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1、植物胚培养的研究进展与应用学院：农学院专业：农学专业班级：农学二班姓名：张志芳植物组织培养的理论依据是植物细胞具有“全能性” 。近年来，利用植物组织培养的方法不但在探求植物学的基本理论问题上已成为一个重要手段，而且在应用上也逐渐表现出了它的巨大潜力。胚胎培养作为组织培养中的一个重要领域发展很快。早在 1904 年，Haning 成功地培养了萝卜和辣根的胚，提前前发形成小苗。这是胚胎培养中最早获得成功的一例。我国的植物胚胎培养工作起步并不晚。李继桐等（1934）成功地培养了银杏的离体胚。随着技术的进步，创造了多种胚胎培养技术。由于这些方法的应用，可以根据不同作物采用不同方法，使多数作物都能取得胚
2、胎培养的成功。由愈伤组织中的薄壁细胞不经过有性生殖过程，直接产生类似于胚，具有胚芽、胚根、胚轴的胚状结构，叫做胚状体，也叫体细胞胚或者 。在植物组织培养中，体胚方式是愈伤组织成苗的主要方式之一由于胚状体产生的数量比不定芽多，胚状体可以制成人工种子、便于低温保存、是遗传转化的良好受体等优点，体胚成苗方式一是组织培养研究的热点。但是，在植物体胚成苗培养中存在许多问题，影响了成苗率的提高和体胚成苗方式的应用。一、 植物体胚培养的主要问题1.由于细胞和组织培养中，愈伤组织必须进行到一定状态，其细胞才能形成体胚，也就是说在体胚发育过程中，胚性愈伤组织（胚胎状态）诱导是最为关键的，所以，通过人为控制条件，
3、诱导尽可能多的胚性愈伤组织是体胚成苗培养的关键和难点之一。2.胚性愈伤组织增殖和胚性发生能力的丧失是继代中最主要的问题胚性愈伤组织增殖和胚性发生能力的丧失是胚性愈伤组织继代培养中的主要问题大多数胚性愈伤组织难以增殖，而能继代增殖的胚性愈伤组织易丧失胚性发生生能力。一般松散型的愈伤组织容易继代增殖，悬浮培养的材料大多是结构松散的愈伤组织，在合适的培养条件下，悬浮培养的愈伤组织可以多次继代，长期快速增长。激素对愈伤组织的疏松型和致密型之间的转变主要与培养基中生长素和细胞分裂素的浓度比有关。Prakash 在桉树的组织培养中发现，高浓度的生长素萘乙酸有利于松散型愈伤组织形成，因此，选择合适的激素以及
4、浓度能保持松散形又能保持胚性发生能力特别重要。3不同步和畸形是植物体胚发生中最为普遍的现象体胚发育顺序和合子胚大体相似，经历了球形胚、心形胚、鱼雷形胚和子叶胚。切片观察表明：多数胚状体来源于愈伤组织表层细胞，也有少数产生于愈伤组织的里层。胚状体的原始细胞表现出原生质较浓、核较大等特点。胚状体具有1个子叶、2个子叶或多子叶等各种形状。愈伤组织产生胚状体是不同步的，因而在同一块愈伤组织中可以见到不同发育时期的胚状体。不同步和畸形是植物体细胞胚发生中最为普遍的现象，由于这一原因很难建立同步发育的体胚再生体系。二、 解决植物体胚培养中问题的一些方法1. 遗传型和愈伤组织起源时的生理状态对胚性愈伤组织的
5、诱导起决定作用胚性愈伤组织诱导与所用材料类型、外形特征、培养基配方、状态、组织基因型等多种因素有关。银杏经未成熟胚轴和子叶获得的愈伤组织比成熟胚轴和叶容易诱导胚状体，草莓子叶诱导出的愈伤组织成胚率高于花药 D，“J。刘德华等在茶树的茎段培养中发现体胚多从结构疏松的愈伤组织产生 。ChithraM发现悬浮培养比固体培养有利促进胚的起始发育 。现在普遍认为花药、胚、子房等生殖细胞容易诱导胚性愈伤组织。2植物激素、碳源、氮源是调节体细胞胚发生的三大因素体胚诱导需要大量的氮素，这些氮素由硝酸盐、氨盐和氨基酸等物质提供，其种类和用量明显影响体胚发生。碳源的种类和用量也明显影响体胚的发生，碳源由蔗糖、葡萄
6、糖和麦芽糖等提供 j。大量实验证实细胞分裂素配合2，4一D使用对愈伤组织体细胞胚形成有明显的促进作用 t4,15。现在普遍认为遗传型和愈伤组织起源时的生理状态对胚性愈伤组织的诱导起决定作用，植物激素、碳源和氮源是调节体细胞胚发生的三大因素” 。所以，目前组织培养工作大多从调整植物激素、碳源、氮源的角度来改善愈伤组织的培养条件，以达到诱导体细胞胚发生的结果。也有报道乙烯，溶解氧等气体对体胚发育的影响。广泛分布于植物体内的c：H4和多胺对生长发育具有多种调节功能，两者不仅在生物合成上是相互抑制的，而且其生物学功能在许多方面也是相反的。c：H4和多胺对果树和林木体胚发生有调节作用。避免培养瓶内C2H
7、4的累积或除去瓶内C2H4，使用氨基氧乙酸(AOA)抑制c：H 合成或加入外源多胺，均有利于橡胶树体胚发生 。 三、 胚培养的研究进展分述1. 离体胚培养 种子植物离体的成熟胚，在只含大量元素的无机盐和糖的 培养基上就可萌发生长。对成熟胚的培养而言，大多是利用这种技术来研究胚发育过程的形态建成、生长物质的作用、各部分的相互关系，以及营养要求等生理问题。这一方法在实践中应用很广。1982年，王玉英等人对山楂胚培养及苗木的快速繁殖进行了研究，使当年收获的山楂胚打破休眠，使没有经过低温砂藏的种子萌发出小苗。同时可使顶芽、侧芽及腋芽均分化芽丛，丛生出许多无根枝条，再剪取枝条诱导生根，随后将生根苗移栽到
