杂交鹅掌楸连续培养条件下的细胞再生能力研究

文献综述

1杂交鹅掌楸体细胞胚胎发生的研究背景

至今植物学家们已在200多种植物中获得了体细胞胚胎和再生植株。从大量研究报道来看，在植物界体细胞胚胎发生是一种较为普遍的现象。体细胞胚胎发生具有再生速度快、数量多的显著优点，因此能为实现植物的大规模化生产提供重要的技术手段。随着植物体细胞胚胎发生技术的不断成熟，已越来越发展成为植物快速繁殖，尤其是一些常规繁殖困难、社会需求量大的植物品种快速繁育的重要手段，也逐步发展成为植物发育生物学、植物基因工程等研究的重要技术平台。

1.1体细胞胚胎发生的理论基础

体细胞胚胎发生(somatic embryogenesis)，是指二倍体或单倍体细胞在未经性细胞融合的情况下，模拟合子胚发生的各个阶段而发育形成一个新个体的形态发育过程。在自然情况下有些植物的珠心组织或助细胞可自发产生体细胞胚。在组织培养离体状态下，任何体细胞及单倍体细胞都可以诱导胚胎发生，这种经体细胞胚发生而形成的在形态结构和功能上类似于有性胚的结构即称之为体细胞胚或胚状体。这些胚状体可以如合子胚那样发育成完整的植株。体细胞胚的概念源于1902年，Haberlandt提出植物细胞全能性，即每一个细胞都能不断分裂，进而形成完整的植株。Steward^[1]和Reinert^[2]差不多同时发现，组织培养条件下的胡萝卜根细胞能产生一种与胚相似的结构，并观察到由这种结构长成完整的植株,从而证明 Haberlandt 关于细胞全能性的概念。

1.2体细胞胚胎发生过程

1.2.1愈伤组织的形成

植物组织培养中，从一块外植体形成典型的愈伤组织,大致要经历三个时期：启动期、分裂期和形成期。启动期指细胞准备进行分裂的时期。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。分裂期是指外植体细胞经过诱导以后脱分化，不断分裂、增生子细胞的过程。外植体在培养基上经过离体诱导后，外层细胞开始发生分裂，细胞脱分化。愈伤组织的细胞分裂快，结构疏松，缺少组织结构，颜色浅而透明。分裂期的细胞分裂局限在愈伤组织的外缘，主要是垂周分裂。分化期是指在分裂的末期,细胞内开始出现一系列形态和生理的变化，从而使愈伤组织内产生不同形态和功能的细胞。愈伤组织分化期开始后，愈伤组织表层细胞的分裂逐渐减慢直至停止，细胞分裂活动突然转向愈伤组织内部深处的局部地区，并改变分裂面方向，出现瘤状结构外表和内部分化。此时，愈伤组织中出现瘤状结构的拟分生组织成为暂不再进一步分化的生长中心。分化的愈伤组织中有维管组织出现，但不形成维管系统，呈分散的节状和短束状结构。