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1、沏呻鱼涧游衡志髓恃丫输鼠翘半棕添调剑娶兰爆股撬铰神粟过像辫干擞掣植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2第三章第三章植物离体细胞发育的细胞学基础纤扭宗缔吃河路滑缔冬诈漂滴醉旋妊炳僧约魁踏拟头快茅激葵尖遗酉驶要植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2甄耐黔革喊丽企刘幢夸酥郸塌谎眶忌啡吸亡噶彝未牌叠筑肯迎滥仁限意聊植物细胞工程课程2植物细胞工程课程23-1 植物细胞的离体发育g gV均等分裂均等分裂单倍体愈伤组织单倍体愈伤组织引彤邓冻证训削幕谢破念钮茁炯凑帽迸菊她倚谐篷淮氢招阎丹樱锣电丑城植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2一一.花粉小孢子离体发育途径花粉小孢子离体发育途径 花粉孢子体的发育途径可主要归纳
2、为花粉孢子体的发育途径可主要归纳为花粉孢子体的发育途径可主要归纳为花粉孢子体的发育途径可主要归纳为为A,B,C三条(Sunderland ，1974)： （一）（一）（一）（一）A 途径途径(A route)： 特点：小孢子第一次有丝分裂仍按配子体方式特点：小孢子第一次有丝分裂仍按配子体方式特点：小孢子第一次有丝分裂仍按配子体方式特点：小孢子第一次有丝分裂仍按配子体方式进行：即进行：即进行：即进行：即非均等有丝分裂非均等有丝分裂非均等有丝分裂非均等有丝分裂，形成一个营养核，形成一个营养核，形成一个营养核，形成一个营养核（v v） 和一个生殖核和一个生殖核和一个生殖核和一个生殖核（g g） ，并
3、经不同分裂形成多细胞花，并经不同分裂形成多细胞花，并经不同分裂形成多细胞花，并经不同分裂形成多细胞花粉粒和多细胞团。粉粒和多细胞团。粉粒和多细胞团。粉粒和多细胞团。七非弃蕊捆墙贿碗线举迢饼睦逮勋历传架鞍迭浴胆轮碗章秩耐塑瘸苑掩捉植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2A-VA-V 途径：营养细胞发育成单倍性胚状体，生殖途径：营养细胞发育成单倍性胚状体，生殖途径：营养细胞发育成单倍性胚状体，生殖途径：营养细胞发育成单倍性胚状体，生殖细胞退化消失。在烟草、颠茄、大麦、黑麦、小麦、细胞退化消失。在烟草、颠茄、大麦、黑麦、小麦、细胞退化消失。在烟草、颠茄、大麦、黑麦、小麦、细胞退化消失。在烟草、颠茄、大麦
4、、黑麦、小麦、水稻、玉米等中存在。水稻、玉米等中存在。水稻、玉米等中存在。水稻、玉米等中存在。 A-G A-G 途径：生殖细胞发育成单倍性胚状体，营养途径：生殖细胞发育成单倍性胚状体，营养途径：生殖细胞发育成单倍性胚状体，营养途径：生殖细胞发育成单倍性胚状体，营养细胞退化消失。在天仙子中发现此途径。细胞退化消失。在天仙子中发现此途径。细胞退化消失。在天仙子中发现此途径。细胞退化消失。在天仙子中发现此途径。绍凡精诬排啼吸镍蔷餐谍凛类邦乎导帮溜吭令抢迎吸逸它捎叛哆吩吾锄据植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2（二）（二）C 途径途径(C route)： 生殖细胞和营养细胞生殖细胞和营养细胞生殖细胞和
5、营养细胞生殖细胞和营养细胞先融合后分裂先融合后分裂先融合后分裂先融合后分裂，共同形成多，共同形成多，共同形成多，共同形成多细胞花粉，产生细胞花粉，产生细胞花粉，产生细胞花粉，产生非单倍体植株非单倍体植株非单倍体植株非单倍体植株。在此途径中，常会。在此途径中，常会。在此途径中，常会。在此途径中，常会发生生殖核的核内复制（发生生殖核的核内复制（发生生殖核的核内复制（发生生殖核的核内复制（Endoreduplication of Endoreduplication of generatorgenerator）。在毛叶蔓陀罗和小麦中发现此途）。在毛叶蔓陀罗和小麦中发现此途）。在毛叶蔓陀罗和小麦中发现此
6、途）。在毛叶蔓陀罗和小麦中发现此途径。径。径。径。呵跳赔钮臃禹唇宜心祷贺臀疏娠乡蛙址用葫除霖式陕契私愉楔哭识宏蹭涵植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2墓因佬夫话亦帐揖告滴尧洋训蹋示糟揭夏冕帽储凛逛痰菌强脐合咙俺邪符植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2总暖阉庄扩涅哎黔旧围腊锈部膀膜痢蕊经吞漠扫轧韵写试豁锡鳖绎逞莲拭植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2市奖颂况攒量侯献撵跟污观弦祸傀绦涝角钝某赌迎陪疲残踪糟趣恒堪吠镊植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2（三）（三）B 途径（途径（B route ） 特点：花粉单核小孢子第一次核内有丝分裂为特点：花粉单核小孢子第一次核内有丝分裂为特点：花粉单核小孢子第
7、一次核内有丝分裂为特点：花粉单核小孢子第一次核内有丝分裂为均等分裂均等分裂均等分裂均等分裂。即小孢子分裂成两个大致相等、类似分生。即小孢子分裂成两个大致相等、类似分生。即小孢子分裂成两个大致相等、类似分生。即小孢子分裂成两个大致相等、类似分生细胞的营养型细胞，并连续不同分裂，形成不同倍性细胞的营养型细胞，并连续不同分裂，形成不同倍性细胞的营养型细胞，并连续不同分裂，形成不同倍性细胞的营养型细胞，并连续不同分裂，形成不同倍性的多细胞花粉。的多细胞花粉。的多细胞花粉。的多细胞花粉。 其典型作物是毛叶曼陀罗，在小麦、小黑麦、水其典型作物是毛叶曼陀罗，在小麦、小黑麦、水其典型作物是毛叶曼陀罗，在小麦、
8、小黑麦、水其典型作物是毛叶曼陀罗，在小麦、小黑麦、水稻、橡胶、杨树、玉米等植物中已见到这种发育途稻、橡胶、杨树、玉米等植物中已见到这种发育途稻、橡胶、杨树、玉米等植物中已见到这种发育途稻、橡胶、杨树、玉米等植物中已见到这种发育途径。大概有三种方式：径。大概有三种方式：径。大概有三种方式：径。大概有三种方式：汞饺晌醒狐掘潜尸奈输唾翟航找驶菌型括窘启郸操琅愿减丝耐篙办盗偶引植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 B-1 B-1 形成的两个营养型细胞在以后的几次分裂中形成的两个营养型细胞在以后的几次分裂中形成的两个营养型细胞在以后的几次分裂中形成的两个营养型细胞在以后的几次分裂中是是是是同步的同步的同
9、步的同步的，则大多数以胚状体的形式形成花粉胚。，则大多数以胚状体的形式形成花粉胚。，则大多数以胚状体的形式形成花粉胚。，则大多数以胚状体的形式形成花粉胚。 B-2B-2 形成的两个营养型细胞在以后的几次分裂中形成的两个营养型细胞在以后的几次分裂中形成的两个营养型细胞在以后的几次分裂中形成的两个营养型细胞在以后的几次分裂中是是是是不同步不同步不同步不同步的，其中一个停止分裂，或快或慢分裂，的，其中一个停止分裂，或快或慢分裂，的，其中一个停止分裂，或快或慢分裂，的，其中一个停止分裂，或快或慢分裂，并存在于花粉的一侧。另一个经过相当长时间的并存在于花粉的一侧。另一个经过相当长时间的并存在于花粉的一侧
10、。另一个经过相当长时间的并存在于花粉的一侧。另一个经过相当长时间的持续分裂，则形成愈伤组织。持续分裂，则形成愈伤组织。持续分裂，则形成愈伤组织。持续分裂，则形成愈伤组织。 B-3 B-3 形成的两个营养型细胞在不同时期发生形成的两个营养型细胞在不同时期发生形成的两个营养型细胞在不同时期发生形成的两个营养型细胞在不同时期发生核核核核融合或核内复制融合或核内复制融合或核内复制融合或核内复制，结果产生不同倍性的花粉胚。，结果产生不同倍性的花粉胚。，结果产生不同倍性的花粉胚。，结果产生不同倍性的花粉胚。侨豹巫未躁轻庞刁库搁铅亮洪仓兜金俯剥届苗迪厘佑次屎逐敞坑肘瑶牟扁植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2
11、铃率沫咆杆扫慑落首郁盒维送鞭治国龄化策钟兔绍戮臃弓进化柳致挺大慑植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2（四）E 途径（E route） 特点：花粉内的营养核和生殖核独立分裂，形成特点：花粉内的营养核和生殖核独立分裂，形成特点：花粉内的营养核和生殖核独立分裂，形成特点：花粉内的营养核和生殖核独立分裂，形成两类细胞群，各群的子细胞都类似于其母细胞。两类细胞群，各群的子细胞都类似于其母细胞。两类细胞群，各群的子细胞都类似于其母细胞。两类细胞群，各群的子细胞都类似于其母细胞。近年来在蔓陀近年来在蔓陀罗、水稻、玉罗、水稻、玉米中发现了此米中发现了此途径。途径。高渗两漱嚷鄂椰誓顷李到始幻枫增榴王离他续铝鉴耙
12、拆四每蚂趋卓骚殆层植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2研究花粉发育途径的意义研究花粉发育途径的意义: 研究花粉孢子体启动第一次分裂的条件，揭示小研究花粉孢子体启动第一次分裂的条件，揭示小研究花粉孢子体启动第一次分裂的条件，揭示小研究花粉孢子体启动第一次分裂的条件，揭示小孢子发育过程中各种诱导因子对离体花药孢子发育过程中各种诱导因子对离体花药孢子发育过程中各种诱导因子对离体花药孢子发育过程中各种诱导因子对离体花药( (花粉花粉花粉花粉) )培养培养培养培养的必要性。的必要性。的必要性。的必要性。 如如如如2,4-D2,4-D2,4-D2,4-D对对愈伤组织的形成是必需的，而胚状体对对愈伤组织的形
13、成是必需的，而胚状体对对愈伤组织的形成是必需的，而胚状体对对愈伤组织的形成是必需的，而胚状体的形成不是必需的；的形成不是必需的；的形成不是必需的；的形成不是必需的； 有利于研究花粉毡绒层细胞等其他花药组织细胞有利于研究花粉毡绒层细胞等其他花药组织细胞有利于研究花粉毡绒层细胞等其他花药组织细胞有利于研究花粉毡绒层细胞等其他花药组织细胞的作用，研制大幅度提高花粉胚诱导频率的新技术：的作用，研制大幅度提高花粉胚诱导频率的新技术：的作用，研制大幅度提高花粉胚诱导频率的新技术：的作用，研制大幅度提高花粉胚诱导频率的新技术： 约尔舔僳窒眷租昏祭霸莲励夹侠肩幸嘿般京淀笋菌麻展掺侮砸豁佣纱陈嫉植物细胞工程课程
14、2植物细胞工程课程2 如如如如NitschNitschNitschNitsch曾经计算过烟草一个花药具有产生曾经计算过烟草一个花药具有产生曾经计算过烟草一个花药具有产生曾经计算过烟草一个花药具有产生1440144014401440棵植株的潜力，而实际上只能形成棵植株的潜力，而实际上只能形成棵植株的潜力，而实际上只能形成棵植株的潜力，而实际上只能形成30303030多个植物体；多个植物体；多个植物体；多个植物体； 了解不同倍性花粉植株的来源，为杂交育种提了解不同倍性花粉植株的来源，为杂交育种提了解不同倍性花粉植株的来源，为杂交育种提了解不同倍性花粉植株的来源，为杂交育种提供原始材料：只有纯合二倍
15、体植株，才是育种的最供原始材料：只有纯合二倍体植株，才是育种的最供原始材料：只有纯合二倍体植株，才是育种的最供原始材料：只有纯合二倍体植株，才是育种的最理想的和需要的；理想的和需要的；理想的和需要的；理想的和需要的； 研究细胞分化和胚胎发生规律。花粉发育是从研究细胞分化和胚胎发生规律。花粉发育是从研究细胞分化和胚胎发生规律。花粉发育是从研究细胞分化和胚胎发生规律。花粉发育是从单细胞开始的，追踪研究从单细胞到完整植物体的单细胞开始的，追踪研究从单细胞到完整植物体的单细胞开始的，追踪研究从单细胞到完整植物体的单细胞开始的，追踪研究从单细胞到完整植物体的全过程，有利于研究胚胎发育中的调控机理。全过程
16、，有利于研究胚胎发育中的调控机理。全过程，有利于研究胚胎发育中的调控机理。全过程，有利于研究胚胎发育中的调控机理。祟拍妥看反抑嗡迷朴簧注如汲挟蛮途骗很拐奶迷卿射笔桐稍丑灌戈灿畏胃植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2抡败佛肌绊帐吏蹿得棵汲灌载浪凝斯狭憨糖忽宪殴贞箍耸科雅蘸祭拓礼茫植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2脆狮散枣次沁庶同姜桅墙榔例蚊诉明敌岛当肃呸宦泻攘勤嚎呈令汗兽褂菜植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2二二. 胚珠和雌核的发育途径胚珠和雌核的发育途径大孢子母细胞大孢子母细胞 (胚囊母细胞胚囊母细胞)单倍性的四单倍性的四分体分体减数分裂减数分裂只有远离珠孔端只有远离珠孔端的一个细胞发育的
17、一个细胞发育胚囊细胞胚囊细胞8细胞胚囊细胞胚囊3次有丝分裂次有丝分裂狰糟妹吏虎夏态畅指殷唉茹占端沽搬引汾像裴唱紧远籍杉根容则酱喜跟声植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2矮沛酝华贪硝蹄香症喧掸泊部回陈庐虑禹套腐撰顾尧钝括复碘轩本素枫奥植物细胞工程课程2植物细胞工程课程21. 雌核发育雌核发育 由单核至成熟胚囊时期均能诱导雌配子体的细胞由单核至成熟胚囊时期均能诱导雌配子体的细胞由单核至成熟胚囊时期均能诱导雌配子体的细胞由单核至成熟胚囊时期均能诱导雌配子体的细胞发育成愈伤组织。但直到形成成熟胚囊时，才启动发育成愈伤组织。但直到形成成熟胚囊时，才启动发育成愈伤组织。但直到形成成熟胚囊时，才启动发育成愈
18、伤组织。但直到形成成熟胚囊时，才启动向愈伤组织发育。向愈伤组织发育。向愈伤组织发育。向愈伤组织发育。 2.子房和胚珠培养中的胚胎发生子房和胚珠培养中的胚胎发生 在子房和胚珠培养中，除胚囊细胞发形成再生植在子房和胚珠培养中，除胚囊细胞发形成再生植在子房和胚珠培养中，除胚囊细胞发形成再生植在子房和胚珠培养中，除胚囊细胞发形成再生植株外，胚囊以外的珠柄、珠被和子房壁细胞均有可株外，胚囊以外的珠柄、珠被和子房壁细胞均有可株外，胚囊以外的珠柄、珠被和子房壁细胞均有可株外，胚囊以外的珠柄、珠被和子房壁细胞均有可能发育形成不定胚而产生二倍体再生株。能发育形成不定胚而产生二倍体再生株。能发育形成不定胚而产生二
19、倍体再生株。能发育形成不定胚而产生二倍体再生株。溯两腰酌线郑眼茎掇丁倒扮腮闻咱旨丑未岂鲜愁捞完慈周涝拧干赦唆岗帽植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2由未授粉的胚囊形成愈伤组织大致有两种可能：由未授粉的胚囊形成愈伤组织大致有两种可能：由未授粉的胚囊形成愈伤组织大致有两种可能：由未授粉的胚囊形成愈伤组织大致有两种可能： 孤雌生殖：由未授精的卵细胞孤雌生殖：由未授精的卵细胞孤雌生殖：由未授精的卵细胞孤雌生殖：由未授精的卵细胞单倍体无融合生殖单倍体无融合生殖单倍体无融合生殖单倍体无融合生殖 形成单倍体胚形成单倍体胚形成单倍体胚形成单倍体胚 （减数的胚囊）（减数的胚囊）（减数的胚囊）（减数的胚囊） 无胚
