植物组织培养课件

植物组织培养愈伤组织徐程浙江大学生命科学学院植物组织培养愈伤组织1定义愈伤组织由一团无定形的，排列松散的薄壁细胞组成。定义愈伤组织由一团无定形的，排列松散的薄壁细胞组成。2愈伤组织的诱导茎或根切口及受损处的伤口可能导致愈伤组织的形成。愈伤组织形成可以在几乎所有的活的植物中发现。伤口愈伤组织的开始是植物的一种自我保护反应；内源植物激素水平的改变，结果使细胞分裂具有活性。机械损伤、微生物入侵以及昆虫的袭击也可以导致愈伤组织产生。愈伤组织的诱导茎或根切口及受损处的伤口可能导致愈伤组织的形成3Wound callus on the stemof an Erythrina treeWoundcallusonthestemofan4愈伤组织的起源愈伤组织起源于母体组织增殖细胞。在培养时，通过把全植株的一小部分（外植体）在无菌条件下放到支持生长的培养基上来产生愈伤组织。激素改变了细胞的代谢使之从静止转变为具有活性。愈伤组织的起源愈伤组织起源于母体组织增殖细胞。在培养时，通5来自于叶组织来源于根来源于维管组织来源于胚组织指示愈伤组织着生部位来自于叶组织来源于根来源于维管组织来源于胚组织指示愈伤组织着6愈伤组织建立体外愈伤组织的建立可以分为三个阶段：1.诱导：细胞准备分裂。对大多数植物，愈伤组织建立相对比较容易；如双子叶植物、单子叶植物、裸子植物、蕨类植物以及苔藓等。来自多种器官的组织在适当的培养基上可能都有分裂和增生扩散的潜能，然而，某些组织似乎比另一些更倾向于使细胞快速分裂。2.细胞分裂：积极的细胞分裂，细胞回复到分生组织（去分化）的阶段。3.分化：出现细胞分化并表现出次级代谢途径。愈伤组织建立体外愈伤组织的建立可以分为三个阶段：7诱导、分裂、分化8愈伤组织类型愈伤组织可能严重木质化，质地坚硬，而有些容易破碎成小的碎片（脆的）。Gloriosa愈伤组织的不同类型：愈伤组织外表可能出现黄色、白色、绿色或红色（花青素的原因）愈伤组织类型愈伤组织可能严重木质化，质地坚硬，而有些容易破碎9Friable callusHard/lignified callusFriablecallusHard/lignified10Callus exudingsticky poly-saccharidesRhizogenic callusCallusexudingstickypoly-sa11Red(anthocyanincontaining)(Oxalis)white callus(Oxalis)Red(anthocyanincontaining)(O12Green callus(Gloriosa)Yellow callus(Gloriosa)Greencallus(Gloriosa)Yellow13脱分化在完整植株的中发生的细胞分化和特化被颠倒了，外植体组织变得去分化。在去分化时，贮藏的产物消失，而新的分裂组织出现，形成一致的无任何结构顺序的实质细胞。缺少组织，持续愈伤组织的增生扩散，虽然在生长时又可以随机形成一些专一化的细胞。愈伤组织似乎没有组织模式，常出现分生组织活性的局部化中心，形成层区域可能出现具有维管分化的区域。脱分化在完整植株的中发生的细胞分化和特化被颠倒了，外植体组14xylem tissuemeristematic activityunorganised tissuexylemtissuemeristematicactiv15分化vs组织在愈伤组织的培养过程中细胞分化的程度和类型有相当大的可变性。很难找到由完全一致的实质细胞组成的均一的愈伤组织。当形成导管元件、筛管元件、栓化细胞、分泌细胞以及香毛簇等时就发生了细胞分化。一些分裂的细胞形成拟分生组织或维管节结，以后它们将变成芽顶点、根原基或初始胚形成的中心。分化vs组织16Different cell typesin a cell cultureDifferentcelltypesinacell17Shoot(caulogenesis)(a)and root development(b&c)on callus of HypoxisShoot(caulogenesis)(a)andr18愈伤组织：器官发生、胚胎发生和细胞培养图解在愈伤组织培养过程中，单个的根或芽形成具有各自的特征。体细胞胚的发生在愈伤组织培养和悬浮培养中都有发生。由于它们不是依赖于最初的母株组织形成的，这些器官或胚被认为是在先前无组织愈伤培养或细胞培养时间接再生形成的。愈伤组织：器官发生、胚胎发生和细胞培养图解在愈伤组织培19植物组织培养课件20遗传不稳定性愈伤组织培养具有遗传不稳定的问题。这将导致在同一培养内显型的变化。变异可能有外成或遗传的基础。外成变化基因选择性表达不是来由于DNA变化形成的任何显型改变。从没有把这种改变传递给减数分裂的后代来看，这些变化是不可遗传的，但从他们可以从一代细胞传递到另一代细胞（如对细胞分裂素的适应性）来看又是可遗传并且是稳定的。遗传改变染色体失常、核断裂以及核内复制（多倍体）。这些变异的频率通常随着培养期限的增加而增加，培养条件可能充当了选择方式。某种非整倍或多倍体细胞可能在分裂比率比正常细胞具有优势，增生扩散程度更高。遗传不稳定性愈伤组织培养具有遗传不稳定的问题。这将导致在同21Differences in callus cultures with callus that was subculturedfrom the same source(explant)Differencesincalluscultures22继代培养一段时间后，由于基本培养物的损耗以及凝胶不断干燥，需要将愈伤组织转到新鲜的培养基上进行继代培养。愈伤组织分泌的代谢物也在培养基中不断积累，达到有毒的浓度。愈伤组织继代培养时要有适当的大小，以保证在新鲜培养基上可以重建生长。通常每36周进行继代培养。继代培养一段时间后，由于基本培养物的损耗以及凝胶不断干燥，23Typical callus growth curve.X indicates time for subcultureTypicalcallusgrowthcurve.X24