8、苗床及大田。2.幼胚培养 在远缘杂交育种上幼胚培养有极大的利用价值。1943年罗世伟成功地进行了云南油杉的幼胚培养研究。解放后我国科学科学工作者已广泛地应用幼胚培养方法，先后成功地展开了向日葵、桃、柑桔等20多种植物培养工作。特别在杂种离体幼胚培养工作与生产实际紧密结合上，获得了大白菜甘蓝、萝卜大白菜、栽培棉野生棉、栽培大麦普通小麦等十多个种属间或种间的杂种植物。并获得了一批新品种。幼胚培养已经发展到能使约50个细胞大小的极幼龄的胚状结构培养成植株。目前植物离体幼胚的培养方法已经成为杂交育种工作中的一个常规育种手段，广泛应用于育种实践。3.子房培养 在杂交育种中有些胚很小就开始败育。这样小的幼
9、胚很难操作，分离困难。在这种情况下，可采用子房培养的方法。它的优点是能够多大提早分离的实践，在幼胚未分化之前，甚至在受精的时候就可以把子房取下进行培养。授粉和未授粉的子房都可以培养。近年来，我国科学工作者在烟草、小麦、水稻、玉米、百合、枸杞上取得成功。1984年吴克贤对杨树未授粉子房进行离体培养，成功获得了杨树母系单倍体植株，从而在育种工作中大大提高了选择效率和选择的准确性4. 胚珠培养 有些植物，如兰科的成熟胚很小，采用胚珠培养较易成功，也同样能达到使胚发育成幼苗的目的。在未受精的胚珠培养中，可诱发大孢子发育成单倍体植株。这在茄子已取得未受精胚珠培养成功的实例。1990年，中国农科院柑桔研究
10、所高峰，对柑桔未受精胚珠进行离体培养，获得无病毒珠心苗，提高了柑桔大面积生产效率。但胚珠培养的研究并不太多，单个胚珠培养尚存在许多问题，需作深入研究。5. 胚乳培养 胚乳在被子植物中是双受精的产物。在倍性上大多属于三倍体组织。胚乳培养作为通过三倍体途径而获得产生无籽果实植株的一种手段，早就引起园艺学家的广泛兴趣。1982年桂耀林对猕猴桃胚乳培养成功，移栽成活，获得了三倍体植株。郑州果树研究所也成功地将猕猴桃胚乳培养的方法用于扩大优良单株的数量。四、胚培养的应用及前景1.克服远缘杂交的不育性 在高等植物的种间和属间远缘杂交中，往往遇到花粉不能再异种植物上萌发，或虽萌发但花粉管不能正常伸入子房，或
11、受精后胚乳发育不良，致使杂种胚败育，得不到杂种种子。用胚胎培养和试管受精技术，就可以克服这些困难。1983年中国农科院棉花研究生，用陆地棉与中棉进行种间杂交，在传粉15到18天之间取出幼胚培养，获得了杂种后代，从而使中棉早熟、抗逆性强等优良性状转移到陆地棉，由此获得了早熟、丰产、优质、抗病强的新品种。2.使无生活力的种子萌发 许多落叶果树的种多是早熟的，种子往往不育。用胚胎培养可以将不正常萌发的种子培养出第二代植物。这在杏、桃、李、梨等多种果树上获得成功，并用于生产。3.克服种子休眠、提早结实、缩短育种年限 具有高芒种子的鸢尾，其种子休眠期长达几个月至几年。现经培养，2-3月内，这些种子就能在
12、试管中发育成具有良好的根和叶的实生苗。利用胚胎培养这一技术，已可使鸢尾丛种到开花的周期至少缩短一年。4.能使胚发育不全的植株获得大量后代 如兰花天麻的成熟种子，胚只有6-7个细胞，多数胚不能成活，如果我们在果实八分成熟时，把胚分离出来放在一般培养基上，胚就能继续生长，发育成正常植株。用这种方法可以培养成千上万的幼苗。中国农科院云南植物研究所、南京林学院等，对天麻幼胚进行培养，现也已用于生产。5.用于柑桔类杂种胚和珠心胚的培养 胚胎培养对于具有珠心胚的植物具有一定意义。由珠心组织产生的不定胚称为珠心胚。柑桔类、芒果、紫萼等植物普遍存在珠心胚。这些珠心胚数量还很多，有时可以多达50个以上。在柑桔杂
13、交不育种中，一个棘手的问题是杂交后得不到杂交胚，而珠心胚则因生存力强而把合子胚挤到旁边去。在这种情况下只有把杂交胚拿出来进行组织培养，胚才能正常生长，选出优良品种。可见，胚胎培养研究，无论在理论上还是在实践上都有重大意义。只就当代试管苗工业而言，就已给我们带来了鼓舞和可喜的前景。利用胚胎培养进行属间杂交的研究也是一个前景诱人的课题。参考文献1. ORBACH M J，FARRALL L，SWEIGARD J A，et a1A telomeficavirulenee gene de termines efficacy for the rice blast resistance genePitaJ
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