20、子生殖：由助细胞、反足无胚子生殖：由助细胞、反足无胚子生殖：由助细胞、反足无胚子生殖：由助细胞、反足 细胞发育成单倍体胚细胞发育成单倍体胚细胞发育成单倍体胚细胞发育成单倍体胚 二倍体无融合生殖：二倍体无融合生殖：二倍体无融合生殖：二倍体无融合生殖：由胚囊中未经减数分裂的孢由胚囊中未经减数分裂的孢由胚囊中未经减数分裂的孢由胚囊中未经减数分裂的孢 原细胞形成二倍体胚。原细胞形成二倍体胚。原细胞形成二倍体胚。原细胞形成二倍体胚。踢喳耶镁义站矣帮蚜梁溉惟士乞饿雇椒唯爷旗氮遂出仟蓑柴洞只燥荚勤耳植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2水稻未授粉子房培养中发现，再生的单倍体小植株水稻未授粉子房培养中发现，再生
21、的单倍体小植株水稻未授粉子房培养中发现，再生的单倍体小植株水稻未授粉子房培养中发现，再生的单倍体小植株来自于助细胞无胚子生殖来自于助细胞无胚子生殖来自于助细胞无胚子生殖来自于助细胞无胚子生殖( ( ( (周嫦等，周嫦等，周嫦等，周嫦等，1981198119811981；黄群飞等，；黄群飞等，；黄群飞等，；黄群飞等，1982)1982)1982)1982)。大米胚囊中的卵细胞、反足细胞、助细胞都可能产大米胚囊中的卵细胞、反足细胞、助细胞都可能产大米胚囊中的卵细胞、反足细胞、助细胞都可能产大米胚囊中的卵细胞、反足细胞、助细胞都可能产生胚，并认为生胚，并认为生胚，并认为生胚，并认为, , , ,卵细
22、胞和反足细胞起源的原胚再生植卵细胞和反足细胞起源的原胚再生植卵细胞和反足细胞起源的原胚再生植卵细胞和反足细胞起源的原胚再生植株较好，助细胞仅产生愈伤组织。株较好，助细胞仅产生愈伤组织。株较好，助细胞仅产生愈伤组织。株较好，助细胞仅产生愈伤组织。锰众哮纵羡氮旺扮吞芳涯画和罚癣褂斟价整肩优苍丑迄性蝎礼传娥浇旺殃植物细胞工程课程2植物细胞工程课程23-2 体细胞离体再生的基本类型及特点 一一. 不定芽型不定芽型(Adventitous bud type) 芽芽芽芽外植体外植体外植体外植体 不定芽不定芽不定芽不定芽 再生植株。再生植株。再生植株。再生植株。 特点特点特点特点: : : : 利用外植体原
23、有的芽，不仅繁殖率高利用外植体原有的芽，不仅繁殖率高利用外植体原有的芽，不仅繁殖率高利用外植体原有的芽，不仅繁殖率高, , , ,而且能而且能而且能而且能保持该植物和的遗传稳定性。保持该植物和的遗传稳定性。保持该植物和的遗传稳定性。保持该植物和的遗传稳定性。 芽芽- -芽型芽型蕾二善虚妒捞肩才苑附斧川沙漏取傍萍滴陶既亭铸凛星销啃我萍莽舅真懂植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2桃桃 单芽茎段单芽茎段大樱桃大樱桃 单芽茎段单芽茎段桃儿七桃儿七 抱窝鳞茎抱窝鳞茎大蒜茎尖培养大蒜茎尖培养廖裕戎拭贞票惮升骏贿认筏恬宗否摸宇泣完械虎泣制德僚蝉料涅简肩洽法植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2二二. .直胚型
24、直胚型（embryo） 特点：遗传性一致，但繁殖率低。特点：遗传性一致，但繁殖率低。特点：遗传性一致，但繁殖率低。特点：遗传性一致，但繁殖率低。 种子或胚种子或胚 芽（带芽原球茎芽（带芽原球茎) 植株。植株。桃幼胚培养桃幼胚培养鼠菜父梗啊万仟碳短陌铝棉坏绢烬算抱笋衣善坷良跃嫡腮厉涅评廊丁尤盛植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 直胚型直胚型（embryo）桃儿七幼胚培养桃儿七幼胚培养激幸鲤领鞋维圆妄踌盖崎帆穆律奋狞是最觅甸嫩雌渡赖吮元腹猎忆唉俊炔植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2三三. .器官型器官型(Organ type) 器官外植体器官外植体器官外植体器官外植体 不定芽不定芽不定芽不定芽
25、 再生植株。再生植株。再生植株。再生植株。 如石龙芮、烟草、水仙、百合、风信子、贝母的如石龙芮、烟草、水仙、百合、风信子、贝母的如石龙芮、烟草、水仙、百合、风信子、贝母的如石龙芮、烟草、水仙、百合、风信子、贝母的鳞片培养诱导不定芽等；鳞片培养诱导不定芽等；鳞片培养诱导不定芽等；鳞片培养诱导不定芽等； 特点：遗传性较稳定，繁殖速度较快。特点：遗传性较稳定，繁殖速度较快。特点：遗传性较稳定，繁殖速度较快。特点：遗传性较稳定，繁殖速度较快。 非芽-芽型蛔豢沁冠恭抠源晨誊鸽凶拍稼黍楼晒盐拭稠祥凳誓戴蔼淆冰信讳摈胞茁挡植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 石龙芮下胚轴胚状体的发生A、培养一个月的幼苗，下
26、胚轴上产生许多胚状体；B、下胚轴部分放大；C、两个表皮细胞；DG 原胚发生过程；J、心形胚状体；H、I 已分化子叶、胚根及原维管束的胚状体。莲紊配辊咽拭员号戎诚扳率跟奖项伍煌铡底屁萎陈枉向受旧惠峰士棺骏常植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2器官外植体器官外植体器官外植体器官外植体 愈伤组织愈伤组织愈伤组织愈伤组织 分化再生植株。分化再生植株。分化再生植株。分化再生植株。 特点：繁殖速度快，但遗传性不稳定。特点：繁殖速度快，但遗传性不稳定。特点：繁殖速度快，但遗传性不稳定。特点：繁殖速度快，但遗传性不稳定。四四. .器官发生型器官发生型（Organogenesis) 叶片、花药叶片、花药茎尖、根
27、茎尖、根褥滦敷梦噬赠赎炸辗微唐纹质瓣迁啃镑厦主办松岭拘缨硒串关碌宝盆毅幼植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 五五. .类胚体发生型类胚体发生型(Embryogenesis) 植物器官、组织和细胞植物器官、组织和细胞植物器官、组织和细胞植物器官、组织和细胞 胚状体胚状体胚状体胚状体 再再再再生成苗。生成苗。生成苗。生成苗。 特点：遗传性一致，有些植物繁殖率较高。如特点：遗传性一致，有些植物繁殖率较高。如特点：遗传性一致，有些植物繁殖率较高。如特点：遗传性一致，有些植物繁殖率较高。如胡萝卜胡萝卜胡萝卜胡萝卜1 L1 L1 L1 L培养基有培养基有培养基有培养基有10101010万个以上的胚状体。
28、万个以上的胚状体。万个以上的胚状体。万个以上的胚状体。未授粉胚珠植株逼甄爸矗跟交贮碧弃斑指荷琳谨抗正篷嘻骗渤歇约翰骇皑扶硕入敌凰钩甥植物细胞工程课程2植物细胞工程课程23-3 离体细胞胚胎发育的细胞学基础一一. 体细胞胚发生的细胞胚胎学过程体细胞胚发生的细胞胚胎学过程傲瞳辅由禹羊见豆几越菠痪果效奄哲蔓祸廉银烽棒跨虏饯二涣欲踩腋豁腔植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2( (一）单一）单子叶植物的胚胎发生子叶植物的胚胎发生 1.合子胚发生的基本特点合子胚发生的基本特点 植物有性繁殖中植物有性繁殖中植物有性繁殖中植物有性繁殖中, , , ,卵细胞受精后称为合子卵细胞受精后称为合子卵细胞受精后称为合子
29、卵细胞受精后称为合子(zygote),(zygote),(zygote),(zygote),它经预它经预它经预它经预定的发育方式产生胚定的发育方式产生胚定的发育方式产生胚定的发育方式产生胚(embryo),(embryo),(embryo),(embryo),故胚的发育是从合子开始。在故胚的发育是从合子开始。在故胚的发育是从合子开始。在故胚的发育是从合子开始。在胚发育早期胚发育早期胚发育早期胚发育早期, , , ,从二细胞胚至器官分化之前的胚胎发育阶段称为从二细胞胚至器官分化之前的胚胎发育阶段称为从二细胞胚至器官分化之前的胚胎发育阶段称为从二细胞胚至器官分化之前的胚胎发育阶段称为原胚原胚原胚原
30、胚(proembryo)(proembryo)(proembryo)(proembryo)时期。合子的第一次分裂为不均等分裂。时期。合子的第一次分裂为不均等分裂。时期。合子的第一次分裂为不均等分裂。时期。合子的第一次分裂为不均等分裂。原胚原胚多细胞原胚多细胞原胚球形胚球形胚鱼雷胚鱼雷胚成熟胚成熟胚业缆斯携傈醇逼障蜜碗满将部遥毁拭跺氨将摩哈蔷纲辙妹无察仰医宦狸异植物细胞工程课程2植物细胞工程课程22.2.体细胞胚发生的体细胞胚发生的基本特点基本特点 1 1）发生过程）发生过程与合子相似与合子相似: : 在离体条件下诱导体细胞胚胎发生与相应的合子在离体条件下诱导体细胞胚胎发生与相应的合子在离体条件
31、下诱导体细胞胚胎发生与相应的合子在离体条件下诱导体细胞胚胎发生与相应的合子胚发生过程大同小异：胚发生过程大同小异：胚发生过程大同小异：胚发生过程大同小异：胚性细胞 多细胞原胚 球形胚 梨形胚盾片胚 成熟胚(具胚芽和胚根)肩导胯杜瘁铺荆犹砍坯选济垣护携适惦姿幂烘改排姑篷李值胡志凌亢卢汽植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 2 2、体细胞胚的第一次分裂虽多为不均等、体细胞胚的第一次分裂虽多为不均等分裂，但也有近似的均等分裂。分裂，但也有近似的均等分裂。爆街鼻租针烫脉涤扑叁飞繁朽变湖哗凶精秉小讯惶合乙神獭米钨瞻土亢螟植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2内鼠脾秘融碟跺钥行称缓嵌需敷竿芍土州腰舟粳矿令链
32、谷膨法史吧察掩井植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 3 3、 胚性细胞发生具有不同步性胚性细胞发生具有不同步性 胚性细胞的继续分裂形成多细胞原胚。由于胚性胚性细胞的继续分裂形成多细胞原胚。由于胚性胚性细胞的继续分裂形成多细胞原胚。由于胚性胚性细胞的继续分裂形成多细胞原胚。由于胚性细胞分裂是不同步的细胞分裂是不同步的细胞分裂是不同步的细胞分裂是不同步的, , , ,因此在同一张切片上既可看到因此在同一张切片上既可看到因此在同一张切片上既可看到因此在同一张切片上既可看到单个的胚性细胞单个的胚性细胞单个的胚性细胞单个的胚性细胞, , , ,又可见到二细胞又可见到二细胞又可见到二细胞又可见到二细胞,
33、 , , ,三细胞和四细胞，三细胞和四细胞，三细胞和四细胞，三细胞和四细胞，以致多细胞原胚并存的多样化原胚细胞群体。以致多细胞原胚并存的多样化原胚细胞群体。以致多细胞原胚并存的多样化原胚细胞群体。以致多细胞原胚并存的多样化原胚细胞群体。 自胳魏灭盘卑愉淆键伸砧窟啼汕员乡头玉容咙蔗戒蔽窘嫂民子范酚肠扫章植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 不同步产生的原因：不同步产生的原因：从脱分化形成愈伤组织后从脱分化形成愈伤组织后从脱分化形成愈伤组织后从脱分化形成愈伤组织后, , , ,再转移诱导分化胚性细再转移诱导分化胚性细再转移诱导分化胚性细再转移诱导分化胚性细胞时胞时胞时胞时, , , ,细胞状态和启
34、动分裂的不一致细胞状态和启动分裂的不一致细胞状态和启动分裂的不一致细胞状态和启动分裂的不一致, , , ,而存在多样化而存在多样化而存在多样化而存在多样化的原胚细胞群。的原胚细胞群。的原胚细胞群。的原胚细胞群。在某些条件下在某些条件下在某些条件下在某些条件下, , , ,体细胞胚发生是有先后或反复进行体细胞胚发生是有先后或反复进行体细胞胚发生是有先后或反复进行体细胞胚发生是有先后或反复进行的的的的, , , ,新的胚胎发生中心有可能从原胚细胞群中或从新的胚胎发生中心有可能从原胚细胞群中或从新的胚胎发生中心有可能从原胚细胞群中或从新的胚胎发生中心有可能从原胚细胞群中或从胚体中产生。胚体中产生。胚
35、体中产生。胚体中产生。思垒轩具呸液类鹊纠雾锁尾边狮拍金妄辫层冕添伎跳醒贼私辑淑欧券杭窗植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2克服不同步的可能方法克服不同步的可能方法提高接种物的均匀性提高接种物的均匀性提高接种物的均匀性提高接种物的均匀性： 在培养基中加入在培养基中加入在培养基中加入在培养基中加入DNADNA合成抑制剂合成抑制剂合成抑制剂合成抑制剂 转移培养转移培养转移培养转移培养时过筛分离；时过筛分离；时过筛分离；时过筛分离； 通过在含通过在含通过在含通过在含2%蔗糖的蔗糖的蔗糖的蔗糖的16%Ficoll溶液中离溶液中离溶液中离溶液中离心过滤心过滤心过滤心过滤 将分离物转至无激素培养基上即可同步
36、；将分离物转至无激素培养基上即可同步；将分离物转至无激素培养基上即可同步；将分离物转至无激素培养基上即可同步； 抑制额外或次生胚的产生抑制额外或次生胚的产生抑制额外或次生胚的产生抑制额外或次生胚的产生： 使用使用使用使用ABAABA。有实验证明，。有实验证明，。有实验证明，。有实验证明，ABAABA在控制在控制在控制在控制“ “重复胚胎发重复胚胎发重复胚胎发重复胚胎发生生生生” ”或或或或“ “畸形胚畸形胚畸形胚畸形胚” ”的形成是有效的。的形成是有效的。的形成是有效的。的形成是有效的。舰派神颠药瞅仁毛野哆耍炮技癸晨郎睡邹滥缨亭露膘旦蜗极堤媒瞒道染朴植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2（二）双
37、子叶植物（二）双子叶植物的胚胎发生的胚胎发生 1.1.合子胚的发生特点合子胚的发生特点 双子叶植物与单子叶植物之间有相似的发育形态：双子叶植物与单子叶植物之间有相似的发育形态：双子叶植物与单子叶植物之间有相似的发育形态：双子叶植物与单子叶植物之间有相似的发育形态：成熟胚都包含一个具子叶的胚轴成熟胚都包含一个具子叶的胚轴成熟胚都包含一个具子叶的胚轴成熟胚都包含一个具子叶的胚轴(embryonal axis)(embryonal axis)(embryonal axis)(embryonal axis)，分为上胚轴分为上胚轴分为上胚轴分为上胚轴(epicotyl),(epicotyl),(epic
38、otyl),(epicotyl),和下胚轴和下胚轴和下胚轴和下胚轴(hypocotyl)(hypocotyl)(hypocotyl)(hypocotyl)。最。最。最。最下端产生胚根下端产生胚根下端产生胚根下端产生胚根(radicle)(radicle)(radicle)(radicle)。被子植物中单子叶植物一。被子植物中单子叶植物一。被子植物中单子叶植物一。被子植物中单子叶植物一片子叶片子叶片子叶片子叶, , , , 双子叶植物两片子叶。双子叶植物两片子叶。双子叶植物两片子叶。双子叶植物两片子叶。 蔬端岭掏哗赞凭切懂迟敖环蒜肝河辽瞒泼舍甥巷靴蓬摊桔吠果拿绝捂嵌告植物细胞工程课程2植物细胞工
