植物组织培养的基本原理课件.ppt
《植物组织培养的基本原理课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《植物组织培养的基本原理课件.ppt(43页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、关于植物组织培养的基本原理第1页,此课件共43页哦细胞全能性概述细胞全能性概述细胞脱分化细胞脱分化细胞再分化细胞再分化第一节第一节 植物细胞全能性和细胞分化植物细胞全能性和细胞分化第2页,此课件共43页哦 植物细胞的全能性:植物细胞的全能性:1902年由年由Haberlandt提出,提出,植物体植物体细胞细胞在适当的条件下,在适当的条件下,具有不断分裂和繁殖、发育成具有不断分裂和繁殖、发育成完整植株完整植株的能力。的能力。(细胞核)(细胞核)20世纪世纪80年代,年代,每一个植物每一个植物细胞细胞具有该植物的具有该植物的全部遗传信息全部遗传信息,在适当条件下可在适当条件下可表达表达出该细胞的出
2、该细胞的所有遗传信息所有遗传信息,分化分化出植物有机体所有不同类型细胞,出植物有机体所有不同类型细胞,形成形成不同类型的器官甚至胚状体,不同类型的器官甚至胚状体,直至形成完整再生植株。直至形成完整再生植株。一、植物细胞的全能性(一、植物细胞的全能性(Totipotency)第3页,此课件共43页哦从从一一个个细细胞胞发发育育成成一一个个植植株株继代继代鱼雷鱼雷球形球形心形心形第4页,此课件共43页哦植物细胞全能性的证明植物细胞全能性的证明 1958年,美国斯图尔德(年,美国斯图尔德(Steward)等人,)等人,用胡萝卜用胡萝卜根韧皮部根韧皮部的的细胞细胞进行培养,得到了完整植株,进行培养,得
3、到了完整植株,并且这一植株能够开花结实,并且这一植株能够开花结实,首次证实首次证实细胞全能性;细胞全能性;1964年印度年印度Guha和和Maheshwari成功地在毛叶曼陀罗花药培养中,成功地在毛叶曼陀罗花药培养中,由由花粉花粉诱导得到诱导得到单倍体植株单倍体植株。第5页,此课件共43页哦细胞全能性的细胞全能性的相对性相对性 细胞全能性并不意味着细胞全能性并不意味着任何细胞任何细胞均可以直接产生植物均可以直接产生植物;植物植物细胞全能性的表现程度存在明显的差异。细胞全能性的表现程度存在明显的差异。细胞按照分裂能力分为细胞按照分裂能力分为3类类第一类:第一类:始终保持分裂能力始终保持分裂能力,
4、如茎尖、根尖分生组织及形成层细胞;,如茎尖、根尖分生组织及形成层细胞;第二类:第二类:永久失去分裂能力永久失去分裂能力的终端分化细胞,的终端分化细胞,如筛管、导管、气孔保卫细胞等特化细胞;如筛管、导管、气孔保卫细胞等特化细胞;第三类:在通常情况下不分裂,第三类:在通常情况下不分裂,但在但在受到外界刺激受到外界刺激后可后可重新启动分裂重新启动分裂的细胞,的细胞,如表皮细胞及各种薄壁细胞。如表皮细胞及各种薄壁细胞。第6页,此课件共43页哦一个植物细胞向一个植物细胞向分生状态回复分生状态回复过程所能进行的程度,过程所能进行的程度,取决于它在自然部位上所处取决于它在自然部位上所处位置位置和和生理状态生
5、理状态。营养生长中心营养生长中心 形成层形成层 薄壁细胞薄壁细胞 厚壁细胞(木质化细胞)厚壁细胞(木质化细胞)特化细胞(筛管、导管细胞)特化细胞(筛管、导管细胞)第7页,此课件共43页哦细胞全能性细胞全能性脱分化脱分化个体再生个体再生再分化再分化细胞分裂细胞分裂细胞全能性的表达细胞全能性的表达是通过细胞脱分化是通过细胞脱分化(dedifferentiation)和再分化和再分化(redifferentiation)实现的,实现的,在大多数情况下,在大多数情况下,脱分化脱分化是细胞全能性表达的是细胞全能性表达的前提前提,再分化再分化是细胞全能性表达的是细胞全能性表达的最终体现最终体现。第8页,此
