愈傷組織培養方法:愈傷組織塊若在原培養基上繼續培養,由于其中營(yíng)養不足或有毒代謝物的積累,會(huì )導致愈傷組織塊停止生長(cháng),直至老化變黑死亡。因此,若要愈傷組織繼續生長(cháng)增殖,必須定期地(如2~4星期)將它們分成小塊,接種到新鮮的原培養基上繼代培養,愈傷組織可長(cháng)期保持旺盛的生長(cháng)。
愈傷組織生長(cháng)特點(diǎn):愈傷組織的增殖生長(cháng)只發(fā)生在不與瓊脂接觸的表面,而與瓊脂接觸的一面極少細胞增殖,只是細胞分化形成緊密的組織塊。因此,由于愈傷組織的迅速增殖,組織小塊變成了一個(gè)不規則的饅頭狀的塊狀結構。它是愈傷組織表面或近表面瘤狀物生長(cháng)的結果。
愈傷組織的種類(lèi)
愈傷組織的質(zhì)地有松脆和致密之分,且它們可以互相轉變。
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松脆愈傷組織 |
致密愈傷組織 |
組織狀態(tài) |
細胞間由大而未分化的細胞分開(kāi),胞間隙大,排列無(wú)次序 |
內部由管狀細胞組成維管組織,細胞間有果膠質(zhì)緊密地粘連。 |
活動(dòng)狀態(tài) |
有大量的分生組織中心,可進(jìn)行活躍的細胞分裂 |
為高度液泡化的細胞, 很少進(jìn)行分裂分化 |
培養命運 |
易分散,可進(jìn)行懸浮培養 |
不易分散,不能懸浮培養 |
轉變方法 |
減低或除去生長(cháng)物質(zhì), |
加入高濃度的生長(cháng)物質(zhì) |
三、愈傷組織的形態(tài)發(fā)生方式
在組織培養中,把一個(gè)已分化的具有專(zhuān)一功能組織細胞,改變細胞原來(lái)的結構、功能,而回復到無(wú)功能分工的分生組織狀態(tài),通過(guò)脫分化進(jìn)入愈傷組織狀態(tài)。從愈傷組織分生細胞團再分化,進(jìn)行形態(tài)建成,可再產(chǎn)生完整的植株。
再分化特點(diǎn):在組織培養中最常見(jiàn)的再分化是根的形成,就是同一種植物選取的不同部位外植體培養,也往往是根最易誘導再生,以后再誘導產(chǎn)生芽,得到完整植株。但在培養中先形成根的,往往抑制芽的形成,而一般先產(chǎn)生芽的,則以后較易產(chǎn)生根。
原基起源:一般講,芽或莖葉原基起源于培養組織中比較表層的細胞,即外起源的,而根原基則發(fā)生在組織較深處,是內起源的。
愈傷組織培養時(shí)再分化情況:在愈傷組織培養物中,細胞分裂常以無(wú)規則方式發(fā)生,并產(chǎn)生無(wú)明顯形態(tài)或極性的無(wú)序結構組織塊,這時(shí)雖然在愈傷組織中發(fā)生了細胞分化,形成維管化組織和瘤狀結構,但并無(wú)器官發(fā)生。只要滿(mǎn)足某些條件,就可從愈傷組織通過(guò)再分化而產(chǎn)生苗或根的分生組織,甚至胚狀體,使它發(fā)育完整植株。
在組織培養中,愈傷組織的形態(tài)發(fā)生,有不定芽和胚狀體兩種發(fā)生方式:
(1)不定芽方式 指細胞或愈傷組織培養物,通過(guò)形成不定芽再生成植株,這是組培中常見(jiàn)的發(fā)生方式。
愈傷組織的器官發(fā)生順序有四種情況:
①愈傷組織有無(wú)根的芽或無(wú)芽的根;
②先形成芽,再在芽伸長(cháng)后,在其莖的基部長(cháng)出根而形成小植株,多數植物屬這種情況;
③先產(chǎn)生根,再從根的基部分化出芽而形成小植株。在雙子葉植物中較普遍,
④先在愈傷組織的鄰近不同部位分別形成芽和根,然后兩者結合起來(lái)形成一株小植株。在組培中,可看到芽的類(lèi)似物,葉的類(lèi)似結構等,
(2)胚狀體方式 指由培養細胞誘導分化出具胚芽、胚根、胚軸的胚狀結構,進(jìn)而長(cháng)成完整植株。
由外植體經(jīng)胚狀體形成完整植株可分三個(gè)不同發(fā)育階段:
①外植體細胞脫分化。外植體發(fā)生細胞分裂,或進(jìn)而形成愈傷組織。這一階段同不定芽方式一樣。
② 胚狀體形成。 在植物有性生殖中,精子和卵結合形成合子,合子進(jìn)一步發(fā)育成胚。但在組織培養條件下胚狀體的發(fā)育過(guò)程是:細胞經(jīng)脫分化后,發(fā)生持續細胞分裂增殖,并依次經(jīng)過(guò)原胚期、球形胚期、心形胚期、魚(yú)雷形胚期和子葉期,進(jìn)而成為成熟的有機體。我們把由愈傷組織的類(lèi)似薄壁組織細胞不經(jīng)有性過(guò)程而直接產(chǎn)生類(lèi)似胚的這一結構,稱(chēng)為胚狀體。
③ 胚狀體再發(fā)育成完整植株。在外觀(guān)上,這種方式和不定芽均有光滑、圓形突起的形狀。
胚狀體和不定芽有以下不同特征:
1.具有兩極性,即在發(fā)育的早期階段,從其方向相反的兩端分化出莖端和根端,而不定芽或不定根都為單向極性。
2.胚狀體的維管組織與外植體的維管組織無(wú)解剖結構上的聯(lián)系,而不定芽或不定根往往與愈傷組織的維管組織相聯(lián)系。
3.胚狀體的維管組織的分布是獨立的“V”字形,而不定芽的維管組織無(wú)此現象。
胚狀體優(yōu)點(diǎn):產(chǎn)生數量多;可制人工種子,便于運輸和保存;后代遺傳性更接近母體。
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