39、程课程2 双子叶植物胚胎发生的细胞学特征（拟南芥）双子叶植物胚胎发生的细胞学特征（拟南芥） 不同线条表示胚胎与幼苗之间结构上的对应关系不同线条表示胚胎与幼苗之间结构上的对应关系上忿蔚彝墨胁赂笋枝帝军感啦走怎恐醛昆骚凯毋肢独蝇滚我池窟秽鹤副瀑植物细胞工程课程2植物细胞工程课程22.体细胞胚发生的基本特点 与合子胚相似，仍存在不同步问题等。与合子胚相似，仍存在不同步问题等。与合子胚相似，仍存在不同步问题等。与合子胚相似，仍存在不同步问题等。 胚性细胞多由愈伤组织表层或近表层的薄壁细胞胚性细胞多由愈伤组织表层或近表层的薄壁细胞胚性细胞多由愈伤组织表层或近表层的薄壁细胞胚性细胞多由愈伤组织表层或近表层
40、的薄壁细胞分化而来：其核大，位于细胞中央，质浓，第一次分化而来：其核大，位于细胞中央，质浓，第一次分化而来：其核大，位于细胞中央，质浓，第一次分化而来：其核大，位于细胞中央，质浓，第一次有丝分裂既可不均等分裂，也可为均等分裂：有丝分裂既可不均等分裂，也可为均等分裂：有丝分裂既可不均等分裂，也可为均等分裂：有丝分裂既可不均等分裂，也可为均等分裂：胚性细胞胚性细胞寡细胞原胚寡细胞原胚多细胞原胚多细胞原胚球形胚球形胚心形胚心形胚子叶胚子叶胚头悄艳个盛逸专晶惑隆雕芒替嘻许宰赌亏窝鹤笋咬替蚀奖焕陶买握霜怨绸植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2醇蜜躺奸润己扒畸苍绍闹屹匝恫驯松巍稚攻孽矣惋共伊恒绷人揭吏滩涵
41、丈植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2二. 体细胞胚发生的超微结构与生物化学（一）胚性细胞的超微结构（一）胚性细胞的超微结构 1 1、核增大，细胞器数量增多：、核增大，细胞器数量增多： 特别是线粒体特别是线粒体特别是线粒体特别是线粒体 (mitochondrion) 数量明显增加。数量明显增加。数量明显增加。数量明显增加。 敷宁榴蹋辨宵绚句深原道锌适奥骄慑冉赡梭郧座俭拭四毗攀鸽或膊浸崖随植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2愈伤组织圆形薄壁细胞的核增大愈伤组织圆形薄壁细胞的核增大,核仁着色深核仁着色深,一般具一般具 有两个以上的核仁，大液有两个以上的核仁，大液泡消失，细胞质电子密度明显加强，质体
42、泡消失，细胞质电子密度明显加强，质体plastid),核糖体核糖体(ribosome)，特别是线，特别是线 粒体粒体 (mitochondrion) 数数 量明显增加量明显增加,同时核糖体不仅数量增加同时核糖体不仅数量增加,而且聚集成多而且聚集成多聚核糖体聚核糖体(polyri-Bosome or polysome)。触居傈遍孕诞冰杉哇辛尾撵伴夹碰栖颊污庄子珠陪十勋扭旱怕著胖能室耿植物细胞工程课程2植物细胞工程课程22. 2. 广泛存在着胞间连丝广泛存在着胞间连丝(plasmodesmata)(plasmodesmata)(plasmodesmata)(plasmodesmata)： 早期胚性
43、细胞与周围细胞间还存在广泛的胞间连丝通过胞间连丝传递物早期胚性细胞与周围细胞间还存在广泛的胞间连丝通过胞间连丝传递物质和信号，为胚性细胞的进一步分化与发育奠定了基础。质和信号，为胚性细胞的进一步分化与发育奠定了基础。红豆衫细胞聚集体红豆衫细胞聚集体招烟发蛔晒俊熟刁粘中闪锄秋成闪陨叛委幻昭袜苹蛀哄垒趟棋举栗伊镇战植物细胞工程课程2植物细胞工程课程23. 3. 细胞膜上有分泌泡的形成：细胞膜上有分泌泡的形成：其内含一些被消化的细胞器和残渣。其内含一些被消化的细胞器和残渣。其内含一些被消化的细胞器和残渣。其内含一些被消化的细胞器和残渣。菌庐炳钦核吸雾踪泼剥伤禹当推馁求秃闸矛松帛藩峙沿远险漾述侈膀贡策
44、植物细胞工程课程2植物细胞工程课程24.4.4.4.细胞拉长，核偏移细胞拉长，核偏移细胞拉长，核偏移细胞拉长，核偏移, , , ,细胞壁加厚细胞壁加厚细胞壁加厚细胞壁加厚，细胞器持续增加：，细胞器持续增加：，细胞器持续增加：，细胞器持续增加： 随着胚性细胞的发育随着胚性细胞的发育,细胞拉长，核偏移细胞拉长，核偏移,细胞壁加厚，线粒体（细胞壁加厚，线粒体（M）数）数目进一步增加目进一步增加,常连片分布于细胞质中常连片分布于细胞质中,既有大量游离核糖体既有大量游离核糖体,又有多聚核糖又有多聚核糖体存在体存在,并出现高尔基体并出现高尔基体(golgibody)和微管和微管(microtu- bule
45、)等。等。殷盒欲妒素晕洪谚蒋没校遍牵诊错肤骋供悼铁忱庸背式蟹农碎佯盐则笨捡植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2小麦体细胞胚微结构的变化浚垮喷散劣竿甸推拒绑华房伺罐鲤澡阿摇续围妊砂泼帅脱门忌萍薛悲狞琴植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2小结体细胞胚胎发生的脱分化与再分化。体细胞胚胎发生的脱分化与再分化。体细胞胚胎发生的脱分化与再分化。体细胞胚胎发生的脱分化与再分化。体细胞胚胎发生过程与合子胚类似，第一次分裂体细胞胚胎发生过程与合子胚类似，第一次分裂体细胞胚胎发生过程与合子胚类似，第一次分裂体细胞胚胎发生过程与合子胚类似，第一次分裂多为不均等分裂，也有近似的均等分裂。但多为不均等分裂，也有近似的均
46、等分裂。但多为不均等分裂，也有近似的均等分裂。但多为不均等分裂，也有近似的均等分裂。但胚性胚性胚性胚性细胞发生具有明显的不同步性。细胞发生具有明显的不同步性。细胞发生具有明显的不同步性。细胞发生具有明显的不同步性。胚性细胞核增大，胚性细胞核增大，胚性细胞核增大，胚性细胞核增大，偏移偏移偏移偏移, , , ,细胞器数量增多，细胞器数量增多，细胞器数量增多，细胞器数量增多，特别是特别是特别是特别是线粒体线粒体线粒体线粒体 数量明显增加。细胞壁加厚，且数量明显增加。细胞壁加厚，且数量明显增加。细胞壁加厚，且数量明显增加。细胞壁加厚，且存在着胞存在着胞存在着胞存在着胞间连丝。间连丝。间连丝。间连丝。仁
47、卢藻撬淫宏陇途吮增居霖轮疯于栖预骗宰丁栅拿峨央煎驴册龚最柿祁乒植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2（二）体细胞胚发生的生物化学1 1、ATPaseATPase增高并逐渐增高并逐渐增高并逐渐增高并逐渐由质膜转入细胞内由质膜转入细胞内由质膜转入细胞内由质膜转入细胞内推测：胚性细胞是通过外推测：胚性细胞是通过外源激素的诱导而启动的。因源激素的诱导而启动的。因为外源激素作用的部位是质为外源激素作用的部位是质膜，首先诱导膜蛋白的合膜，首先诱导膜蛋白的合成，于是导致成，于是导致膜膜ATPATP酶酶活性活性提高。提高。寇疑蜜楷磅准癌肋湍怜斗贫贤单灶陋酶仔郧坚搅及贴馋痢缺壳串曹伞昧赋植物细胞工程课程2植物细胞
48、工程课程2 后期后期后期后期：ATPATPATPATP酶活性从细酶活性从细酶活性从细酶活性从细胞质膜逐渐转入细胞内，胞质膜逐渐转入细胞内，胞质膜逐渐转入细胞内，胞质膜逐渐转入细胞内，并在细胞壁的加厚处也出并在细胞壁的加厚处也出并在细胞壁的加厚处也出并在细胞壁的加厚处也出现现现现ATPATPATPATP酶活性反应的沉积酶活性反应的沉积酶活性反应的沉积酶活性反应的沉积物。物。物。物。推测：处于推测：处于“生理隔离生理隔离”晚晚期的胚性细胞或胚性细胞团期的胚性细胞或胚性细胞团一直处于一个一直处于一个厚壁包围厚壁包围之中，之中，与其周围细胞之间的胞间连与其周围细胞之间的胞间连丝也消失。丝也消失。ATP
49、ATP酶的广泛存在酶的广泛存在和保持较高活性为胚性细胞和保持较高活性为胚性细胞或原胚的一系列代谢提供了或原胚的一系列代谢提供了能量保证。能量保证。留谚呆涂茶许涨酿蓝若富抬碉眉谓羹船填醇姓杭篡墙篙措歉涂装堕群浪崎植物细胞工程课程2植物细胞工程课程22. 蛋白质含量升高蛋白质含量升高 胚性愈伤组织蛋白质含量远高于非胚性愈伤组织；胚性愈伤组织蛋白质含量远高于非胚性愈伤组织；胚性愈伤组织蛋白质含量远高于非胚性愈伤组织；胚性愈伤组织蛋白质含量远高于非胚性愈伤组织； 体细胞体细胞体细胞体细胞胚胚胚胚的可溶性蛋白质含量高于胚性愈伤组织；的可溶性蛋白质含量高于胚性愈伤组织；的可溶性蛋白质含量高于胚性愈伤组织；
50、的可溶性蛋白质含量高于胚性愈伤组织； 体细胞胚发育过程中，蛋白质含量高低依次为：（体细胞胚发育过程中，蛋白质含量高低依次为：（体细胞胚发育过程中，蛋白质含量高低依次为：（体细胞胚发育过程中，蛋白质含量高低依次为：（ gg ） 以成熟胚为单位以成熟胚为单位以成熟胚为单位以成熟胚为单位, ,可溶性蛋白质含量随胚体的增加而升高。可溶性蛋白质含量随胚体的增加而升高。可溶性蛋白质含量随胚体的增加而升高。可溶性蛋白质含量随胚体的增加而升高。球形胚球形胚 梨形胚梨形胚 香蕉形胚香蕉形胚 子叶分化期胚子叶分化期胚 成熟胚成熟胚1.401103 0.932 103 1.093 103 1.294 103 1.1
51、09 103 祁遂蒜同隶洒藩吗阮伏铁红翟世视殿屠查惹智餐厌苔拽魂勺鹤操启十鼻刘植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2造佛便沟诣苑嫡厂谱濒诱漂凰峰挽据兵硝盈必迫绦薯芒腺翘驹傲工谱男莽植物细胞工程课程2植物细胞工程课程23.淀粉含量有所增加淀粉含量有所增加 淀淀 粉粉 粒粒 初期初期 发育中的发育中的 二细胞二细胞 多细胞多细胞 球形胚球形胚 成熟胚成熟胚 胚性细胞胚性细胞 胚性细胞胚性细胞 原胚原胚 原胚原胚 亢赋纬菲潘教谣锰妆窄个煌允署撬偿蛰磁腔关莱增赣贸弄瓤屏蚁租嚎怕些植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2炯糯摘裔樟廷琢号炙晃谚秘馅狂蚌饱款坯盎核滚镜瑞嫩敏京部冠轩量獭衰植物细胞工程课程2植物细胞
52、工程课程2坚缺牙苦佛壶亢著磋凯披爪趋揣样偷估曾咐袭拟拥簿挂窒根稍牧苏泅附压植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2小麦体细胞胚发生过程中淀粉粒消长动态与小麦合子胚基本一致；小麦体细胞胚发生过程中淀粉粒消长动态与小麦合子胚基本一致；小麦体细胞胚发生过程中淀粉粒消长动态与小麦合子胚基本一致；小麦体细胞胚发生过程中淀粉粒消长动态与小麦合子胚基本一致；单子叶与双子叶植物体细胞胚发生过程中淀粉粒消长动态趋势相似；单子叶与双子叶植物体细胞胚发生过程中淀粉粒消长动态趋势相似；单子叶与双子叶植物体细胞胚发生过程中淀粉粒消长动态趋势相似；单子叶与双子叶植物体细胞胚发生过程中淀粉粒消长动态趋势相似；搐甩兢剃址蕊碴赘素
53、沉天轻兄惯汪粘逸搐缺而仙啄锗祸评港肝沤痢闺膝报植物细胞工程课程2植物细胞工程课程24.DNA含量增加明显含量增加明显 应用应用应用应用3 3H-H-胸苷胸苷胸苷胸苷( (3 3H- dT)H- dT)标记标记标记标记, ,放射自显影方法研究表明放射自显影方法研究表明放射自显影方法研究表明放射自显影方法研究表明: :愈伤组愈伤组织转入织转入“胚发生培养胚发生培养”4h”4h后，标记的细胞数和标记量逐渐增加，后，标记的细胞数和标记量逐渐增加，到到“球形胚球形胚”时时DNADNA合成速率达到最高峰合成速率达到最高峰. .既秩墅裳涟苹谐萎焕城式酌错勤彰电旷承恬官蒜伐崭酶供乃哲馈磷捡茎铅植物细胞工程课程
54、2植物细胞工程课程2 随着体细胞胚的发育随着体细胞胚的发育,DNA,DNA合成明显增加合成明显增加: :8822办峪锤辽诚厅殆埋搅攫意需茅抄牌管喘爆驹叠狮舅允游刺膜隋肪赚立督逾植物细胞工程课程2植物细胞工程课程25.内源激素含量升高内源激素含量升高(1) (1) 胚性愈伤组织胚性愈伤组织胚性愈伤组织胚性愈伤组织(EC)(EC)的内源激素含量远高于非胚性的内源激素含量远高于非胚性的内源激素含量远高于非胚性的内源激素含量远高于非胚性愈伤组织愈伤组织愈伤组织愈伤组织 (NEC) (NEC)； (2)(2)胚性细胞中内源胚性细胞中内源胚性细胞中内源胚性细胞中内源GAGA水平较低，非胚性细胞中较水平较低
55、，非胚性细胞中较水平较低，非胚性细胞中较水平较低，非胚性细胞中较高。高。高。高。GAGA可能对体细胞胚发生有负作用；可能对体细胞胚发生有负作用；可能对体细胞胚发生有负作用；可能对体细胞胚发生有负作用；憨尹岳年访逢铰绚焚皑映峙珍刀喘辛粪奉趋脐皱芽湃踪磺兄豁效堤背富甩植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2(3) (3) ABA/IAAABA/IAA和和和和ABA/GAABA/GA的比值一直是的比值一直是的比值一直是的比值一直是ECEC高于高于高于高于NECNEC，显然丰富的内源激素含量，可能是体细胞，显然丰富的内源激素含量，可能是体细胞，显然丰富的内源激素含量，可能是体细胞，显然丰富的内源激素含量，
56、可能是体细胞脱分化并形成胚性细胞和保持胚胎发生能力不可脱分化并形成胚性细胞和保持胚胎发生能力不可脱分化并形成胚性细胞和保持胚胎发生能力不可脱分化并形成胚性细胞和保持胚胎发生能力不可缺少的因素；缺少的因素；缺少的因素；缺少的因素；(4)(4) 补加适量的外源补加适量的外源补加适量的外源补加适量的外源ABAABA（4 4molLmolL-1-1），可明显），可明显），可明显），可明显提高体细胞胚发生的频率与质量（促进发生和抑提高体细胞胚发生的频率与质量（促进发生和抑提高体细胞胚发生的频率与质量（促进发生和抑提高体细胞胚发生的频率与质量（促进发生和抑制畸形胚）。制畸形胚）。制畸形胚）。制畸形胚）。(
57、5) (5) ABAABA合成抑制剂不仅降低内源合成抑制剂不仅降低内源合成抑制剂不仅降低内源合成抑制剂不仅降低内源ABA ABA 含量含量含量含量, ,而且而且而且而且抑制体细胞胚胎发生。抑制体细胞胚胎发生。抑制体细胞胚胎发生。抑制体细胞胚胎发生。硼绒罚潞倍串拒已拖这几泵耀爽用青碴厢锌鹿衷脓诉滔妊落烬图卸惜嚼哭植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2墒匙野唐编烷厅顺莱拿择涧毕幼牌折遏栏骗伤效诉裹穷瀑虱眩坞矗琶滑臆植物细胞工程课程2植物细胞工程课程23-4 体细胞胚的起源与遗传稳定性 一一. 体细胞胚的起源体细胞胚的起源 1. 1. 绝大多数体细胞胚是起源于单细胞，证据：绝大多数体细胞胚是起源于单细
58、胞，证据：绝大多数体细胞胚是起源于单细胞，证据：绝大多数体细胞胚是起源于单细胞，证据： 从多种植物中都观察到单个的胚性细胞、均等分裂从多种植物中都观察到单个的胚性细胞、均等分裂的和不均等分裂的二细胞原胚；的和不均等分裂的二细胞原胚； 在一块愈伤组织中或一张切片上可观察到多个不同在一块愈伤组织中或一张切片上可观察到多个不同发育时期的体细胞胚。发育时期的体细胞胚。铜阮派群痞蓬多薛驭兵碗犀弟翟腔垛弗垣捐滑啄情螟热竿碌躇扎较索花屎植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2在红豆草单细胞悬浮培养中也观察到单个胚性细在红豆草单细胞悬浮培养中也观察到单个胚性细胞具有明显胞具有明显极性极性极性极性，第一次分裂多为第