6、课件共43页哦二、植物细胞分化二、植物细胞分化1.定义定义 分化分化(differentiation)植物体各个部分出现植物体各个部分出现异质性异质性的现象,的现象,体现在体现在细胞细胞分化、分化、组织组织分化、分化、器官器官分化三个水平上。分化三个水平上。细胞分化细胞分化 导致细胞形成导致细胞形成不同结构不同结构,引起功能改变或潜在的发育方式改变的过程。,引起功能改变或潜在的发育方式改变的过程。是是基因基因选择性活化或阻遏的结果。选择性活化或阻遏的结果。细胞分化细胞分化是组织分化和器官分化的是组织分化和器官分化的基础基础,是离体培养再分化和植株再生得以实现的基础。是离体培养再分化和植株再生得
7、以实现的基础。第9页,此课件共43页哦2.植物植物细胞分化的某些规律和机理细胞分化的某些规律和机理(1)细胞分化分为)细胞分化分为形态结构形态结构分化和分化和生理生化生理生化分化两类,分化两类,生理生化分化在形态结构分化之前。生理生化分化在形态结构分化之前。(2)植物中植物中细胞发育的途径一旦被细胞发育的途径一旦被“决定决定”(determination),),通常不易改变通常不易改变。而而离体培养离体培养可以通过脱分化而可以通过脱分化而丧失丧失这种这种“决定决定”。(3)分化与)分化与极性极性(Polarity)关系密切。)关系密切。第10页,此课件共43页哦(4)细胞细胞分裂分裂对细胞分化
8、具有重要作用。对细胞分化具有重要作用。特定环境特定环境条件下进行的细胞条件下进行的细胞分裂分裂可以导致可以导致特定特定的细胞的细胞分化分化,由由不均等分裂不均等分裂形成的分化细胞说明了形成的分化细胞说明了细胞质细胞质在细胞分化中的作用。在细胞分化中的作用。(5)植物)植物生长调节剂生长调节剂有明显调节作用。有明显调节作用。如生长素类与细胞分裂素类比值,如生长素类与细胞分裂素类比值,高,促进生根;高,促进生根;低,促进长芽。低,促进长芽。(6)染色体染色体和和DNA的变化对细胞分化影响比较大。的变化对细胞分化影响比较大。如核内多倍体的形成。如核内多倍体的形成。细胞不分裂细胞不分裂,只有遗传物质复
9、制所导致的,只有遗传物质复制所导致的染色体组倍性增加染色体组倍性增加的现象。的现象。第11页,此课件共43页哦1.脱分化脱分化(Dedifferentiation)也称去分化,也称去分化,指离体条件下生长的细胞、组织或器官指离体条件下生长的细胞、组织或器官 经过细胞经过细胞分裂分裂或或不分裂不分裂逐渐失去原来的结构和功能而逐渐失去原来的结构和功能而恢复分生状态恢复分生状态,形成无组织结构的细胞团或形成无组织结构的细胞团或愈伤组织愈伤组织或或不分化不分化细胞的过程。细胞的过程。2.脱分化的机理脱分化的机理 脱分化诱导期间会导致细胞脱分化诱导期间会导致细胞膜透性膜透性改变,细胞改变,细胞核核增大,
10、增大,内质网内质网范围扩大,范围扩大,多核糖体多核糖体形成,形成,过氧化物酶过氧化物酶增加,增加,蛋白质和酚类蛋白质和酚类物质合成活跃等。物质合成活跃等。但目前对于脱分化的机理但目前对于脱分化的机理尚未完全阐明尚未完全阐明。三、细胞脱分化三、细胞脱分化第12页,此课件共43页哦3.影响脱分化的主要因素影响脱分化的主要因素(1)损伤损伤。切割损伤的刺激,促使细胞增殖。切割损伤的刺激,促使细胞增殖。(2)在诱导)在诱导愈伤组织愈伤组织时常加入时常加入生长素类生长素类,但同时配合但同时配合细胞分裂素细胞分裂素的效果可能更好。的效果可能更好。(3)弱光弱光或或黑暗条件黑暗条件有利于脱分化中的有利于脱分
11、化中的细胞分裂细胞分裂。(4)细胞位置。)细胞位置。外植体本身的外植体本身的各类细胞各类细胞可能对培养条件的刺激有不同的可能对培养条件的刺激有不同的敏感性敏感性。(5)外植体的生理状态。)外植体的生理状态。不同不同生理年龄生理年龄和不同和不同季节季节都会有不同的培养反应。都会有不同的培养反应。(6)植物种类的差异。)植物种类的差异。一般一般双子叶双子叶植物比单子叶植物及裸子植物植物比单子叶植物及裸子植物容易容易。第13页,此课件共43页哦.愈伤组织愈伤组织的形成的形成 在细胞脱分化过程中,大多数情况下形成愈伤组织。在细胞脱分化过程中,大多数情况下形成愈伤组织。愈伤组织的细胞往往是愈伤组织的细胞
