浅谈愈伤组织的应用Word文件下载.doc

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摘要：

愈伤组织主要是依靠植物细胞的全能性，运用愈伤组织培养，而得到我们需要的东西。

而本次，我们主要是浅谈愈伤组织的在各个方面的应用。

关键词：

愈伤组织应用发展前景

1愈伤组织的基本概念

1.1愈伤组织的基本定义及原理

愈伤组织是指在一定条件下从外植体的切口（伤口）部位生成的无特定结构和功能的薄壁细胞团。

它由活的薄壁细胞组成，可起源于植物体任何器官内各种组织的活细胞。

愈伤组织的形成原理主要是植物细胞的全能性。

1.2愈伤组织的诱导和形成

愈伤组织是在离体培养条件下，经植物细胞脱分化和不断增殖所形成的无特定结构的组织。

经一段时间的生长和增殖以后，在其内部出现一定程度的分化，产生出一些具有分生组织结构的细胞团、色素细胞或管状分子。

植物外植体在培养基和外界环境的作用下，经过一个复杂的过程形成愈伤组织，即：

外植体＋培养基＋环境愈伤组织

植物细胞形成愈伤组织大致经历三个时期：

诱导期、分裂期、分化期。

即脱分化恢复分裂，持续分裂增生和进一步再分化形成植株。

（见图1.1）。

图1.1愈伤组织的形成特点

1.2.1诱导期

愈伤组织诱导期又称启动期，是指外植体组织受外界条件刺激后，开始改变原来的分裂方向和代谢方式，合成代谢活动加强，大量合成蛋白质和核酸物质，为细胞分裂做准备。

诱导期的长短因植物种类、外植体的生理状态和外部因素而异，即使是同一种物种不同基因型同一外植体的愈伤组织，其诱导期也不同。

有的植物愈伤组织诱导期只有1天（菊芋），而有的植物诱导期需要数天（胡萝卜）。

刚收获的菊芋块茎的诱导期仅22h，但经贮藏5个月后，诱导期延长为2天。

2，4-D对于细胞中RNA的转录合成有明显的促进作用，常被用于愈伤组织的诱导。

诱导期中细胞生理指标的变化有：

（1）.氧气吸收的迅速增加，

（2）.RNA含量的增加，（3）.蛋白质的周期性增加，（4）.代谢相关酶类的增加。

1.2.2分裂期

分裂期是指细胞通过分裂不断增生子细胞的过程。

主要表现如下：

（1）细胞的数目迅速增加。

如胡萝卜培养7天后，细胞数可增加10倍。

（2）每个细胞平均鲜重下降。

这是由于细胞鲜重的增加不如细胞数目的增加快的缘故。

（3）细胞体积小，内无液泡，如同根尖和茎尖的分生组织细胞特性。

（4）细胞的核和核仁增大到最大。

（5）细胞中RNA含量减少，而DNA含量保持不变。

（6）随着细胞不断分裂和生长，细胞的总干重、蛋白质和核酸含量大大增加，新细胞壁的合成极快。

分裂期的愈伤组织的共同特征是：

细胞分裂快，结构疏松，缺少有组织的结构，维持其不分化的状态，颜色浅而透明。

来源于不同植物或同一种植物不同部位的愈伤组织，在颜色、结构和生长习性上都可能存在差异。

但优良的愈伤组织必备以下4个特性中的2-3个。

（1）高度的胚性或再分化能力，以便从这些愈伤组织得到再生植物。

（2）容易散碎，以便用这些愈伤组织建立优良的悬浮系，并且在需要时能从中分离出全能性的原生质体。

（3）旺盛的自我增殖能力，以便用这些愈伤组织建立大规模的愈伤组织无性系。

（4）经过长期继代保存而不丧失胚性，便有可能对它们进行各种遗传操作。

1.2.3分化期

愈伤组织分化期，是指停止分裂的细胞发生生理生化代谢变化，形成由不同形态和功能细胞组成的愈伤组织。

分化期细胞体积不再减少，最明显的特征是生长着的愈伤组织细胞的平均大小突然不再减少，而保持相对稳定。

其分化期特点如下：

（1）细胞分裂部位和方向发生改变：

由原来局限在组织外缘的平周分裂转为组织内部较深层局部细胞的分裂。

（2）形成瘤状或片状的拟分生组织，称做分生组织结节。

分生组织结节可以成为愈伤组织的生长中心，或者进一步分化为维管组织结节。

（3）细胞的体积相对稳定，不再减少。

（4）出现了各种类型的细胞：

如管胞、纤维细胞、薄壁细胞、分生细胞、色素细胞等。

（5）生长旺盛的愈伤组织呈乳白色、白色或浅绿色，老化的多转化为黄色或褐色。

[1]

2愈伤组织的应用

在离体培养中，接受各种因素的作用，细胞都会分裂进入脱分化，经持续分裂增生成细胞团，进一步发展成为不受亲本植株影响的愈伤组织。

愈伤组织培养作为一种最常培养形式，除茎尖分生组织培养和一部分器官培养以外，其他几种培养形式最终都要愈伤组织才能产生再生植株，而且，愈伤组织还常常是悬浮培养的细胞和原生质体的。