59、一次分裂多为不等分裂不等分裂不等分裂不等分裂，顶顶细胞继续分裂形成多细胞原胚细胞继续分裂形成多细胞原胚，基细胞进行少数基细胞进行少数几次分裂形成胚柄。几次分裂形成胚柄。 在石防风悬浮培养的体细胞中在石防风悬浮培养的体细胞中也观察到也观察到无丝分裂无丝分裂无丝分裂无丝分裂，其中多为缢缩分裂，形成两个细胞核；其中多为缢缩分裂，形成两个细胞核；玉痊武摊削绽涪沙颁浆漾群迭悟裁仰途盂夹饰渭涟子涂蚁灾驮流沽株诊城植物细胞工程课程2植物细胞工程课程23 3 3 3H-H-H-H-胸苷胸苷胸苷胸苷( ( ( (3 3 3 3H-dT)H-dT)H-dT)H-dT)标记实验表明标记实验表明标记实验表明标记实验表
60、明, , , ,开始是愈伤组织外层少数细胞开始是愈伤组织外层少数细胞开始是愈伤组织外层少数细胞开始是愈伤组织外层少数细胞被标记。接着另一些薄壁细胞被标记被标记。接着另一些薄壁细胞被标记被标记。接着另一些薄壁细胞被标记被标记。接着另一些薄壁细胞被标记，这部分的细胞从形态这部分的细胞从形态这部分的细胞从形态这部分的细胞从形态上相继转变为胚性细胞上相继转变为胚性细胞上相继转变为胚性细胞上相继转变为胚性细胞。长撒储有柴揭氖恢故罢潞侗尹葵朋霹福锄诸革绕捏个理财畔幸猪胰碑慎装植物细胞工程课程2植物细胞工程课程22.关于来源于多细胞的问题 用同位素脉冲标记实验可以证明，一些形成的胚性用同位素脉冲标记实验可以
61、证明，一些形成的胚性用同位素脉冲标记实验可以证明，一些形成的胚性用同位素脉冲标记实验可以证明，一些形成的胚性细胞团也是由一个单细胞连续分裂而形成的。当然也细胞团也是由一个单细胞连续分裂而形成的。当然也细胞团也是由一个单细胞连续分裂而形成的。当然也细胞团也是由一个单细胞连续分裂而形成的。当然也不排除有些植物的体细胞胚的确是起源于多细胞的，不排除有些植物的体细胞胚的确是起源于多细胞的，不排除有些植物的体细胞胚的确是起源于多细胞的，不排除有些植物的体细胞胚的确是起源于多细胞的，有待深入研究。有待深入研究。有待深入研究。有待深入研究。记较纠惹贡乍谓柞普蝇渐脆埠吃惜封览齐趋骆檄狠囚仓哩迁瘪压晦括功劝植物
62、细胞工程课程2植物细胞工程课程23. 体细胞转化为胚性细胞的渐变理论 即一个细胞系的发生与形成是一个特定基因组中即一个细胞系的发生与形成是一个特定基因组中即一个细胞系的发生与形成是一个特定基因组中即一个细胞系的发生与形成是一个特定基因组中基因活化的结果基因活化的结果基因活化的结果基因活化的结果： 一是预定阶段一是预定阶段一是预定阶段一是预定阶段，即，即，即，即细胞细胞细胞细胞在脱分化时基因所处的在脱分化时基因所处的在脱分化时基因所处的在脱分化时基因所处的特殊状态（特殊状态（特殊状态（特殊状态（预定性预定性预定性预定性）；）；）；）； 二是表达阶段二是表达阶段二是表达阶段二是表达阶段，在适合的在
63、适合的在适合的在适合的诱导条件下诱导条件下诱导条件下诱导条件下, , , ,预定的细胞发生一系列的生理生化和形预定的细胞发生一系列的生理生化和形预定的细胞发生一系列的生理生化和形预定的细胞发生一系列的生理生化和形态上的变化态上的变化态上的变化态上的变化, , , ,表现出分化的特性。表现出分化的特性。表现出分化的特性。表现出分化的特性。这一特性这一特性这一特性这一特性是不稳定是不稳定是不稳定是不稳定的。的。的。的。追缮捅据疮匠衔潮秆炽矛收眉镍媚面莫士管押贴最霓渺品义主蓑签帐适靛植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2预定阶段预定阶段预定阶段预定阶段培养基成分，尤其是培养基成分，尤其是激素的种类与水
64、平，激素的种类与水平，决定了外植体基因活决定了外植体基因活动的水平。动的水平。基因活动的水平基因活动的水平决定生理生化变决定生理生化变化的范围与程度。化的范围与程度。表达阶段表达阶段表达阶段表达阶段生理生化变化的范生理生化变化的范围与程度，决定外围与程度，决定外植体形态发生的质植体形态发生的质量。量。怯浊软浙母觅竞蘸苑问蚌祖贪绅理浓馈耿簇役胯亢构侮明疏中掂懦淌定坚植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2预定阶段预定阶段表达阶段表达阶段通过调节培养基成通过调节培养基成分、激素组成与配分、激素组成与配比继续进行诱导比继续进行诱导唐仿摈毒井惫匿盘狂疚甸傣艺脉疑戮骡起橙驼温宽卖碉使簿填霹还锰鹿六植物细胞工
65、程课程2植物细胞工程课程2二二. .极性与生理隔离极性与生理隔离1.体细胞胚胎发生的体细胞胚胎发生的“双极性双极性(double (double polarity)polarity)”： 垂周分裂和平周分裂垂周分裂和平周分裂垂周分裂和平周分裂垂周分裂和平周分裂 极性分化的诱导因素：植物激素和外界刺激引起极性分化的诱导因素：植物激素和外界刺激引起极性分化的诱导因素：植物激素和外界刺激引起极性分化的诱导因素：植物激素和外界刺激引起不均等分裂和不均等分裂和不均等分裂和不均等分裂和基因表达产物的不均匀分布基因表达产物的不均匀分布基因表达产物的不均匀分布基因表达产物的不均匀分布： 合子在休眠期合子在休眠
66、期合子在休眠期合子在休眠期中，中，中，中，细胞质和细胞核都集中在细胞质和细胞核都集中在细胞质和细胞核都集中在细胞质和细胞核都集中在一端一端一端一端, , , ,形态发生显著的变化。形态发生显著的变化。形态发生显著的变化。形态发生显著的变化。守酸验兆孙籽奠憋袖竟蔫县离童伺然细给蛛蛛技爆窄屉搏鳃掺个些氦标蛹植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2小麦的胚性细胞的细胞核和质向一端小麦的胚性细胞的细胞核和质向一端小麦的胚性细胞的细胞核和质向一端小麦的胚性细胞的细胞核和质向一端偏偏偏偏移移移移, , , , 细胞器、细胞器、细胞器、细胞器、核糖体和质体等都有区域性集中分布现象核糖体和质体等都有区域性集中分布
67、现象核糖体和质体等都有区域性集中分布现象核糖体和质体等都有区域性集中分布现象, , , ,并和细并和细并和细并和细胞核偏移的方向一致。胞核偏移的方向一致。胞核偏移的方向一致。胞核偏移的方向一致。红豆草体细胞胚红豆草体细胞胚红豆草体细胞胚红豆草体细胞胚、胡萝卜体细胞胚发生中，胡萝卜体细胞胚发生中，胡萝卜体细胞胚发生中，胡萝卜体细胞胚发生中，DNADNADNADNA和和和和RNARNARNARNA的合成同样具有极性化集中区域的合成同样具有极性化集中区域的合成同样具有极性化集中区域的合成同样具有极性化集中区域。广昔仟遥妥执剔始产醋无铬奔刁砒窝黎拥撅氟官废闸府咙专司淖民医筑妙植物细胞工程课程2植物细胞
68、工程课程22.生理隔离生理隔离(physiological isolation)： 即胚性细胞与周围细胞或组织形成明显界限的现象。即胚性细胞与周围细胞或组织形成明显界限的现象。即胚性细胞与周围细胞或组织形成明显界限的现象。即胚性细胞与周围细胞或组织形成明显界限的现象。 “ “细胞生理隔离细胞生理隔离细胞生理隔离细胞生理隔离” ”与与与与“ “组织生理隔离组织生理隔离组织生理隔离组织生理隔离” ”？ 合子胚：合子胚：合子胚：合子胚：被子植物的胚囊减数分裂后被子植物的胚囊减数分裂后被子植物的胚囊减数分裂后被子植物的胚囊减数分裂后, , , ,形成的大孢子是与周围形成的大孢子是与周围形成的大孢子是与
69、周围形成的大孢子是与周围细胞处于分开的状态。细胞处于分开的状态。细胞处于分开的状态。细胞处于分开的状态。在小孢子发生时在小孢子发生时在小孢子发生时在小孢子发生时, , , ,小孢子母细胞在减数分裂前期也与小孢子母细胞在减数分裂前期也与小孢子母细胞在减数分裂前期也与小孢子母细胞在减数分裂前期也与绒毡层的细胞间没有联系。绒毡层的细胞间没有联系。绒毡层的细胞间没有联系。绒毡层的细胞间没有联系。惺销问远委桨落帧除琳轴雪咕萄拄追茨讼父傀叉揭桌搓玉羹砒椰茹趟糖候植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2体细胞胚：体细胞胚： StewardStewardStewardSteward从胡萝卜体细胞胚胎发生中同样观察
70、到从胡萝卜体细胞胚胎发生中同样观察到从胡萝卜体细胞胚胎发生中同样观察到从胡萝卜体细胞胚胎发生中同样观察到与母体组织或外植体的维管束系统无直接联系与母体组织或外植体的维管束系统无直接联系与母体组织或外植体的维管束系统无直接联系与母体组织或外植体的维管束系统无直接联系，处于处于处于处于相对相对相对相对独立独立独立独立的的的的状态状态状态状态。多种植物中都观察到多种植物中都观察到多种植物中都观察到多种植物中都观察到, , , ,早期的胚性细胞与周围细胞早期的胚性细胞与周围细胞早期的胚性细胞与周围细胞早期的胚性细胞与周围细胞还存在胞间连丝还存在胞间连丝还存在胞间连丝还存在胞间连丝, , , ,但随着胚
71、性细胞的发育但随着胚性细胞的发育但随着胚性细胞的发育但随着胚性细胞的发育, , , ,细胞壁加细胞壁加细胞壁加细胞壁加厚厚厚厚, , , ,胞间连丝消失或被堵塞。胚性细胞开始分裂胞间连丝消失或被堵塞。胚性细胞开始分裂胞间连丝消失或被堵塞。胚性细胞开始分裂胞间连丝消失或被堵塞。胚性细胞开始分裂, , , ,从从从从二细胞原胚到多细胞原胚始终被厚壁所包围二细胞原胚到多细胞原胚始终被厚壁所包围二细胞原胚到多细胞原胚始终被厚壁所包围二细胞原胚到多细胞原胚始终被厚壁所包围, , , ,与周与周与周与周围细胞形成明显的界限。围细胞形成明显的界限。围细胞形成明显的界限。围细胞形成明显的界限。定钵蓖巷人拇窘大
72、氟色数瘫恼友坯惠锰觉互颓才开吝渭秋洪席覆爵莆腔秽植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2厄王沾黔傅焙融婉腺糟市铱罕徘霉殃淬灾镇九弓浦带氰点她咀斑捌砷吮生植物细胞工程课程2植物细胞工程课程23.3.发育竟争现象发育竟争现象 胚性细胞形成后，并不是所有的都能进一步发育胚性细胞形成后，并不是所有的都能进一步发育胚性细胞形成后，并不是所有的都能进一步发育胚性细胞形成后，并不是所有的都能进一步发育成体细胞胚，成体细胞胚，成体细胞胚，成体细胞胚，这里除了培养诱导条件外这里除了培养诱导条件外这里除了培养诱导条件外这里除了培养诱导条件外，细胞间的细胞间的细胞间的细胞间的相互作用与竞争是重要的因素。相互作用与竞争是
73、重要的因素。相互作用与竞争是重要的因素。相互作用与竞争是重要的因素。 只有那些从周围细胞获得能量、物质的那些胚性只有那些从周围细胞获得能量、物质的那些胚性只有那些从周围细胞获得能量、物质的那些胚性只有那些从周围细胞获得能量、物质的那些胚性细胞才可继续分裂和分化细胞才可继续分裂和分化细胞才可继续分裂和分化细胞才可继续分裂和分化：抗鄂吮憎挂乱旨妇氰宏起姥斯埔缸抬泌佛吾雏祥惋聪蹄房拂则坑艳溉扰诉植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 证据：证据： 在这些胚胎迅速发育过程中在这些胚胎迅速发育过程中在这些胚胎迅速发育过程中在这些胚胎迅速发育过程中，相邻细胞逐渐处于相邻细胞逐渐处于相邻细胞逐渐处于相邻细胞逐
74、渐处于解体状态解体状态解体状态解体状态，以致在体细胞胚周围出现较大的缝隙以致在体细胞胚周围出现较大的缝隙以致在体细胞胚周围出现较大的缝隙以致在体细胞胚周围出现较大的缝隙，与其邻近细胞隔离开处于相对独立的情况。与其邻近细胞隔离开处于相对独立的情况。与其邻近细胞隔离开处于相对独立的情况。与其邻近细胞隔离开处于相对独立的情况。 因而如何改善条件因而如何改善条件因而如何改善条件因而如何改善条件, , , ,减少细胞间相互竞争作用是提减少细胞间相互竞争作用是提减少细胞间相互竞争作用是提减少细胞间相互竞争作用是提高体细胞胚发生频率的重要途径。高体细胞胚发生频率的重要途径。高体细胞胚发生频率的重要途径。高体
75、细胞胚发生频率的重要途径。衅绷疵契司诅簇莱篷锦侩囤篙矮棉角厂板撩琼位关淤粮耿诣彪护故低臼溃植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 由此推测由此推测, ,在胚性细胞的发生与发育过程中处于相对独立状态在胚性细胞的发生与发育过程中处于相对独立状态, ,有利有利于胚胎发生潜力的表达。但生理隔离也只是相对的于胚胎发生潜力的表达。但生理隔离也只是相对的, ,并不意味着并不意味着它们与周围组织在生理上完全隔离开它们与周围组织在生理上完全隔离开, ,在体细胞胚发生与发育过在体细胞胚发生与发育过程中程中, ,必须从周围细胞中取得营养、能量和激素等必须从周围细胞中取得营养、能量和激素等, ,不仅有相互依不仅有相互依
76、存关系存关系, ,而且有相互竞争的关系。而且有相互竞争的关系。生理隔离可能是营养竞争的结生理隔离可能是营养竞争的结生理隔离可能是营养竞争的结生理隔离可能是营养竞争的结果。果。果。果。肿踏青筒阂氮浦腾歌姨县净宵谩宫吕页山优手衡眯拾眠绦贺弃鼓溉官锋窄植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2三三. .遗传稳定性与变异性遗传稳定性与变异性 1.遗传稳定性：遗传稳定性： 一般认为一般认为一般认为一般认为, ,通过体细胞胚发生途径形成再生植株是通过体细胞胚发生途径形成再生植株是通过体细胞胚发生途径形成再生植株是通过体细胞胚发生途径形成再生植株是相对稳定的。理论依据是相对稳定的。理论依据是相对稳定的。理论依据是
77、相对稳定的。理论依据是：只有那些未经过畸变的细胞才有可能形成体细胞胚。只有那些未经过畸变的细胞才有可能形成体细胞胚。只有那些未经过畸变的细胞才有可能形成体细胞胚。只有那些未经过畸变的细胞才有可能形成体细胞胚。 人工种子的制作人工种子的制作人工种子的制作人工种子的制作, , , ,优良种质的保存和无性系繁殖等优良种质的保存和无性系繁殖等优良种质的保存和无性系繁殖等优良种质的保存和无性系繁殖等, , , ,正是基于体细胞胚的基因型与原亲本正是基于体细胞胚的基因型与原亲本正是基于体细胞胚的基因型与原亲本正是基于体细胞胚的基因型与原亲本的的的的相同相同相同相同性。性。性。性。搽孤杖田臣珐绸熔妙诲殷西指
78、惩掸恳蚊馏宅图先没桶宦雄绰链翰本泪礁耍植物细胞工程课程2植物细胞工程课程22. 变异性发生的普遍性小麦幼胚作为外植体小麦幼胚作为外植体小麦幼胚作为外植体小麦幼胚作为外植体, , , ,通过体细胞胚发生途径建立通过体细胞胚发生途径建立通过体细胞胚发生途径建立通过体细胞胚发生途径建立体细胞体细胞体细胞体细胞无无无无性系性系性系性系, , , ,在其后代中出现广泛的变异在其后代中出现广泛的变异在其后代中出现广泛的变异在其后代中出现广泛的变异, , , ,包括单包括单包括单包括单基因控制的质量性状变异基因控制的质量性状变异基因控制的质量性状变异基因控制的质量性状变异, , , ,如粒色、蜡性和颖色变如
