组培设备厂家腾昊讲解植物组培知识

  植物群落组织培养基础

  1、植物细胞全能性

  植物细胞全能性是组织培养的理论基础。一种活着的植物细胞，只要有一个完整的膜系统和核，就会有一套完整的植物遗传基础，在适当的条件下，经过分裂、分化，才能形成完整的植株，这种现象称为细胞全能性。但在自然状态下，由于植物细胞所处位置和生理条件的不同，其分化受到各方面的调控，导致其所携带的遗传信息无法全部表达，只能形成某种特定的细胞，构成植物体的组织或器官的一部分。在此基础上，证明条件非常重要，或关键，只要条件适宜，细胞的潜在遗传能力就能显现。植物群落组织与细胞培养技术就是以细胞全能性为理论基础，通过人为的手段创造理想的适宜生长条件，从而实现细胞的全能性。

  在理论上，只要是生命细胞，就有机会重生一株完整的植物，但事实却并非如此简单。细胞再生潜能与分化程度之间存在着一种负相关关系，也就是说，细胞分化程度越高，再生能力越低，而另一些人则认为细胞的再生能力与其分化程度无关，只是现在人们还没有完全掌握细胞分化的机制。尽管在理论上尚未完全揭示其原因，但事实是，越老的细胞，其基因表达就越严格，或者说失去或不具有功能的基因越多，因此应该选择幼嫩的植物组织作为培养实验材料。此外，还应考虑到，特定基因型或外植体的再生能力并非一成不变，在不同的培养条件下，表现不同的基因型或外植体，只要条件合适，高度分化的细胞或组织都有可能产生再生植株，这种可能性能否转化为现实，还有待人们继续努力。

  2、细胞分化，脱分化及再分化

  一颗成熟的种子，包含一个胚子，这就是所谓的胚胎。组成胚胎的所有细胞均保持未分化状态，细胞分裂力强，胞质稠密，细胞核大，细胞与细胞之间无明显差别，它们都可称为胚性细胞，也可称分生性细胞或未分化细胞。当种子萌发时，构成胚胎的所有细胞就开始分裂活动，细胞数量增加。细胞的命运随时间的改变而不同，其形态和功能也会改变，有的形成叶细胞，有的形成根的细胞，有的仍保持分裂能力，有的逐渐失去分裂能力，细胞的这种形态结构和功能发生永久(不可逆转)变化的过程称为分化。其分化主要由细胞内的基因决定，它是基因在时间和空间上不同程度地表达的结果。其结果是细胞分裂能力的丧失，伴随着细胞的分化、成熟和组织的形成，包括根、茎、叶、花、果和种子的形成，是成熟植物体的出现。在正常的自然状态下，这些已分化的细胞不再具有分裂能力，重新开始细胞分裂，直到移植物体死亡。

  如果一个细胞已经失去分裂能力，处于分化成熟和分裂的静止状态，那么它首先发生的变化就是恢复到分生性状态，这包括由于溶酶体的活动而使失去功能的细胞质组分，并产生新的细胞质组分(即破坏和重建细胞器)，同时细胞内酶种类和活性发生改变，蛋白质合成和细胞代谢过程也发生改变，最后引起基因表达的改变，细胞的性质和状态发生逆转。一种现象(或过程)由失去分裂能力的细胞回复到分生性状态并分裂，形成无分化的细胞团即愈伤组织的现象(或过程)被称为“脱分化”。在适宜的条件下，脱分化细胞可长时间保持旺盛的分裂状态而不发生分化。从未分化愈伤组织的细胞再转变为具有一定结构、执行一定生理功能的胞团和组织，构成一个完整的植物体或植物器官的现象(或过程)，称为“再分化”。要使分化的细胞表现出它的全能性，就要经历脱分化和再分化的过程，这就是植物组织和细胞培养的目的。植物组织和细胞的脱分化与再分化是设计培养基和创造适宜培养条件的主要原则，而培养的主要工作是设计和筛选培养基，探索并建立适宜的培养条件。

  植物激素在细胞脱分化和再分化的调节中起重要作用。植株对激素反应非常敏感，生长素类和细胞分裂素类的种类、相对比例和绝对数量都直接影响细胞脱分化和再分化的过程，在组培中经常通过调节激素的种类、浓度和相对比例来达到调节脱分化和再分化的目的。

  3、器官发生与胚状体形成

  植物组织在经过脱分化和再分化再生出新的植物体的过程中，尤其是再分化的过程中，可以经过两条路径：由愈伤组织的部分细胞先分化产生芽(或根)，然后在另一种培养基上产生根(或芽)，形成完整的植株，因为芽和根都是植物体的器官，这一过程叫做器官发生途径。另外一种方法是在愈伤组织中产生一些类似于种子中胚芽的结构，也就是同时形成具有苗端和根端的两极结构，然后在另一种培养基上同时发育成带根苗，因为这个过程与种子中胚的形成以及种子萌发时形成幼苗的过程相似，所以称为胚状体。在组培条件下，植物再生是走器官发生途径还是走胚状体路径，这是一种自然现象，也是不同的培养基，在相同的条件下，有时甚至是同一种植物，即存在体细胞胚胎发生途径，也有器官发生途径，这是自然现象，是正常的，只是两种发育途径的频率随着基因型的不同和培养条件的改变而不同。

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