因此，愈伤组织培养具有多种用途。

一方面可研究植物生长发育及分化的机制、遗传变异规律，对植物遗传育种具有特殊意义；

另一方面可用于大规模工厂化生产有用化合物，或用于细胞培养筛选工业、农业、医药生产上有用的无性系，或用于原生质体培养中的原生质体来源等。

实践证明，愈伤组织培养不仅是一种植物快繁的新手段，同时也是植物改良，种质保存和有用化合物生产的理想途径。

2.1加快了园艺植物新品种和良种繁育速度，迅速高效低成本

加快了园艺植物新品种和良种繁育速度，特别是对于无性繁殖的果树，观赏树木等植物。

良种繁育可以是在新选育品种的基础上进行，也可以理解为选种的继续，是新品种产生后到大量推广到生产中去的重要环节。

如果没有良种繁育，所选育出的新品种也无法在生产上发挥作用，而良种有必须用正确合适的方法来繁育。

这对园艺植物的生产具有重要的作用。

2.2培育无病毒苗木

培育无病毒苗木，避免了无性生殖的植物受到病原侵染后品种退化甚至死亡的现象。

目前世界各国受病害的植物很多，植物病毒已超过500多种。

消除无性繁殖植物体上的病原菌，尤其是病毒，可使许多作物大幅度增产。

无病毒植物材料生长较为整齐一致，并且寿命大为延长。

无病材料使国际间传递方便了。

在我们的果树生产中，运用愈伤组织结合嫁接、扦插、环剥等技术，获得无病毒的优良果树。

[2]

2.3获得倍性不同的植株，易染色体核内加倍育种有利用价值

获得倍性不同的植株，这对于无性繁殖园艺植物的育种，具有较大的利用价值，因为愈伤组织过程中易发生染色体的核内加倍。

在《不同染色体倍性水稻植株光合特性的研究》中，以花培获得的粳稻０２４２８单倍体，二倍体和四倍体植株为材料，测定了光合作用有关的若干性状。

气孔大小、比叶重随染色体倍性的增加而递增；

而单位面积的气孔数则呈递减的趋势。

[3]

2.4克服远缘杂交的困难

通过愈伤组织克服远缘杂交，为培育新品种提供了技术保证。

2.5利于种质资源长期保存和远距离运输

运用组织培养保存种质资源，具有节约土地，节省人力、物力，手续简便，利于长距离运输，而且不致受病虫侵袭，便于交流的优点。

2.6提供育种中间材料

通过组织培养可获得不同性质的愈伤组织，可为原生质分离，融合或遗传转化提供优质材料。

结合从事小麦育种工作多年的经验体会，小麦育种须走育种先育材料的路子，没有突破性的中间育种材料，就不可能选育出有突破性的新品种。

现阶段小麦育种工作中改良创新中间育种材料的是很重要的。

[4]

2.7诱发和离体筛选突变体，并从中获得有益的突变体

根腐病是小麦的主要病害之一，一般引起减产10一15%，有时高达30写,迄今尚无有效的防治方法。

抗病育种被认为是一种有效的防治途径。

电离辐射可以引起生物的广泛变异，国内外利用辐射以及辐射与其它因子结合的方法选出了许多新品种，在生产上发挥了重大作用。

[5]茄子黄萎病是茄子三大病害之一，因缺乏黄萎病抗性强、农艺性状优良的育种材料[2]，使生产上所用的品种对茄子黄萎病的抗性不理想。

因此，创造新的抗病材料，为育种奠定坚实的基础，是当前我国茄子育种工作的重点和难点[3]。

在茄子抗病材料的创新上，以往多采取驯化野生材料和常规杂交转育抗性基因[4]，而采用离体诱变筛选技术，国内目前尚无成功的报道。

[6]

2.8制造人工种子

为某些濒临灭绝或珍贵的物种的繁殖，提供高效的技术。

例如：

研究白术人工种子最佳胚乳配方,为白术人工种子技术规模化开发应用提供理论依据。

以组织培养为基础的白术人工种子快速繁殖技术具有一定的优越性。

[7]

参考文献

[1]殷红.细胞工程.北京：

化学工业出版社，2006.7.

[2]作者.关于果树嫁接方法及愈伤组织生产应用问题的探讨.企业库，

[3]傅亚萍，颜红岚.不同染色体倍性水稻植株光合特性的研究.中国水稻科学，1999年第3期.

[4]周吉红，李彰明，吴绍宇，黄寰.小麦育种中中间育种材料的改良与创新.植物遗传资源学报，2003年01期.

[5]孙光祖，陈义纯，张月学，王广金，唐凤兰，阎文义，李忠杰，张景春，朱秀廷，卢海涛.抗根腐病小麦突变体的诱发和离体筛选体系的研究.黑龙江农业科学，1991年06期.

[6]刘君绍，田时炳，皮伟，陈亦康，罗章勇，王永清.茄子抗黄萎病突变体离体筛选Ⅱ.突变体筛选.西南农业学报，2003年第04期.

[7]汪福源，唐宁，贲爱玲.白术人工种子制作技术研究.安徽农业科学，2012年第2期.

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