79、粒色、蜡性和颖色变如粒色、蜡性和颖色变如粒色、蜡性和颖色变异异异异; ; ; ;多基因控制的数量性状变异多基因控制的数量性状变异多基因控制的数量性状变异多基因控制的数量性状变异, , , ,如株高、抽穗期变如株高、抽穗期变如株高、抽穗期变如株高、抽穗期变异等。异等。异等。异等。宁夏宁夏宁夏宁夏枸杞枸杞枸杞枸杞叶片离体培养形成叶片离体培养形成叶片离体培养形成叶片离体培养形成的的的的再生植株根尖细胞再生植株根尖细胞再生植株根尖细胞再生植株根尖细胞染色体染色体染色体染色体发生明显发生明显发生明显发生明显变异。变异。变异。变异。赃藉梨嗣楚账课峨皱市证吃锤眼胎钟掏卡阎咋真菏红性第藤遣豺请券缨丧植物细胞工
80、程课程2植物细胞工程课程260.6460.6464.3064.30逼亡穿制馅频诬航良毛悸钟佬盲针扼炒莉蝉隶煽宣瑞代木藤怯歪脸觅区漫植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 无性系的变异是极其广泛的：无性系的变异是极其广泛的：无性系的变异是极其广泛的：无性系的变异是极其广泛的： 五种不同愈伤组织的染色体变异五种不同愈伤组织的染色体变异五种不同愈伤组织的染色体变异五种不同愈伤组织的染色体变异 愈伤组织来源愈伤组织来源愈伤组织来源愈伤组织来源 观察细胞数观察细胞数观察细胞数观察细胞数 变异细胞数变异细胞数变异细胞数变异细胞数 变异频率变异频率变异频率变异频率(%) (%) 变异范围变异范围变异范围变异范
81、围 烟草叶片烟草叶片烟草叶片烟草叶片(n=24) 127 98 77.2 8(n=24) 127 98 77.2 89696 枸杞叶片枸杞叶片枸杞叶片枸杞叶片(2n=24) 126 81 64.3 6(2n=24) 126 81 64.3 64848 伊贝母鳞茎伊贝母鳞茎伊贝母鳞茎伊贝母鳞茎(2n=24) 64 39 60.9 13(2n=24) 64 39 60.9 136060 白兰瓜子叶白兰瓜子叶白兰瓜子叶白兰瓜子叶(2n=24) 217 166 76.5 8(2n=24) 217 166 76.5 8162162 山黧豆胚根山黧豆胚根山黧豆胚根山黧豆胚根(2(2n=14) n=14)
82、211 155 73.5 6211 155 73.5 6140140菱凑骨乖疑漫拧灾涝能痴徽娩馏里落绎镊驮太嘲萎插渡壶乏理贼勒残致耽植物细胞工程课程2植物细胞工程课程23.染色体数量与结构变异的原因：数量变异数量变异数量变异数量变异：如核融合、核内有丝分裂、核内染色体如核融合、核内有丝分裂、核内染色体复制等产生整倍多倍体；一些不正常的有丝分裂则复制等产生整倍多倍体；一些不正常的有丝分裂则导致产生非整倍体，如多极分裂、落后染色体、染导致产生非整倍体，如多极分裂、落后染色体、染色体后期桥等；色体后期桥等；结构变异：结构变异：分裂过程中染色体的重复、缺失、易位分裂过程中染色体的重复、缺失、易位和倒位
83、等。和倒位等。租碘谩疡星砌挟描啤韧善讥咱陌碌典卞独翘蘸忱埂湖彻簿整芜控哩务绵口植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2易位易位猴缨庄东怖拷毒削鸥疮翰置局匝拴稳舟蜕储忽讹匀花阔火几贫建已倘很利植物细胞工程课程2植物细胞工程课程22n2n1414汽皆坡幸殖兹徽澈惦癸涎忆贿曝获恃砾丫腕砒标好辊暇潦禾雷伐窜乎系宫植物细胞工程课程2植物细胞工程课程24.外源植物激素在染色体变异中的作用 激素成分对贝母鳞茎离体培养中染色体变异的影响激素成分对贝母鳞茎离体培养中染色体变异的影响激素成分对贝母鳞茎离体培养中染色体变异的影响激素成分对贝母鳞茎离体培养中染色体变异的影响 激素组合激素组合激素组合激素组合 观察细胞数观
84、察细胞数观察细胞数观察细胞数 变异细胞数变异细胞数变异细胞数变异细胞数 变异频率变异频率变异频率变异频率(%) (%) 变异范围变异范围变异范围变异范围 2,4-D 55 19 34.5 12 2,4-D 55 19 34.5 124242 IAA 63 17 27.4 5 IAA 63 17 27.4 54141 NAA 51 12 23.5 7 NAA 51 12 23.5 73838 2.4-D + KT 64 39 60.9 222.4-D + KT 64 39 60.9 226060 IAA+KT 69 36 52.2 21 IAA+KT 69 36 52.2 214848 NAA+
85、KT 73 23 31.5 12 NAA+KT 73 23 31.5 124141 2,4-D2,4-D、IAAIAA、NAANAA各各lmg/L 2,4-D + KT,IAA+KTlmg/L 2,4-D + KT,IAA+KT和和NAA+KT,KTNAA+KT,KT的浓度均为的浓度均为0.1 0.1 mg /Lmg /L， 20 20天后进行检查天后进行检查。磐绷剃藕菇淆刮门夜娥遣达戊珐绒淀暖需宜绒誉躬铣羡扼耙才琶境酋撬守植物细胞工程课程2植物细胞工程课程25.继代培养时间对培养细胞染色体变异的影响 愈伤组织继代培养的次数与细胞染色体变异的频率呈正相愈伤组织继代培养的次数与细胞染色体变异的频
86、率呈正相愈伤组织继代培养的次数与细胞染色体变异的频率呈正相愈伤组织继代培养的次数与细胞染色体变异的频率呈正相关，即细胞倍性混乱程度增大，异形核细胞比关，即细胞倍性混乱程度增大，异形核细胞比关，即细胞倍性混乱程度增大，异形核细胞比关，即细胞倍性混乱程度增大，异形核细胞比 例增加。例增加。例增加。例增加。 伊贝母愈伤组织继代培养对染色体变异的影响伊贝母愈伤组织继代培养对染色体变异的影响伊贝母愈伤组织继代培养对染色体变异的影响伊贝母愈伤组织继代培养对染色体变异的影响 继代继代 培养培养 观观 察察 变异变异 变异频率变异频率 非整倍体非整倍体 非整倍体非整倍体 次数次数 天数天数 细胞数细胞数 细胞
87、数细胞数 (%) (%) 细胞数细胞数 细胞频率细胞频率(%)(%) 1 43 82 52 1 43 82 52 63.463.4 50 61.0 50 61.0 3 122 112 74 3 122 112 74 66.166.1 74 66.1 74 66.1 5 203 77 53 5 203 77 53 68.868.8 51 66.2 51 66.2 7 279 85 69 81.2 66 77.6 7 279 85 69 81.2 66 77.6 9 9 427 71 63 427 71 63 88.7 88.7 63 63 88.7 88.7洱俩输娜市重症痹白真哨伟伤类毅彩杰侦毋
88、稚举诱六懒丹印啮终够碌拣弃植物细胞工程课程2植物细胞工程课程23-5 3-5 离体培养器官发生的调控机制离体培养器官发生的调控机制 在合适的培养条件下，离体的组织或细胞可以在合适的培养条件下，离体的组织或细胞可以脱分化、再分化形成任何我们所需的芽、根、叶、脱分化、再分化形成任何我们所需的芽、根、叶、花，并逐步发育成完整的植株。花，并逐步发育成完整的植株。 植物器官再生的种类受内、外两种因素控制，植物器官再生的种类受内、外两种因素控制，即外植体的来源和所处生理状态与培养时使用的激即外植体的来源和所处生理状态与培养时使用的激素种类和浓度。素种类和浓度。裂箍哺霞刃浚统歪饱念效丈誓莆瑰囱摈戴台乎嘿俊霹
89、绚抨逗兼得庆舍私滨植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2沏呻鱼涧游衡志髓恃丫输鼠翘半棕添调剑娶兰爆股撬铰神粟过像辫干擞掣植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2一.离体培养过程中的发育事件感受感受感受感受（competencecompetence）：）： 某些细胞对激素的诱导产生反应。某些细胞对激素的诱导产生反应。某些细胞对激素的诱导产生反应。某些细胞对激素的诱导产生反应。 应答应答应答应答（commtimentcommtiment）：）： 产生反应的细胞发生特异的细胞分裂，向形成器产生反应的细胞发生特异的细胞分裂，向形成器产生反应的细胞发生特异的细胞分裂，向形成器产生反应的细胞发生特异的细胞分裂，
90、向形成器 官原基发育。官原基发育。官原基发育。官原基发育。 发育发育发育发育（developmentdevelopment）：）： 发生特异分裂的细胞进入不定芽再生的发育路径。发生特异分裂的细胞进入不定芽再生的发育路径。发生特异分裂的细胞进入不定芽再生的发育路径。发生特异分裂的细胞进入不定芽再生的发育路径。矿阻岔做羡瞥锁藻朴仗起方乡锦磷郭莆绒症宙械免耳宿喻诞孔皆酸本漏懦植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2经历第一、第二个阶段后，一些细胞己经获得了某经历第一、第二个阶段后，一些细胞己经获得了某经历第一、第二个阶段后，一些细胞己经获得了某经历第一、第二个阶段后，一些细胞己经获得了某种种种种“ “决
91、定决定决定决定” ”(determination)，沿着这一决定了的特，沿着这一决定了的特，沿着这一决定了的特，沿着这一决定了的特定路线进入确定发育路径。定路线进入确定发育路径。定路线进入确定发育路径。定路线进入确定发育路径。现有的研究主要集中在两个方面现有的研究主要集中在两个方面现有的研究主要集中在两个方面现有的研究主要集中在两个方面: :一是从解剖学角度一是从解剖学角度一是从解剖学角度一是从解剖学角度说明其形态发生过程；另一个是寻找参与调控器官说明其形态发生过程；另一个是寻找参与调控器官说明其形态发生过程；另一个是寻找参与调控器官说明其形态发生过程；另一个是寻找参与调控器官原基发生和表达的
92、基因与蛋白。原基发生和表达的基因与蛋白。原基发生和表达的基因与蛋白。原基发生和表达的基因与蛋白。寇沙脊斡遣柿拘碉侧紫漏泣郸坠宗轰思加枷捷蒂撇轧繁瞥闺场徒策惫幌砒植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2二二.离体培养中芽的起源及参与其发生的基因离体培养中芽的起源及参与其发生的基因（一）关于芽的起源：（一）关于芽的起源：（一）关于芽的起源：（一）关于芽的起源： 源于茎尖分生组织（源于茎尖分生组织（源于茎尖分生组织（源于茎尖分生组织（shoot apical meristemshoot apical meristem, , SAMSAM）的一部分细胞并始终保持其自主性的）的一部分细胞并始终保持其自主性的
93、）的一部分细胞并始终保持其自主性的）的一部分细胞并始终保持其自主性的“ “detached meristemdetached meristem” ”理论（马铃薯）。理论（马铃薯）。理论（马铃薯）。理论（马铃薯）。 源于茎尖分生组织中的某些新细胞，即源于茎尖分生组织中的某些新细胞，即源于茎尖分生组织中的某些新细胞，即源于茎尖分生组织中的某些新细胞，即“ “de de novol cellsnovol cells” ”理论（拟南芥）。理论（拟南芥）。理论（拟南芥）。理论（拟南芥）。扎失肛淖搅狂拍伯异屉客柔掐幂哩据槽蝴浆做蔬伶婶相酋客午潘近拇大岛植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2（二）（二）调控腋
94、芽和茎尖分生组织发育的基因调控腋芽和茎尖分生组织发育的基因 1.1.1.1.通过调节植物体内激素的分布和时间来影响腋芽通过调节植物体内激素的分布和时间来影响腋芽通过调节植物体内激素的分布和时间来影响腋芽通过调节植物体内激素的分布和时间来影响腋芽和茎尖分生组织发育的时间和腋芽形成数目的基因和茎尖分生组织发育的时间和腋芽形成数目的基因和茎尖分生组织发育的时间和腋芽形成数目的基因和茎尖分生组织发育的时间和腋芽形成数目的基因: : AXRAXR（AUXIN-INSENSITIVEAUXIN-INSENSITIVE）, , TB1 TB1( (TEOSINTETEOSINTE BRANCHED 1BRA
95、NCHED 1), ), SPS SPS(SUPERSHOOT)(SUPERSHOOT)。调节植物体内激素调节植物体内激素 的分布和时间的分布和时间腋芽和茎尖分生组织发育腋芽和茎尖分生组织发育 的时间和腋芽形成数目的时间和腋芽形成数目租絮椽戌谚村绑策胳庇唆医稠擅乳译疟昔丑菩窜省身了责准奄仟蚁芯律郸植物细胞工程课程2植物细胞工程课程22.2.2.2.直接影响（促进或抑制）腋芽分生组织及其后的发直接影响（促进或抑制）腋芽分生组织及其后的发直接影响（促进或抑制）腋芽分生组织及其后的发直接影响（促进或抑制）腋芽分生组织及其后的发生发育过程的基因生发育过程的基因生发育过程的基因生发育过程的基因 与生长素
96、、细胞分裂素或独角金内酯信号传导有关的因子与生长素、细胞分裂素或独角金内酯信号传导有关的因子与生长素、细胞分裂素或独角金内酯信号传导有关的因子与生长素、细胞分裂素或独角金内酯信号传导有关的因子: : PINPIN、CRE1CRE1、AHKAHKS S、MAX1MAX1等；等；等；等； 与细胞分裂相关的细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶与细胞分裂相关的细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶与细胞分裂相关的细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶与细胞分裂相关的细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶CDKCDKS S（cyclin dependentkinasecyclin dependentkinas
97、e）；）； 与茎尖分生组织发育相关基因：与茎尖分生组织发育相关基因：与茎尖分生组织发育相关基因：与茎尖分生组织发育相关基因：KNOXKNOX、WUSWUS、MOC1MOC1、LSLS、CLV1CLV1、CLV3CLV3等；等；等；等； 腋芽分生组织及腋芽分生组织及其后的发生发育过程其后的发生发育过程钥佛窗抢褂隶柜撕坎麻嫌主绒柏哺编馁辰茸界恨布兑摇性蘸置幻竞固叠箕植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2三三.KNOX.KNOX基因与茎尖组织发育基因与茎尖组织发育 KNOX（KNOTTED-like homeobox genes）家族是植物中家族是植物中家族是植物中家族是植物中的的的的4 4个同源异型
