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作者丁小余//薛庆云//牛志韬//刘薇//郭照湘等
出版社东南大学出版社
ISBN9787564193874
出版时间2020-10
装帧平装
开本16开
定价168元
货号10952888
上书时间2024-12-23
第一节植物组织培养的概念、原理与发展历史
一、植物组织培养的概念
植物组织培养是从母本植物中分离出细胞、组织或器官,在无菌条件下,在人工培养基上对其进行培养以本想重生址品组些适物如如恼养对免范围很广,涵盖组织(形成层、薄壁组织。叶肉组织、花药细织、环乳出尽)哭宜(相、艺、叶、花、果实、种子等)、细胞(体细胞和生殖细胞)及原生质体等。
目前,我们普遍采用的植物组织培养概念描述为——在无菌和人工控制的环境条件下,利用人工培养基,对植物的胚胎、器官或器官原基、组织、细胞、原生质体等进行精细操作与经养使其按照人们的意愿增殖、生长乃至再生发育成完整植株的一门生物技术学科。
二、植物组织培养的原理
细胞全能性和多能性是植株再生的细胞基础。理论上,植物体任何一个细胞都携带着一套发育成完整植株的全部遗传信息,在离体培养情况下,这些信息可以表达,产生出完整植株。
在高等植物的有性生殖过程中,来源于两个亲本的单倍体配子,即卵细胞和精细胞,融合后形成二倍体的单细胞受精卵,并继续发育成胚胎,最终形成完整的新植株。因此,单细胞受精卵具有发育成完整植株的能力,是植物中典型的全能性细胞。在自然界中,许多特殊的植物能够在卵细胞未受精的情况下产生胚胎,即孤雌生殖,是无融合生殖现象之一。还有一些植物,如落地生根等可以在叶子的边缘通过器官发生和体胚再生的协同过程形成不定胚,然后通过胚胎发生完成植株发育。植物大部分体细胞只能表现一定的形态和生理功能,是因为它们受控于其所处的特定生长发育环境。当它们脱离植株而处在离体状态,失去特定发育环境条件的制约,在一定的条件下,如胁迫、创伤或激素等外界条件刺激,植物体细胞就会进入脱分化状态,进而表现出细胞全能性。
2005年,植物细胞全能性被《科学》杂志列为125个最具挑战性的科学问题中的前25个问题之一。一个植物体细胞如何在激素的作用下被重新编程,以及一个植物细胞如何通过协调细胞分裂和分化而发育成一个完整的器官或植物,至今仍是未知的。三、植物组织培养的发展历史
植物组织培养开始于20世纪初期,发展至今已百余年,主要分为3个阶段:探索阶段、奠基阶段和迅速发展实用化阶段。
1.探索阶段(20世纪初至30年代中期)
根据细胞学说,Haberlhandt(德国)于1902年提出了细胞全能性概念,认为离体培养的植物细胞具有通过胚胎发生过程而发育成完整植株的潜在能力。为了证实这一点,他将植物的髓细胞、叶肉细胞、气孔保卫细胞、表皮细胞、腺毛、雄蕊毛等多种细胞放置在他自己配制的营养物质中进行培养,结果发现细胞在培养基上可生存比较长的时间,但细胞只增大,却没有分裂和增殖,后人分析Haberlandt实验失败的主要原因有两个,即培养的对象皆为高度分化的细胞和培养基营养成分简单且缺乏生长激素。
在探索阶段植物组织培养主要在以下两个方面取得了有深远意义的结果:一是胚培养获得成功。1904年,Hanning利用含有无机盐和蔗糖的溶液对萝卜和辣根菜的胚进行了培养,并使这些胚在离体条件下长到成熟;亚麻种间杂交可形成种子,但杂交种子后期却不能成活,1925年,Laibach把亚麻种间杂交种种子中的胚剖出,将其在人工培养基上培养至成熟,从而证明了胚培养
在植物远缘杂交中应用的可能性。二是根培养获得成功。1922年,Robbins(美国)和Kotte(德国)分别报道培养离体根尖获得成功,这是最早的器官培养实验。
2.奠基阶段(20世纪30年代中至50年代末)
1934年,White(美国)用无机盐、糖类和酵母提取物配制成培养基(称杯特培养基 2
养番茄根尖切段,建立了第一个活跃生长并能继代繁殖的无性繁殖系。1937年,Whitc以行族维生素,即吡哆醇、硫胺素和烟酸,取代酵母提取物用于组织培养并获得了成功。1939年,Whitc成功地对烟草种间杂种幼茎的形成层组织进行了类似组织培养,并提出了植物细胞全能性学说。
Gautheret于1934年培养山毛柳和黑杨等形成层组织时发现,在培养基中加入B族维生素和吲噪乙酸IAA后,培养物的生长显著加快。这些实验揭示了B族维生素和生长素的重要意义。在此基础上,Gautheret在1939年对胡萝卜根的形成层进行了连续培养并首次获得成功。White、Gautheret和培养胡萝卜根并使细胞增殖获得成功的Nobecourt并称为植物组织培养的奠基人。
在20世纪30~40年代,我国李继侗、罗宗洛、崔激和罗士韦等教授也开展了一系列植物组织培养工作。1934年,李继侗和沈同发表的《银杏胚在体外的发生》《泛酸对酵母生长及银杏胚根在人工培养基中生长的效应》等文章是我国植物组织培养和器官培养的开端。这些文章首次报.......
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