植物组培愈伤组织的形成

在组培中，主要目标是诱导愈伤组织形成和形态发生，使一个细胞、一块组织或一个器官的细胞，通过脱分化形成愈伤组织，并再分化成植株。

其整个过程大致可分为起动期、分裂期、分化期和形态发生期等四个时期。

愈伤组织的形成

植物的部分在离体培养中，接受各种因素作用，细胞会发生分裂而脱分化，经持续分裂增殖成细胞团，并进一步分化发展成为不受亲体外植体影响的典型愈伤组织，

愈伤组织用处：除了可植株再生培养外。可转移到新鲜的相同培养基上培养而长期保存，或在液体培养基中进行悬浮培养而迅速增殖，用于大规模生产有用化合物；或用于细胞培养筛选无性系；或用于原生质体培养等；

从单个细胞或一块外植体形成典型的愈伤组织，大致要经历三个时期：

（一）    诱导期

是细胞准备恢复分裂的时期。

特点：处在静止状态的成熟细胞通过一些刺激因素和激素的诱导作用，使其合成代谢活动加强，迅速进行蛋白质和核酸物质的合成。细胞大小变化不大。

诱导期的长短，因植物种类和外植体的生理状况和外部因素而异。如有的植物（菊芋）的诱导期只要一天，而有的植物（胡萝卜）需要几天。

影响因素：1)CO₂对诱导分化有抑制作用。2)机械损伤能诱导细胞开始分裂，如伤口往往出现愈伤组织。3)外源生长物质(NAA、IAA和细胞分裂素)等对诱导细胞开始分裂。

诱导原理：静止细胞是具有分裂潜力的，只是被存在着的一类抑制剂所抑制，如果除去抑制物质，就可恢复分裂能力。这些抑制物质的作用是阻碍DNA复制，若加入抵消抑制剂影响的物质，那么细胞就立即进行DNA复制，全部细胞进入合成期，并发生同步分裂。

诱导期代谢变化：1)在切离和培养后的几秒钟内，细胞的气体交换迅速增加。2)多聚核糖体的不断增加，到有丝分裂前，每个细胞中的RNA含量增加到30%。3)蛋白质也发生周期性积累，每个分裂细胞的总增加量约为200%。4)酶活力增加，DNA聚合酶活力增加；与代谢有关的酶类，如己糖激酶和一些脱氢酶的活力增加。

（二）分裂期

指细胞通过一分为二的分裂，不断增生子细胞，即发生脱分化的过程。

特点：

1．  细胞的数目迅速增加。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．  子细胞具体积小，内无液泡的特点，和根茎尖的分生组织细胞一样。

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．  组织的总干重、蛋白质和核酸含量逐渐增加，新细胞壁的合成极快。

此时愈伤组织的形态特征：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。

分化命运：如果在原培养基上继续培养，细胞将不可避免地发生分化，产生新的结构，但是把它及时转移到新鲜的培养基上，则愈伤组织可无限制地进行细胞分裂，而维持其不分化的状态。

影响因素：脱分化因植物种类和器官及其生理状况而有很大差别，如烟草、胡萝卜等脱分化较易，而禾谷类的脱分化较难；花器脱分化较易，而茎叶较难；幼嫩组织脱分化较易，而成熟的老组织较难。

（三）分化期

细胞停止分裂，内部发生生理代谢变化，导致细胞在形态和生理功能上的分化，出现形态和功能各异的细胞。

主要特征：

1．细胞分裂部位和方向发生改变。分裂期的细胞分裂局限在组织的外缘，主要是单周分裂；在分化期开始后，愈伤组织表层细胞的分裂逐渐减慢，直至停止。愈伤组织内部深处的局部地区的细胞开始分裂，使分裂面的方向改变了，出现了瘤状结构的外表和内部分化。

   2．分生组织瘤状结构和维管组织的形成。当愈伤组织生长速度减慢时，就形成由分生组织组成的瘤状结构，它变成不再进一步分化的生长中心，而在其周缘产生扩展的薄壁细胞。瘤状结构团团地散布在愈伤组织块中。这时形成了维管组织，但不形成维管系统，而呈分散的节状和短束状结构，它可单由木质部组成，也可由木质部、韧皮部乃至形成层组成。细胞分裂素促进维管化组织形成。

   3．细胞的体积突然不再减小。保持相对不变。

4．出现了各种类型的细胞。如薄壁细胞、分生细胞、管胞、石细胞、纤维细胞、色素细胞、毛状细胞、细胞丝状体等。

  5．生长旺盛的愈伤组织一般呈奶黄色或白色，有光泽，也有淡绿色或绿色的；老化的愈伤组织多转变为黄色甚至褐色。

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