98、盒基因家族（个同源异型盒基因家族（个同源异型盒基因家族（个同源异型盒基因家族（KNOX、WOX、BELL、HD-ZIP）之一，几乎存在于所有的单子叶和双子叶植物中。之一，几乎存在于所有的单子叶和双子叶植物中。之一，几乎存在于所有的单子叶和双子叶植物中。之一，几乎存在于所有的单子叶和双子叶植物中。 （一）（一）（一）（一）KNOXKNOXKNOXKNOX基因家族：基因家族：基因家族：基因家族： 1.KNOX 1.KNOX 1.KNOX 1.KNOX亚家族：亚家族：亚家族：亚家族： 主要在植物分生组织中表达，是分生组织发生与维持所必主要在植物分生组织中表达，是分生组织发生与维持所必主要在植物分生组
99、织中表达，是分生组织发生与维持所必主要在植物分生组织中表达，是分生组织发生与维持所必须的关键基因，调控与器官发生相关的细胞分化，最终影响侧须的关键基因，调控与器官发生相关的细胞分化，最终影响侧须的关键基因，调控与器官发生相关的细胞分化，最终影响侧须的关键基因，调控与器官发生相关的细胞分化，最终影响侧生器官的形态建成。生器官的形态建成。生器官的形态建成。生器官的形态建成。瞄跑蚊孰毅默锣围息窝奸谁煎樟今群咖掀椎顾迎篮野葬陌虱硅虽踩激两隆植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 2.KNOXKNOX亚家族：亚家族： 在所有植物组织中均表达，由于表达广泛且缺乏在所有植物组织中均表达，由于表达广泛且缺乏在所
100、有植物组织中均表达，由于表达广泛且缺乏在所有植物组织中均表达，由于表达广泛且缺乏响应的突变体，目前对其研究较少。响应的突变体，目前对其研究较少。响应的突变体，目前对其研究较少。响应的突变体，目前对其研究较少。茎尖形态结构茎尖形态结构茎尖形态结构茎尖形态结构（Morphology of shoot apex）扯推勇持尉缺旧函懈驯吠糙咖秸缘柏似遁佬携倡决缎据蛋副没雄番办币试植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2（二）KNOX基因在茎尖中的时空表达1.茎尖分生组织的结构茎尖分生组织的结构茎尖分生组织的结构茎尖分生组织的结构中央区中央区 (CZ) (CZ)周围区周围区(PZ)(PZ) 肋区（肋区（RZR
101、Z）茎端形态发生区茎端形态发生区侧生形态侧生形态发生区发生区L1L2L3原套原体表皮层皮层原中柱原SAM结构结构周围区的细胞通常较小周围区的细胞通常较小,细胞分裂速度较快细胞分裂速度较快,位于位于SAM的的侧翼边缘侧翼边缘,发育过程中分化为叶、侧芽和茎外层组织。肋发育过程中分化为叶、侧芽和茎外层组织。肋区促成茎的伸长。区促成茎的伸长。中心区由分裂慢、体积大的细胞组中心区由分裂慢、体积大的细胞组成成,构成了一个自我更新的干细胞构成了一个自我更新的干细胞库库,是形成茎、侧生器官是形成茎、侧生器官(叶和花叶和花)以及叶腋分生组织的细胞源。以及叶腋分生组织的细胞源。唬柠痕涂拎敞串卖提梨梆雌窃陆谩翟另痊
102、芭恳留挽锋膜尸忱戴攀元夸渡惺植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 以拟南芥为例,拟南芥中有4个KNOX基因: STM,BP,KNAT2STM,BP,KNAT2和KNAT6KNAT6。这些基因共同参与维持茎尖分生组织活力与结构，确定侧生器官边界等功能。旁杉睦永剪极淳葛吧赡噪烈罕铬斑尽布很炊木圭倍仁截佑隋鲜蔫氮傲逮杰植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2拟南芥根离体培养过程中和茎（芽）形成相关基因的表达顺序拟南芥根离体培养过程中和茎（芽）形成相关基因的表达顺序拟南芥根离体培养过程中和茎（芽）形成相关基因的表达顺序拟南芥根离体培养过程中和茎（芽）形成相关基因的表达顺序 自体调节/反馈调节原套原体czP
103、ZRZSTMCUC2出生侧枝出生侧枝鳞顽满扬恫阂圾井妄翼诣佃膀膛版蓟汉又芽挟懈芥挥垫盐绽迁哼谬唾故星植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2拟南芥胚胎发育过程中典型基因的表达模式GA STM(KNOX)CKARRWUSHighCK/AuxinRatioLow GAAUXIN STM(KNOX)CKCUCLow CK/Auxin RatioHigh GA调温米亮翅帅嘘饺米孝蒜拐晚狐聋功绩寄禽鳞委谰坟不耻澄哉彩蚀柔纪迎植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2胚胎发育过程中典型基因的表达模式 偶鳖沧碗岳侗纬灶眼姿周观蜗摹副贩榔炭啃啪硝兴涣傍烦孟醉属踩仓插擎植物细胞工程课程2植物细胞工程课程23-6 3-6
104、体细胞胚发生中基因表达与调控体细胞胚发生中基因表达与调控转录水平：转录水平：mRNAmRNA含量含量翻译水平：翻译水平：蛋白质含量蛋白质含量(1)Northern杂交杂交(2)mRNA差别显示技术差别显示技术 (DDRT-PCR技术技术)(3) mRNA的体外翻译的体外翻译(1)蛋白质的双向电泳蛋白质的双向电泳(2)Western杂交杂交(3) ELLSA检测技术检测技术(酶联免疫吸附法酶联免疫吸附法)表达与鉴定表达与鉴定:狱孩察蝗跺佰疗峦帖朴悬瞬按瞅谴勇流铱画耍费厄曹龚墓踊雍弱花帮腿漾植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2调控1、顺式作用元件及其鉴出、顺式作用元件及其鉴出:启动子、增强子启动子
105、、增强子2、反式作用因子、反式作用因子转录因子转录因子DNA结合区转录激活区螺旋-转角-螺旋结构,锌指(Zinc finger)结构 亮氨酸拉链(leucine zipper)结构酸性功能区谷氨酰胺丰富功能区脯氨酸丰富功能区艳沸女坟河郊蓄茨帧娇节掳贱背瘩婚舜逼伶拍布奥站程周义残傻罚坟逮氯植物细胞工程课程2植物细胞工程课程23.3.体细胞胚发生中基因表达的激素调节；体细胞胚发生中基因表达的激素调节；体细胞胚发生中基因表达的激素调节；体细胞胚发生中基因表达的激素调节； IAA IAA、CTKCTK、ABAABA、2 2，4-D4-D4.4.蛋白质磷酸化与基因表达蛋白质磷酸化与基因表达蛋白质磷酸化与
106、基因表达蛋白质磷酸化与基因表达5. 5. DNADNA的甲基化对基因表达的调控作用的甲基化对基因表达的调控作用的甲基化对基因表达的调控作用的甲基化对基因表达的调控作用怪荣箱辗曼氦痊埂易刮子瘫琼溉批骇胸疵宋史誊邯棺颧媳逃牺吝沂褒男诵植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2一一.体细胞胚发生中特定遗传信息的表达体细胞胚发生中特定遗传信息的表达 1.mRNA1.mRNA的合成：的合成：的合成：的合成： mRNAmRNA在细胞中的含量很低在细胞中的含量很低在细胞中的含量很低在细胞中的含量很低( (占总占总占总占总RNARNA的的的的1%5%), 1%5%), 每种特每种特每种特每种特异异异异 mRNA m
107、RNA的含量则更少。的含量则更少。的含量则更少。的含量则更少。 植物细胞中植物细胞中植物细胞中植物细胞中mRNAmRNA合成的知识主要来自于对几种能产生高丰合成的知识主要来自于对几种能产生高丰合成的知识主要来自于对几种能产生高丰合成的知识主要来自于对几种能产生高丰 度度度度mRNAmRNA的基因的研究。的基因的研究。的基因的研究。的基因的研究。 mRNA mRNA分子的合成过程大致分子的合成过程大致分子的合成过程大致分子的合成过程大致分为三步：分为三步：分为三步：分为三步：滩埂榜寄浴瘟假政樊让瑰碱妒墓锣痛砧喀沮铲伊如俯竟模厦泳糊悠颜睛愿植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2恢吭蛤勺册聂凑颧撤褪衣
108、架们氟涡琼聊棉隧陛康怀信揖嘘卢纪诀硅岔酸兄植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2mm7 7G G5 5 pppppp5 5 NPNPNPNP翅伶锄竞珐厕铂些膨洱碧名罢励头肘厘船窄桂莱斩冷椰拯活蓬跑肺鸵攀您植物细胞工程课程2植物细胞工程课程22.胚性蛋白质的形成 在有胚胎发生的体细胞培养中均有在有胚胎发生的体细胞培养中均有在有胚胎发生的体细胞培养中均有在有胚胎发生的体细胞培养中均有特异性蛋白表达特异性蛋白表达特异性蛋白表达特异性蛋白表达苜蓿体细胞胚发生中苜蓿体细胞胚发生中, ,在诱导培养第在诱导培养第5 5天的胚性细胞中天的胚性细胞中有有50kD50kD的特异性蛋白表达；的特异性蛋白表达；在胡萝卜
109、、水稻、玉米、豌豆等的胚性愈伤组织中存在胡萝卜、水稻、玉米、豌豆等的胚性愈伤组织中存在在45 55kD45 55kD的相关性蛋白；的相关性蛋白；在小麦和枸杞体细胞胚发生早期分别检测到在小麦和枸杞体细胞胚发生早期分别检测到49kD49kD和和35 kD35 kD相关性蛋白。相关性蛋白。德箍扳镀山秋藕苹嘶祖汁蹲诽仗棱见它偿乱锤恤返光戴账押络住愤嫡吴佐植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2二.体细胞胚发生中基因表达常用鉴定方法 1.转录水平上的鉴定转录水平上的鉴定转录水平上的鉴定转录水平上的鉴定 (1) (1) (1) (1) NorthernNorthern杂交杂交杂交杂交： 通过细胞总通过细胞总通
110、过细胞总通过细胞总RNARNA或或或或Ploy(A) mRNAPloy(A) mRNA与探针的杂交与探针的杂交与探针的杂交与探针的杂交来分析基因转录水平来分析基因转录水平来分析基因转录水平来分析基因转录水平的方法的方法的方法的方法，称，称，称，称Northern Northern 杂交杂交杂交杂交。 程序：程序：程序：程序：植物总植物总植物总植物总RNARNARNARNA的提取；探针的制备；印迹的提取；探针的制备；印迹的提取；探针的制备；印迹的提取；探针的制备；印迹及杂交。及杂交。及杂交。及杂交。 佰墩沸邪峰吱怔较尽批窑镍专翼涝矛痈港旁腿蛇冲削捕架风钉滁炊仟伞污植物细胞工程课程2植物细胞工程课
111、程2斑点杂交与印迹杂交的区别：斑点杂交与印迹杂交的区别： 斑点杂交斑点杂交斑点杂交斑点杂交只需要将只需要将RNARNA样品点在固相膜上直接与样品点在固相膜上直接与探针杂交。此法只能鉴定基因是否转录；探针杂交。此法只能鉴定基因是否转录； 印迹杂交印迹杂交印迹杂交印迹杂交则需要先将提取的总则需要先将提取的总RNARNA或或mRNAmRNA样品进样品进行电泳分离，然后转移到固相膜上，再与探针杂行电泳分离，然后转移到固相膜上，再与探针杂交。此法可对基因的转录情况进行较详细的分析，交。此法可对基因的转录情况进行较详细的分析，如如RNARNA转录的大小及丰度等。转录的大小及丰度等。癸封弯诸邯汲臻郸败瞄炬竹
112、斗木周宪犹铭湍泌誓忙腆崩逞场宁合铱判篙逸植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2坚纪徊杰刁除忽祷副顾烹歹服橙隐坤酿停钦蝉诽臆踊果斗唬榔匆破患傣袭植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2（2）mRNA差别显示技术差别显示技术 在生物体发育的不同阶段，或是在不同组织或细胞在生物体发育的不同阶段，或是在不同组织或细胞在生物体发育的不同阶段，或是在不同组织或细胞在生物体发育的不同阶段，或是在不同组织或细胞中发生的不同基因，按时间、空间进行有序的表达方中发生的不同基因，按时间、空间进行有序的表达方中发生的不同基因，按时间、空间进行有序的表达方中发生的不同基因，按时间、空间进行有序的表达方式，叫基因的差异表达式，
113、叫基因的差异表达式，叫基因的差异表达式，叫基因的差异表达（differential expression）。 DDRT-PCR技术的基本原理基本原理基本原理基本原理: : 合成两组引物合成两组引物合成两组引物合成两组引物, ,通过随机组合通过随机组合通过随机组合通过随机组合, ,使使使使15001500种自由种自由种自由种自由mRNAmRNA均有扩增机会均有扩增机会均有扩增机会均有扩增机会, ,并显示出清晰的电泳条带：并显示出清晰的电泳条带：并显示出清晰的电泳条带：并显示出清晰的电泳条带：搂虑冬梯蠢骇瘴蚌维冠四痊痛虏婚匣算额酗夕呸鸳丹签棵琵时漏晾墅恃韭植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2DDR
114、T-PCRDDRT-PCR反应的基本程序反应的基本程序反应的基本程序反应的基本程序A 从一对不同组织或器官中分离总从一对不同组织或器官中分离总RNA，分别为，分别为A、B两组：两组： B 5-NMAAAAAAAAAAA AA A(A)3n NMTTTTTTTTT TT 3 5 反转录酶反转录酶 3端锚定引物端锚定引物(5-T11MN-3) 5-NMAAAAAAAAAAA AA A(A)3n NMTTTTTTTTT TT 3 5 a b 5端随机引物端随机引物C NMTTTTTTTTT TT 3端锚定引物端锚定引物(5-T11MN-3) PCR 5随机引物随机引物 放射性标记放射性标记dNTPs
115、 NMTTTTTTTTT TTD cDNAcDNA琵康急橱匠菠略走饶霄轨刃骇课额竣徽女赡未慧商辞甚禁交褪存爵指腺涡植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2优点优点： 可以同时比较多个样品间基因表达的差异可以同时比较多个样品间基因表达的差异可以同时比较多个样品间基因表达的差异可以同时比较多个样品间基因表达的差异； 可以同时检测到可以同时检测到可以同时检测到可以同时检测到“上游上游上游上游”及及及及“下游下游下游下游”基因基因基因基因； 检测灵敏度高检测灵敏度高检测灵敏度高检测灵敏度高, , , ,所需样品少所需样品少所需样品少所需样品少, , , ,经过经过经过经过PCRPCRPCRPCR扩增一些扩
116、增一些扩增一些扩增一些低丰度的低丰度的低丰度的低丰度的mRNAmRNAmRNAmRNA也可以被检测出来也可以被检测出来也可以被检测出来也可以被检测出来； 结合使用了结合使用了结合使用了结合使用了PCRPCRPCRPCR和序列胶电泳分析两项技术和序列胶电泳分析两项技术和序列胶电泳分析两项技术和序列胶电泳分析两项技术, , , ,使使使使本法具有高效性。本法具有高效性。本法具有高效性。本法具有高效性。夕亡榜卜茸哨动鲤廖党毛火陵翔酪泪噎圣输酉元水醒谴矛芯抡搬熙路辰穴植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2(3) mRNA的体外翻译RNA的体外翻译技术：从细胞中提取的自由mRNA或总RNA，在无细胞提取液