12、往往是异质性异质性的,的,无明显极性无明显极性,其形成过程可分为诱导期、分裂期和分化期。其形成过程可分为诱导期、分裂期和分化期。四、愈伤组织四、愈伤组织(callus)形成形成黄瓜子房组织经脱分化形成黄瓜子房组织经脱分化形成胚性愈伤组织胚性愈伤组织第14页,此课件共43页哦愈伤组织形成过程愈伤组织形成过程诱导期诱导期(起动期):是细胞(起动期):是细胞准备分裂准备分裂的时期。的时期。细胞大小几乎不变,内部发生细胞大小几乎不变,内部发生生理生化变化生理生化变化,迅速合成蛋白质和核酸。,迅速合成蛋白质和核酸。分裂期分裂期:外层外层细胞分裂,细胞分裂,中间中间细胞常不分裂,形成细胞常不分裂,形成小芯
13、小芯。细胞分裂快,结构疏松,缺少结构,浅而透明。细胞分裂快,结构疏松,缺少结构,浅而透明。在原培养基上,细胞必然分化,在原培养基上,细胞必然分化,及时转移及时转移,其可其可无限无限制地进行细胞分裂,维持不分化状态。制地进行细胞分裂,维持不分化状态。分化期分化期:细胞在形态和生理功能上的:细胞在形态和生理功能上的分化分化,出现形态和功能各异的细胞。出现形态和功能各异的细胞。第15页,此课件共43页哦概念概念 指离体培养的植物细胞和组织可以由指离体培养的植物细胞和组织可以由脱分化状态脱分化状态重新进行重新进行分化分化,形成另一种或几种类型的细胞、组织、器官,甚至形成完整植株。形成另一种或几种类型的
14、细胞、组织、器官,甚至形成完整植株。组织培养中的组织培养中的再分化再分化包括下面包括下面4个水平个水平细胞水平的再分化细胞水平的再分化组织水平的再分化组织水平的再分化器官水平的再分化(器官发生)器官水平的再分化(器官发生)植株水平的分化(植株再生)植株水平的分化(植株再生)五、细胞再分化五、细胞再分化(redifferentiation)第16页,此课件共43页哦细胞水平的再分化细胞水平的再分化 愈伤组织愈伤组织生长、不断分裂,分化出生长、不断分裂,分化出不同的细胞类群不同的细胞类群。主要有薄壁细胞、分生细胞、色素细胞、石细胞、纤维细胞等。主要有薄壁细胞、分生细胞、色素细胞、石细胞、纤维细胞等
15、。组织水平的再分化组织水平的再分化 在高水平生长素条件下,最常见的是在高水平生长素条件下,最常见的是微管束微管束(Vascular tissue)的分化。的分化。松散松散的愈伤组织内含大量的愈伤组织内含大量拟分生组织拟分生组织或或瘤状结构瘤状结构;致密致密的愈伤组织内组织的愈伤组织内组织分化很少分化很少,大多由高度液泡化的细胞组成。,大多由高度液泡化的细胞组成。第17页,此课件共43页哦器官水平的再分化器官水平的再分化 由分化出的不同组织由分化出的不同组织形成各种器官形成各种器官,如芽、茎、叶、根等。,如芽、茎、叶、根等。根据起源不同,分为两种类型:根据起源不同,分为两种类型:直接器官发生(直
16、接器官发生(器官型器官型)直接从直接从外植体外植体的细胞形成器官的细胞形成器官原基原基,然后发育成,然后发育成器官器官。间接器官发生(间接器官发生(器官发生型器官发生型)先形成先形成愈伤组织愈伤组织,再由愈伤组织产生不同的器官再由愈伤组织产生不同的器官原基原基,后形成不同,后形成不同器官器官。第18页,此课件共43页哦植株水平的再分化(植株再生)植株水平的再分化(植株再生)根、茎或芽器官的发生可使植株重建。根、茎或芽器官的发生可使植株重建。先诱导分化出先诱导分化出芽芽,后形成,后形成根根较好。较好。离体培养中离体培养中再生植株再生植株的主要途径有的主要途径有器官器官发生发生胚胎胚胎发生发生第1
17、9页,此课件共43页哦潜力潜力从从理论理论上讲,在离体培养条件下经过再分化上讲,在离体培养条件下经过再分化可获得各种类型的细胞、组织、器官以及再生植株。可获得各种类型的细胞、组织、器官以及再生植株。但是目前,还但是目前,还不能不能让所有植物的活细胞都再生植株。让所有植物的活细胞都再生植株。主要原因主要原因 (1)不同植物种类)不同植物种类再分化的能力再分化的能力差异很大;差异很大;(2)对某些植物)对某些植物再生条件再生条件还没有完全掌握。还没有完全掌握。第20页,此课件共43页哦第二节 离体条件下植物器官发生 植物的离体植物的离体器官发生器官发生离体培养条件下的离体培养条件下的组织组织或或细
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 植物 组织培养 基本原理 课件
限制150内