  子細胞具體積小,內無液泡的特點,和根莖尖的分生組織細胞一樣。

4.  細胞的核和核仁增大到最大。

5.  細胞中 RNA含量減少,而DNA含量保持不變。

6.  組織的總干重、蛋白質和核酸含量逐漸增加,新細胞壁的合成極快。

此時愈傷組織的形態特征:細胞分裂快,結構疏松,缺少有組織的結構,維持其不分化的狀態。

分化命運:如果在原培養基上繼續培養,細胞將不可避免地發生分化,產生新的結構,但是把它及時轉移到新鮮的培養基上,則愈傷組織可無限制地進行細胞分裂,而維持其不分化的狀態。

影響因素:脫分化因植物種類和器官及其生理狀況而有很大差別,如煙草、胡蘿卜等脫分化較易,而禾谷類的脫分化較難;花器脫分化較易,而莖葉較難;幼嫩組織脫分化較易,而成熟的老組織較難。

(三)分化期

細胞停止分裂,內部發生生理代謝變化,導致細胞在形態和生理功能上的分化,出現形態和功能各異的細胞。

主要特征:

1.細胞分裂部位和方向發生改變。分裂期的細胞分裂局限在組織的外緣,主要是單周分裂;在分化期開始后,愈傷組織表層細胞的分裂逐漸減慢,直至停止。愈傷組織內部深處的局部地區的細胞開始分裂,使分裂面的方向改變了,出現了瘤狀結構的外表和內部分化。

   2.分生組織瘤狀結構和維管組織的形成。當愈傷組織生長速度減慢時,就形成由分生組織組成的瘤狀結構,它變成不再進一步分化的生長中心,而在其周緣產生擴展的薄壁細胞。瘤狀結構團團地散布在愈傷組織塊中。這時形成了維管組織,但不形成維管系統,而呈分散的節狀和短束狀結構,它可單由木質部組成,也可由木質部、韌皮部乃至形成層組成。細胞分裂素促進維管化組織形成。

   3.細胞的體積突然不再減小。保持相對不變。

4.出現了各種類型的細胞。如薄壁細胞、分生細胞、管胞、石細胞、纖維細胞、色素細胞、毛狀細胞、細胞絲狀體等。

  5.生長旺盛的愈傷組織一般呈奶黃色或白色,有光澤,也有淡綠色或綠色的;老化的愈傷組織多轉變為黃色甚至褐色。

 

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