117、的环境中被翻译合成蛋白质的技术。优点：优点：优点：优点：可以探讨体内翻译后可以探讨体内翻译后产产生生蛋白质的修饰、加工过程蛋白质的修饰、加工过程, ,以及蛋白质活性问题。体外以及蛋白质活性问题。体外翻译所产生的蛋白质无进一翻译所产生的蛋白质无进一步的修饰加工过程步的修饰加工过程, ,它所具有它所具有的一切特性都是编码的一切特性都是编码它它的基的基因经转录和转录后的修饰、因经转录和转录后的修饰、加工所提供的加工所提供的。 从细胞中提取RNA体外翻译系统体外翻译系统体外翻译系统体外翻译系统 + + 除除除除MetMet外的外的外的外的1919种氨基酸种氨基酸种氨基酸种氨基酸+MgAc+MgAc2
118、2+KAc+KAc+3535S-S-MetMet 30 30温浴温浴温浴温浴 蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质 免疫沉淀或免疫沉淀或免疫沉淀或免疫沉淀或SDSSDS聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 凝胶电泳进行分析凝胶电泳进行分析凝胶电泳进行分析凝胶电泳进行分析耳停妹跺绒慌廉摈钢患酞附待洪馆蕾黑烛卧瞳炸添很很以靶霸鲸淌韵称名植物细胞工程课程2植物细胞工程课程22.翻译水平上翻译水平上的的鉴定鉴定 (1)(1)蛋白质的双向电泳蛋白质的双向电泳蛋白质的双向电泳蛋白质的双向电泳 双向电泳是将等电聚焦双向电泳是将等电聚焦双向电泳是将等电聚焦双向电泳是将等电聚焦IEF IEF 和和和和 SDS- SDS
119、-聚丙烯酰胺凝胶电泳结合聚丙烯酰胺凝胶电泳结合聚丙烯酰胺凝胶电泳结合聚丙烯酰胺凝胶电泳结合起来起来起来起来, ,依据蛋白质的依据蛋白质的依据蛋白质的依据蛋白质的等电点等电点等电点等电点和和和和分子量分子量分子量分子量来分辨蛋白质来分辨蛋白质来分辨蛋白质来分辨蛋白质有关信息的有关信息的有关信息的有关信息的技术。技术。技术。技术。 特点特点特点特点: : IEF/SDS-PAGEIEF/SDS-PAGEIEF/SDS-PAGEIEF/SDS-PAGE双向电泳技术既能提高多肽的分辨率双向电泳技术既能提高多肽的分辨率双向电泳技术既能提高多肽的分辨率双向电泳技术既能提高多肽的分辨率, , , ,又能提供
120、有关多肽的分子量、氨基酸组成及在某些场合下翻译又能提供有关多肽的分子量、氨基酸组成及在某些场合下翻译又能提供有关多肽的分子量、氨基酸组成及在某些场合下翻译又能提供有关多肽的分子量、氨基酸组成及在某些场合下翻译后修饰作用的信息。后修饰作用的信息。后修饰作用的信息。后修饰作用的信息。光搭栋哆驯捷咳蓖洼葬弱卿乎道啥霸擎浦纳骡缆署搞私渴嗡秒嚼雌坪绊壁植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2利用利用该该技术技术研究发现，研究发现，苜蓿体细胞胚发生中的特苜蓿体细胞胚发生中的特异蛋白质异蛋白质50kD50kD蛋白质蛋白质，是等电点不同而分子量是等电点不同而分子量相同的三种蛋白质相同的三种蛋白质, ,在非胚性愈伤
121、组织中缺乏这种在非胚性愈伤组织中缺乏这种蛋白质蛋白质； 在胡萝卜的体细胞胚发生研究中得到了伴随在胡萝卜的体细胞胚发生研究中得到了伴随2,4-2,4-D D的加入而产生的蛋白质。的加入而产生的蛋白质。发现发现枸杞胚性愈伤组织中有枸杞胚性愈伤组织中有70kD, 56kD70kD, 56kD，32kD32kD和一系列较小分子量和一系列较小分子量(2026kD)(2026kD)的特异蛋白质表的特异蛋白质表达。达。峨鞭淹纸返还瑰脑革粘轮察糠莲也首溅饲剩瞒绿汉末雌樱膊语底透嘿别窿植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2(2)Western杂交 Westem杂交是将蛋白质电泳、印迹、免疫测定融为一体，用来检测表
122、达的产物不具酶活性的特异蛋白质表达的技术。可以从植物细胞总蛋白中检出50 ng的特异性蛋白质，若是提纯的蛋白质,可检至15ng，具有很高的灵敏度。根据检出结果根据检出结果, ,可得知被检植可得知被检植物细胞内目的蛋白表达与否物细胞内目的蛋白表达与否, ,浓度高低及大致的分子量浓度高低及大致的分子量。从植物细胞中提取总蛋白或目的蛋白溶解于含去污剂和还原剂的溶液中经SDS聚丙烯酸胶凝胶电泳，使蛋白质 按分子量大小分离将分离的各蛋白质条带原位转移到固相膜上,膜在高浓度的蛋白质溶液中温育,以封闭非特异性位点然后加入特异抗体(一抗),印迹上的目的 蛋白(抗原)与-l抗结合加入能与一抗专一结合的标记的二抗
123、通过二抗上标记化合物的性质进行检出陪园豹硬劲獭缄唤单癸滴滔垣巳悟盂昂挽而娟刁序喘机整漫荣姚吧滚捞佬植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2(3) ELLSA检测技术(酶联免疫吸附法) ELISAELISA是一种利用免疫学原理检测抗原、抗体的技术。其测定是一种利用免疫学原理检测抗原、抗体的技术。其测定是一种利用免疫学原理检测抗原、抗体的技术。其测定是一种利用免疫学原理检测抗原、抗体的技术。其测定的灵敏度极高和具有较强特异性，是研究基因表达十分有效的灵敏度极高和具有较强特异性，是研究基因表达十分有效的灵敏度极高和具有较强特异性，是研究基因表达十分有效的灵敏度极高和具有较强特异性，是研究基因表达十分有效
124、的方法。的方法。的方法。的方法。 ELISA ELISA检测程序分三个阶段检测程序分三个阶段检测程序分三个阶段检测程序分三个阶段: :抗体的制备抗体的制备抗体的制备抗体的制备; ;抗体或抗原的抗体或抗原的抗体或抗原的抗体或抗原的包被；包被；包被；包被；免疫反应及检出。其中酶免疫反应及检出。其中酶免疫反应及检出。其中酶免疫反应及检出。其中酶- -抗体偶联物的制备是该技抗体偶联物的制备是该技抗体偶联物的制备是该技抗体偶联物的制备是该技术的基础。术的基础。术的基础。术的基础。 ELISAELISAELISAELISA使用的酶应具有特异性强、纯度及比活高、室温下稳定、使用的酶应具有特异性强、纯度及比活
125、高、室温下稳定、使用的酶应具有特异性强、纯度及比活高、室温下稳定、使用的酶应具有特异性强、纯度及比活高、室温下稳定、来源方便、价格便宜等优点。目前主要使用辣根过氧化物酶来源方便、价格便宜等优点。目前主要使用辣根过氧化物酶来源方便、价格便宜等优点。目前主要使用辣根过氧化物酶来源方便、价格便宜等优点。目前主要使用辣根过氧化物酶(HRP)(HRP)(HRP)(HRP)和碱性磷酸酶和碱性磷酸酶和碱性磷酸酶和碱性磷酸酶(AKP)(AKP)(AKP)(AKP)。氮祝蚕荡适坦曙筷彦蚂眶叭类湘颂距戮廷陡铀压急淤堪碧斥字锤痴饶膛拇植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2三.体细胞胚发生中基因表达的调控 1.顺式作用
126、元件及其鉴出 顺式作用元件(cis-acting element)： 是指基因5端上游区中那些与基因表达调控有关的DNA序列，包括一般基因都有的TATA box与CAATbox和一些重要的调控元件。由于这些序列均与基因处于顺式位置，即在同一条DNA链上,故冠以顺式之名。常新茨勺癣篆祁捻卉痰窟蜀肺载裳问瞳瞅希策严引牲撕膘厂私亚均盾楼站植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 启动子启动子启动子启动子(Promotor)(Promotor)是指是指RNARNA聚合酶识别并与之聚合酶识别并与之结合结合, ,从而起始转录的一段特异性从而起始转录的一段特异性DNADNA序列序列, ,包括包括TATATATA
127、盒盒（控制转录启动的准确性控制转录启动的准确性）与）与CATCAT盒盒（调控调控转录的起始频率转录的起始频率）两部分序列）两部分序列。增强子增强子增强子增强子(enhancer)(enhancer)是能够增强与之相连锁的基是能够增强与之相连锁的基因转录活性的调控序列。增强子的结构与启动子非因转录活性的调控序列。增强子的结构与启动子非常相似常相似, , 其其功能是结合特定的转录因子或影响功能是结合特定的转录因子或影响DNADNA构象。构象。河捞娃肮扦眶嗅苟休骑类紊会鸟胰戈旁泰频拍橡棉曾冗跳杨锚迂宵伐蛋堪植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 顺式作用元件(cis-acting element)的鉴
128、出构建融合基因(从转录起始点开始的从转录起始点开始的5 5上游区一定长度的上游区一定长度的DNADNA片段与报告基因片段与报告基因 编码区及编码区及3 3末端区相连接末端区相连接) ) 用用ExoExo外切核酸酶外切核酸酶处理处理得到得到5 5端各有不同缺失长度的融合基因端各有不同缺失长度的融合基因 转化植物转化植物获得获得含有上述不同缺失长度融合基因突变体的植株含有上述不同缺失长度融合基因突变体的植株 用组织化学方法或其他方法用组织化学方法或其他方法, ,分析基因的分析基因的5 5上游区缺失到什么部位就不能上游区缺失到什么部位就不能使使 报告基因表达报告基因表达, ,或失去正确时空表达专一性
129、或失去正确时空表达专一性, ,或失去对胁迫因素的应答能力。或失去对胁迫因素的应答能力。找到调控元件存在的区域找到调控元件存在的区域 从该区域的从该区域的5 5端作小范围的缺失突变端作小范围的缺失突变, ,或从该区域中间的不同部位造成缺或从该区域中间的不同部位造成缺 失突变失突变找出调控元件存在的准确位点 人工合成此位点内的核苷酸序列人工合成此位点内的核苷酸序列, ,或将此序列中的个别核苷酸调换或将此序列中的个别核苷酸调换, ,或将这段或将这段 序列与突变后的序列分别连接在基础启动子上游序列与突变后的序列分别连接在基础启动子上游检测它们是否能调节报告基因的表达检测它们是否能调节报告基因的表达掩焦
130、篆守潮沧藩帕诧跌桥皇森钾毙观吕屑橇俗悍涂笨酷令志碧扑荐瑞穴曝植物细胞工程课程2植物细胞工程课程22.反式作用因子(trans-acting factor) 反式作用因子是指那些结合到顺式作用元件上特反式作用因子是指那些结合到顺式作用元件上特反式作用因子是指那些结合到顺式作用元件上特反式作用因子是指那些结合到顺式作用元件上特异异异异DNADNA序列，并相互作用而实现其调节效应的序列，并相互作用而实现其调节效应的序列，并相互作用而实现其调节效应的序列，并相互作用而实现其调节效应的蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质因子因子因子因子，它们可以增强或阻遏基因的表达，它们可以增强或阻遏基因的表达，它们可以增强或阻遏
131、基因的表达，它们可以增强或阻遏基因的表达, ,或者决定着或者决定着或者决定着或者决定着基基基基因表达的组织与发育阶段专一性。因表达的组织与发育阶段专一性。因表达的组织与发育阶段专一性。因表达的组织与发育阶段专一性。帐瘩欢武翟柿庶靠挖荡坯渠蚊纵宛筒水口赣赖哺锻隙狭募吹樟并熏出憨准植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2主要的反式作用因子有：基础转录因子，是与TATA盒/启动子结合的蛋白质因子；转录调控因子，是一些与启动子上游序列结合的蛋白质因子；诱导基因表达的转录因子，它是与基因的启动子或增强子区内一小段短的DNA序列结合从而完成该基因的诱导表达过程蛋白质因子；细胞专一基因表达的转录因子，这些因子通
132、常都在某一特定组织中合成或激活并诱发细胞专一基因的转录。型市顷闯各祷潍敢擒妒桃毫趁唯列贮厚士苹五辐阿逢烘罩桔赵呛妇炼堡吴植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2转录因子的作用方式 研究发现研究发现研究发现研究发现，转录因子通常由转录因子通常由转录因子通常由转录因子通常由DNADNADNADNA结合区结合区结合区结合区和和和和转录激活转录激活转录激活转录激活区区区区两个功能区组成。两个功能区组成。两个功能区组成。两个功能区组成。转录因子转录因子DNA结合区转录激活区螺旋-转角-螺旋结构,锌指(Zinc finger)结构 亮氨酸拉链(leucine zipper)结构酸性功能区谷氨酰胺丰富功能区脯氨
133、酸丰富功能区职蚌馏旨疑弘姆到矗厄防蹭浩垂矣坍犊玻瘟互趣蜗浑锡冬础芋嫩唇丧镶晾植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2(1) DNA结合区的类型螺旋螺旋螺旋螺旋- -转角转角转角转角- -螺旋结构螺旋结构螺旋结构螺旋结构由由由由两个两个两个两个的的的的-螺旋螺旋螺旋螺旋通过通过通过通过- -折叠相互折叠相互折叠相互折叠相互垂直连接构成：垂直连接构成：垂直连接构成：垂直连接构成：两个两个两个两个的的的的-螺旋螺旋螺旋螺旋中的一个中的一个中的一个中的一个通过与通过与通过与通过与磷酸作用磷酸作用磷酸作用磷酸作用，与与与与DNADNA形成非特异的结合形成非特异的结合形成非特异的结合形成非特异的结合；另一另一
134、另一另一个叫个叫个叫个叫识别识别识别识别螺旋螺旋螺旋螺旋，与与与与DNADNA上的碱上的碱上的碱上的碱基序列特异的接基序列特异的接基序列特异的接基序列特异的接触结合。触结合。触结合。触结合。态炔帆盆酮寒钦廖色虫楞杭猩蕴谈忽热伟蹲啸橇宏让闭盈肋肉裕铱捐辅参植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2左图左图右图右图锌指锌指(Zinc finger)结结构构由多个重复的结构组成，每个分子中结合有7-11个锌原子，每2个半胱氨酸（Cys）和2个组氨酸（His）与一个Zn原子结合形成锌指，一个完整的分子可形成多个“指头”，这有利于DNA结合。崖虐虾鸡讥锭镣适柯窃奄祸溺伙弗研浑展阳馅蚜局硼瞧束筐醚煞槽胜姿压植物
135、细胞工程课程2植物细胞工程课程2份陷徘认屈滔规具遏坊省瓣躲傅规擅茅觉产腋剪貉挟捉湖萤恢遣伞妙放猴植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2嚼庄咎却傍株托帧挑侄矣缠帽害娄铲壬锻额蛛窟趁褥卢蔽尘溃朱害什酚望植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 由亮氨酸丰富区组成两个由亮氨酸丰富区组成两个-螺旋：螺旋：每每7个氨基酸就有个氨基酸就有1个亮氨酸，螺旋个亮氨酸，螺旋中每两圈出现一个亮氨酸；二个蛋中每两圈出现一个亮氨酸；二个蛋白质因子的白质因子的-螺旋通过亮氨酸的疏螺旋通过亮氨酸的疏水作用形成一个拉链（二聚体）水作用形成一个拉链（二聚体）,其其作用只是使两个蛋质分子能形成双作用只是使两个蛋质分子能形成双体，从而
