体细胞胚胎发生

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1、第七章植物体细胞胚胎发生本章主要内容体细胞胚胎的概念、特点和意义影响体细胞胚发生的因素体细胞胚胎发生的生物学人工种子一、体细胞胚胎的概念、特点和意义概念离体培养下没有经过受精过程，但经过胚胎发生和胚胎发育过程所形成的类胚结构，称为胚状体（embryoid）或体细胞胚（somaticembryo）。这一定义有以下几方面的界定：①体细胞胚是离体培养的产物，只限于离体培养范围使用，以区别于无融合生殖的胚；②体细胞胚起源于非合子细胞，以区别于合子胚；③体细胞胚经历了胚胎发育过程，以区别于离体培养中器官发生形成个体的途径。植物体细胞胚发生的普遍性愈来愈多的研究表

2、明，植物体细胞在离体培养中，通过体细胞发生途径形成再生植株已是极其普遍的现象，并认为该发生途径是植物体细胞在离体培养条件下的一个基本发育途径。特点普遍性两极性生理隔离遗传性相对稳定重演受精卵形态发生过程意义研究细胞分化、细胞全能性机理的理想实验体系人工种子的技术基础体胚可长期保存，利于种质资源保存遗传性稳定、再生频率高，是理想的遗传转化受体间接体胚发生过程的无性系变异利于突变体的选择做为制备原生质体的材料，为细胞分化和植株再生奠定基础。二、影响体细胞胚发生的因素外植体培养基植物生长调节物质培养条件1、外植体的影响产生部位：理论上取自任何部

3、位的外植体都具有细胞全能性，但许多研究表明某些植物只有某些区段组培效果较好。目前多以一定发育阶段的合子胚为首选材料。生理状态：应采用外植体增殖能力较强时的状态基因型的影响马铃薯不同基因型体细胞胚形成能力比较(SeabrookandDouglass,2001)2、培养基的影响氮源培养基中氮素的形态亦会显著影响离体条件下的胚胎发生，体细胞胚的产生要求培养基中含有一定浓度的还原态氮。多以NH+的形式供给，椰乳、水解酪4蛋白、酵母提取物以及许多氨基酸也可作为还原氮源。2、培养基的影响碳源碳水化合物的种类和浓度可以影响体细胞胚的生长发育，蔗糖是体胚发生最有效的还原碳源。

4、但在一些试验中，某些糖的培养效果优于蔗糖。还可添加半乳糖、可溶性淀粉等促进体胚的生长发育。糖类还可作渗透调节剂对体胚发育或成熟起作用。2、培养基的影响其他重要离子培养基中钾离子对体胚发生是必需的，它是维持阴阳离子平衡的主要阳离子。铁也是一个重要元素，一般以螯合态存在于培养基中。活性炭培养基中添加活性炭有利于体胚发育，这在椰枣、胡萝卜、常春藤等植物的组培试验中都得到证实。3、激素的调控作用生长素生长素对体胚发生具有重要的调控作用，2,4-D是应用最为广泛的生长素，其次是NAA。2,4-D的作用具有双重性，一般在体胚诱导阶段必须加2,4-D，在体胚发生阶段需要降低

5、或取出2,4-D。但有些植物也并非如此，这与植物本身的内源激素状况有关。3、激素的调控作用细胞分裂素细胞分裂素对体胚的发生是必不可少的。但有些外植体本身已含有足够的细胞分裂素，因此不必外加也可满足生长需求。许多植物的体胚诱导需要细胞分裂素和生长素的配合使用。如檀香、桉属等。最常用的为BA，近年又发现TDZ的活性更高，已成功在黑核桃、美国白蜡等植物中诱导出体细胞胚。3、激素的调控作用赤霉素有些学者认为，赤霉素能抑制体细胞胚胎发生，所以应用较少，但在有些植物中，赤霉素对于胚的成熟、发根和次生生长有益。脱落酸ABA对体胚发生，尤其是对体胚的成熟非常重要，还能防止畸形

6、胚的产生，抑制体胚的过早萌发，防止针叶树中裂生多胚现象。3、激素的调控作用乙烯和多胺乙烯和多胺是分布在植物体内对植物的生长发育有多种调节功能的生长调节物质。乙烯能抑制胡萝卜愈伤组织的体细胞胚胎发生，而乙烯合成酶抑制剂能促进其体细胞胚胎发生。多胺对体胚发生的作用取决于植物种类、内源多胺状况等因素。外源多胺有利于橡胶树的体胚发生，能促进芹菜体细胞胚的发生及其转植株的频率。4、培养条件的影响光照、温度体胚发生对光/暗周期的要求因植物种类而异。例如烟草和可可的体胚发生需要高强度的光照。高强的白光、蓝光抑制胡萝卜悬浮细胞的体胚发生和生长。低温处理对体胚发生也有影响。4、

7、培养条件的影响培养容器和培养基状态一般认为，培养容器种类、胚在培养基中的状态（浸入培养基或浮在培养基上）和培养基的物理状态（半固体或液体，通气性好坏）对胚的形成和发育影响很小。但在有的植物种类中并非如此。体胚的培养一般是在从液体到半固体范围内的培养基上进行。三、体细胞胚胎发生的生物学1、体细胞胚发生的途径2、体细胞胚的发育与结构特点3、体细胞胚胎发生的生化与分子基础1、体细胞胚发生的途径直接间接途径途径（1）体细胞胚从外植体上直接发生1.诱导阶段2.胚胎发育阶段（兰草叶片体胚发生，Chen等，1999）（2）体细胞胚间接发生途径经过愈伤组织的体细胞胚形成间接发

8、生经过悬浮细胞的体细胞胚形成蝴蝶兰茎段