胚狀體

胚狀體

離體培養條件下,沒有經過受精過程,但是經過了胚胎髮育過程所形成的胚狀類似物,此現象無論在體細胞培養還是生殖細胞培養中均可以看到,因而統稱為體細胞胚或胚狀體。在離體植物細胞、組織或器官培養過程中,由一個或一些體細胞,經過胚胎髮生和發育過程,形成與合子胚相類似的結構。胚狀體一般專指在組織培養條件下產生的非合子胚以區別於自然發生的珠心胚及其他通過無融合生殖和由合子胚分裂產生的胚(見多胚現象)。

誘導條件

由愈傷組織分化出胚狀體由愈傷組織分化出胚狀體

誘導胚狀體需要的條件,因植物種類、部位和培養時組織細胞所處狀況的不同而異。可有幾種情況:①胚狀體的產生不需要任何激素和細胞分裂素的,如菸草,曼陀羅和水稻等的花葯培養,蒔羅和茴香的子房培養,四季橘愈傷組織和歐芹葉柄的愈傷組織培養。②培養中需要生長激素或細胞分裂素或二者的組合,如石龍芮的下胚軸,檀香和石刁柏的愈傷組織培養。有的需要較高的激動素和生長素的配合才能有較高的胚狀體發生頻率,如顛茄的花葯培養。③需先在有激素的培養基上誘導,然後轉入低濃度

激素或無激素的培養基中,如石刁柏下胚軸的愈傷組織培養及顛茄細胞的懸浮培養。胡蘿蔔在誘導愈傷組織時需2,4-D,但由愈傷組織誘導出胚狀體時,則需在沒有2,4-D的培養基培養。某些天然產物,如椰乳,西瓜汁,酵母提取物,酪朊水解物或腺嘌呤等都有利於胚狀體的發生。

胚狀體的誘導與外植體所處生理狀況,內源激素的變化及遺傳性、倍性等都有密切關係。

研究胚狀體的主要意義是:①增加繁殖係數。因為它可以直接生長成小植株,成苗率高。並且由愈傷組織、細胞或器官培養中,誘導胚狀體的數量比誘導芽多得多。②愈傷組織分化的芽不容易發育成小植株的培養物,可是誘導胚狀體,就容易得到小植株。③胚狀體的維管束與合子胚一樣,是獨立產生的,與母體維管束不相連,因此可以得到無病植株。④可套用於細胞全能性的理論研究。不論是體細胞或小孢子或胚乳細胞都有再生成完整植株的全能性。植物細胞的全能性可以在培養條件下表現出來。研究這一特性對於建立植物的無性系,了解細胞分化和形態發生的機制都十分重要。⑤可以利用胚狀體進行同步分裂的研究,以了解細胞周期的真實過程和認識控制從親代細胞到子細胞過程中生化變化系列的因子。一般用生長激素和細胞分裂素控制細胞同步分裂。

形成優勢

1形成的再生植株遺傳性狀穩定,不會出現如器官發生途徑中出現的嵌合體植株,起源並不複雜

2體細胞胚具有雙極性

3體細胞胚形成後與母體的維管束系統聯繫少,即出現所謂的生理隔離現象。胚性細胞形成的多細胞原胚始終被厚壁所包圍,與周圍細胞形成明顯的界限,通過柄狀物或者愈傷組織相連線。

4體細胞胚含水量比合子胚高,且沒有休眠

起源

胚狀體大多起源於一個胚性細胞,通過首次分裂形成二細胞原胚,以後經過細胞分裂形成多細胞原胚,在單子葉植物中,胚性細胞的第一次分裂一般為不均等分裂,在雙子葉植物中,胚性細胞的第一次分裂為不均等分裂或者均等分裂,在大多數情況下,胚性細胞的第一次分裂為平周分裂,形成兩個子細胞,處於上部的頂細胞繼續發育為多細胞原胚,而處於下部的基細胞則形成柄狀類似物。

發生過程

直接途徑和間接途徑

1 直接:從外植體某些部位直接誘導分化出胚狀體

2間接:在固體培養中外植體首先形成愈傷組織,然後再分化成為體細胞胚

在懸浮培養中先產生胚性細胞團再形成體細胞胚。

直接:e.g 葉片;分為兩個階段,第一階段為誘導期,葉片表皮或亞表皮細胞接受刺激,竟如分裂狀態。第二階段是胚胎髮育期,在此階段的形成瘤狀物繼續發育,經過球形胚心形胚

發育過程

間接1:三個階段:

誘導外植體形成愈傷組織—誘導愈傷組織胚性化—體細胞胚形成在幼胚中胚以及子葉為外植體中,可以直接誘導胚性愈傷組織產生形成體細胞胚。

間接2:培養物中含有兩種類型的細胞:自由分散在培養中的大而高度液泡化的細胞,不具有胚胎髮生潛力,成簇成團的體積小而細胞質密集的細胞。具有成胚能力。

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