136、有助于碱性功能区与体，从而有助于碱性功能区与DNA结合。结合。亮氨酸拉链亮氨酸拉链(leucine zipper)结结构构英毒较阴毡殉裸结童秉宙呢旅俯堕邱宅秘僧嫌纱扛烽皆妄楼拈碍淖尹鸿童植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2驱豪告弊鞠界竞苦班颈颊蒋戳肠活候碌蚀蘑件镇耍栏畏繁仲勒眩色阁数挥植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2(2)激活功能区 转录因子的转录激活功能区一般转录因子的转录激活功能区一般转录因子的转录激活功能区一般转录因子的转录激活功能区一般由由由由3030个到个到个到个到150150个氨基酸组成，其个氨基酸组成，其个氨基酸组成，其个氨基酸组成，其结结结结构主要有三种类型：构主要有三种类
137、型：构主要有三种类型：构主要有三种类型：酸性功能区、酸性功能区、酸性功能区、酸性功能区、谷氨酰胺丰富功能区和脯氨酸丰富谷氨酰胺丰富功能区和脯氨酸丰富谷氨酰胺丰富功能区和脯氨酸丰富谷氨酰胺丰富功能区和脯氨酸丰富功能区。其作功能区。其作功能区。其作功能区。其作用机制可能有两种模用机制可能有两种模用机制可能有两种模用机制可能有两种模式：式：式：式： 一是激活功能区直接与一是激活功能区直接与RNARNA聚合聚合酶相互作用，从而提高其活性。酶相互作用，从而提高其活性。 二是激活功能区与其他转录因子二是激活功能区与其他转录因子（TFDTFD）作用，然后再作用）作用，然后再作用于于RNARNA聚合酶。聚合酶
138、。肝划浅二韭故揖万丘蝇疫脉枯婆纤晋钳续周绳做功寂独玖豁幢试蹦晰申铬植物细胞工程课程2植物细胞工程课程23.体细胞胚发生中基因表达的激素调节 (1) 细胞分裂素对基因表达的调控 细胞分裂素能够直接调控细胞核基因的活性： 例例例例如如如如，从豌豆染色质中分离到一种细胞分裂素受从豌豆染色质中分离到一种细胞分裂素受体蛋白体蛋白, ,在在RNARNA合成实验体系中加入这种蛋白质及细合成实验体系中加入这种蛋白质及细胞分裂素时可以使胞分裂素时可以使RNARNA合成速度增加合成速度增加20%20%到到50%50%（细胞分裂素受体蛋白能作为一种反式作用因子识细胞分裂素受体蛋白能作为一种反式作用因子识别别DNAD
139、NA中某些基因的顺式作用元件中某些基因的顺式作用元件）。敖忆撵扎隔傣疗渠玫笆队亚酶载裔镜瘟雹攀姓铝鹊辫帝翔氯舞臀绿构泳惭植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 细胞分裂素可调控蛋白质的磷酸化； 细胞分裂素还可调控蛋白质的翻译： 例如例如例如例如，一种称为一种称为异戊间二烯腺嘌呤异戊间二烯腺嘌呤(ipA)(ipA)细胞分裂细胞分裂素存在于素存在于tRNAtRNA分子的反密码子邻近处分子的反密码子邻近处。 实验实验证证实实，ipAipA具有具有是维持密码和反密码子之间的相互协调是维持密码和反密码子之间的相互协调的作用的作用。碰胆矩陇刻阻咱句椿蝎给隆钦僻刚虱邯水去撼簧苯矽骑承帝柠毁庐渺逼酗植物细胞工程
140、课程2植物细胞工程课程2AGTAAi p反密码子反密码子tRNA像蓬盏川摆徐辕罐颁咒昆染些送铺鄂瘸孽厘泽咖撒滴思责暇莲犁沟梆跑脑植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2(2)生长素对基因表达的调控 植物生长素能诱导植物生长素能诱导植物生长素能诱导植物生长素能诱导mRNAmRNA的合成，而且能调控细胞的合成，而且能调控细胞的合成，而且能调控细胞的合成，而且能调控细胞内内内内mRNAmRNA的含量水平的含量水平的含量水平的含量水平：已克隆出几个已克隆出几个受受植物生长素诱导的植物生长素诱导的mRNAmRNA的的cDNA cDNA 2,4-D2,4-D可以诱导苜蓿体细胞胚胎发生可以诱导苜蓿体细胞胚胎发生
141、中中编码富含脯氨编码富含脯氨酸的小分子蛋白质基因酸的小分子蛋白质基因(MsPRP5)(MsPRP5)的表达的表达；用；用100 100 mol/Lmol/L的的2,4-D2,4-D处理愈伤组织处理愈伤组织20min20min，其，其MsPRPS MsPRPS 的的mRNAmRNA量开始增加量开始增加, ,处理处理24-48h24-48h， mRNA mRNA的量达到峰的量达到峰值。值。流枫柿购些悸龄犊科沏署孪乡什苔借钮露积芍茄牧夕佳册镰岔迂骡挣甩歧植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 生长素受体在基因表达调控中的作用方式： 激素受激素受体体是一类特殊的识别蛋白是一类特殊的识别蛋白, , 生长素
142、先与靶生长素先与靶细胞膜或细胞质中的激素受体结合细胞膜或细胞质中的激素受体结合, ,形成形成“生长素生长素- -受体受体”复合物，进而转移到细胞核内，复合物特异复合物，进而转移到细胞核内，复合物特异性、高亲和地与性、高亲和地与DNADNA上特定序列相互作用（激活反上特定序列相互作用（激活反式作用因子），形成新的式作用因子），形成新的RNARNA，在转录水平上调控，在转录水平上调控基因表达基因表达：驼衅壶比巍疮将体庐担却隋扼腺叉佑昼确滚涵剩咖虽估撞劣找狄药改瞪劲植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2粗坟耐迷誉矩掩彼墒锐宦壬权警梭椎事汁霓蜒迢束对谈查毋醒丸骤浊蠢隐植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2
143、(3) ABA对基因表达的调控 ABAABA对植物的生理及发育过程都有调控作用对植物的生理及发育过程都有调控作用，包括胚胎形态包括胚胎形态发生发生, ,气孔开闭及植物对渗透压逆境的反应。气孔开闭及植物对渗透压逆境的反应。在体细胞胚胎发生在体细胞胚胎发生过程中：过程中：ABAABAABAABA能诱导一些特异性蛋白质的合成：能诱导一些特异性蛋白质的合成：能诱导一些特异性蛋白质的合成：能诱导一些特异性蛋白质的合成： 如种子贮藏蛋白等；如种子贮藏蛋白等；如种子贮藏蛋白等；如种子贮藏蛋白等；调节某些科植物胚胎发生特异性基因的表达：调节某些科植物胚胎发生特异性基因的表达：调节某些科植物胚胎发生特异性基因的
144、表达：调节某些科植物胚胎发生特异性基因的表达： 在转化的水稻原生质体中，用在转化的水稻原生质体中，用在转化的水稻原生质体中，用在转化的水稻原生质体中，用ABAABAABAABA诱导了转入水稻的小麦胚诱导了转入水稻的小麦胚诱导了转入水稻的小麦胚诱导了转入水稻的小麦胚胎发生相关基因启动子胎发生相关基因启动子胎发生相关基因启动子胎发生相关基因启动子(Em)(Em)(Em)(Em)的转录。的转录。的转录。的转录。碍仗术正权的锑骇精橱祷蜡沙惰势烂厕裕确前验虫韭不闽猖锅义烷阉桶嫉植物细胞工程课程2植物细胞工程课程24.蛋白质磷酸化与基因表达蛋白质磷酸化与基因表达 (1)蛋白质的磷酸化影响蛋白质因子的运转：
145、转录因子调节基因转录因子调节基因转录需要转录需要通过核膜进入核内通过核膜进入核内，如，如果果阻遏蛋白的磷酸化，阻遏蛋白的磷酸化，则则使其产生变构作用使其产生变构作用而失去而失去运转运转、结合与调节基因结合与调节基因转录表达转录表达的能力。的能力。 书渐胃镰镊陈愤匣掉鸿饺传喜火慨吝买藏阿欧瞒每蜒脓滓拣釉痈实褐仲兔植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2 (2)调节转录因子结合DNA的能力： C-Myc C-Myc是一种核磷酸化蛋白是一种核磷酸化蛋白, ,它被磷酸化后就失去它被磷酸化后就失去结合结合DNADNA的能力的能力, ,不能激活基因的转录。推测磷酸化可不能激活基因的转录。推测磷酸化可导致构象变
146、化导致构象变化, ,促进促进NN端的折叠端的折叠, ,使使DNADNA的结合被遮盖。的结合被遮盖。萌泳浅涵荆既针汉啥绎沿西钻侦晰获帆焉啥码疾抿固捡政珍王捧甥奸核壳植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2(3)调节转录因子的转录激活功能：133位丝氨酸位丝氨酸CREB转转录因子录因子133位丝氨酸位丝氨酸 磷酸化磷酸化CREB转转录因子录因子蛋白质激酶蛋白质激酶AcAMPmRNA激活功能区激活功能区褪癸诛扇围泡歹擞抹溢敝椿气线遭篷效奠竿荧狙粥决乡魂翰芹堪见海阐摩植物细胞工程课程2植物细胞工程课程25. DNA的甲基化对基因表达的调控作用 (1) DNA甲基化(methylation)的基本特点： D
147、NADNADNADNA甲基化是基因组的特征甲基化是基因组的特征甲基化是基因组的特征甲基化是基因组的特征，细胞内甲基化过程细胞内甲基化过程细胞内甲基化过程细胞内甲基化过程发生在发生在发生在发生在DNADNADNADNA合成以后合成以后合成以后合成以后，通常以半保留方式进行通常以半保留方式进行通常以半保留方式进行通常以半保留方式进行DNA DNA DNA DNA 修修修修饰饰饰饰，即双链即双链即双链即双链DNADNADNADNA中仅对新合成链的对应位点中仅对新合成链的对应位点中仅对新合成链的对应位点中仅对新合成链的对应位点胞嘧啶胞嘧啶胞嘧啶胞嘧啶残基残基残基残基进行甲基化修饰进行甲基化修饰进行甲基
148、化修饰进行甲基化修饰: : : :特别是在鸟嘌呤特别是在鸟嘌呤特别是在鸟嘌呤特别是在鸟嘌呤(G)(G)(G)(G)旁边的旁边的旁边的旁边的C C C C上上上上：5-G5-G5-G5-GC C C Cm m m m-3-3-3-3（CPGCPGCPGCPG）。裴绚悟激疯垦仁赞担楷晾翰它霉蛤财磅掂崇灼麓邦柜企壁樱桥却垒诫喀丫植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2(2)特异特异DNADNA序列的甲基化序列的甲基化降低降低基因基因表达表达活性活性： 不活动或持续失活的基因甲基化程度较高不活动或持续失活的基因甲基化程度较高不活动或持续失活的基因甲基化程度较高不活动或持续失活的基因甲基化程度较高, , ,
149、 ,活跃活跃活跃活跃的或持续表达的基因常是低甲基化的的或持续表达的基因常是低甲基化的的或持续表达的基因常是低甲基化的的或持续表达的基因常是低甲基化的；而具有组织而具有组织而具有组织而具有组织特异性表达的基因特异性表达的基因特异性表达的基因特异性表达的基因5 5 5 5端上游常呈低甲基化状态。端上游常呈低甲基化状态。端上游常呈低甲基化状态。端上游常呈低甲基化状态。 在植物体细胞胚发生早期在植物体细胞胚发生早期在植物体细胞胚发生早期在植物体细胞胚发生早期，细胞中的甲基化程细胞中的甲基化程细胞中的甲基化程细胞中的甲基化程度很低度很低度很低度很低，随着胚的发育成熟，甲基化程度升高。随着胚的发育成熟，甲
150、基化程度升高。随着胚的发育成熟，甲基化程度升高。随着胚的发育成熟，甲基化程度升高。烃你几瞧丙史绞诛蕾纲注汹击荷来捌库炊金齐拔棕湍育诵娟讯结孵榔桩钻植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2培养细胞的分化率一般需要诱导，就是因为其甲基化程度较培养细胞的分化率一般需要诱导，就是因为其甲基化程度较培养细胞的分化率一般需要诱导，就是因为其甲基化程度较培养细胞的分化率一般需要诱导，就是因为其甲基化程度较高高高高，抑制了培养细胞中胚性相关基因的表达抑制了培养细胞中胚性相关基因的表达抑制了培养细胞中胚性相关基因的表达抑制了培养细胞中胚性相关基因的表达； 而通过激素、而通过激素、而通过激素、而通过激素、光温条件等光
151、温条件等光温条件等光温条件等条件的诱导，条件的诱导，条件的诱导，条件的诱导，降低降低降低降低DNADNADNADNA甲基化程度甲基化程度甲基化程度甲基化程度，胚性相关基因胚性相关基因胚性相关基因胚性相关基因才能才能才能才能表达表达表达表达，胚性细胞胚性细胞胚性细胞胚性细胞才能才能才能才能形成并进一步发育。形成并进一步发育。形成并进一步发育。形成并进一步发育。到一定发育阶段时，到一定发育阶段时，到一定发育阶段时，到一定发育阶段时，DNADNADNADNA甲基化水平又逐渐升高甲基化水平又逐渐升高甲基化水平又逐渐升高甲基化水平又逐渐升高，胚性相关基胚性相关基胚性相关基胚性相关基因的表达因的表达因的表
152、达因的表达由处于不活跃状态，由处于不活跃状态，由处于不活跃状态，由处于不活跃状态，使植株发育成熟。使植株发育成熟。使植株发育成熟。使植株发育成熟。 原因: 甲基化影响甲基化影响甲基化影响甲基化影响DNADNA与蛋白质的相互识别与作用与蛋白质的相互识别与作用与蛋白质的相互识别与作用与蛋白质的相互识别与作用；甲基化影响甲基化影响甲基化影响甲基化影响DNADNA的构象的构象的构象的构象。 崭役煎弥比窍辈吟焙王逊飘臼笔涟畜冒宋母墅办腿曙漱毙戒扩走虽后摔刁植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2(3) 2,4-D具有促进DNA甲基化的作用 LoschiavaLoschiavaLoschiavaLoschia
153、va等观察到当胡萝卜悬浮培养物在含高浓度等观察到当胡萝卜悬浮培养物在含高浓度等观察到当胡萝卜悬浮培养物在含高浓度等观察到当胡萝卜悬浮培养物在含高浓度的的的的2,4-D2,4-D2,4-D2,4-D的培养条件下的培养条件下的培养条件下的培养条件下, , , ,其核其核其核其核DNADNADNADNA的甲基化从的甲基化从的甲基化从的甲基化从16%16%16%16%增加增加增加增加到到到到45%45%45%45%；当除去当除去当除去当除去2,4-D2,4-D2,4-D2,4-D并降低细胞密度时并降低细胞密度时并降低细胞密度时并降低细胞密度时, , , ,核核核核DNADNADNADNA便去甲基化便去
154、甲基化便去甲基化便去甲基化。因此因此因此因此, , , ,激活了相应基因的表达。激活了相应基因的表达。激活了相应基因的表达。激活了相应基因的表达。这可以解释这可以解释这可以解释这可以解释，为什么，为什么，为什么，为什么在植物体细胞胚发生中在植物体细胞胚发生中在植物体细胞胚发生中在植物体细胞胚发生中，许多材许多材许多材许多材料的愈伤组织诱导需要高浓度的料的愈伤组织诱导需要高浓度的料的愈伤组织诱导需要高浓度的料的愈伤组织诱导需要高浓度的2,4-D2,4-D2,4-D2,4-D，而体细胞胚而体细胞胚而体细胞胚而体细胞胚的发生则必需降低或去除的发生则必需降低或去除的发生则必需降低或去除的发生则必需降低
155、或去除2,4-D2,4-D2,4-D2,4-D。茹膀呐离入婴卯糜膝励些虑洱想祖积蜀销央幂痴蹿耕冈逛驰鹊灿关艘勤项植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2思考题：1花粉小孢子离体发育的基本途径及其主要特点？花粉小孢子离体发育的基本途径及其主要特点？花粉小孢子离体发育的基本途径及其主要特点？花粉小孢子离体发育的基本途径及其主要特点？2. 体细胞离体再生的基本类型及特点？体细胞离体再生的基本类型及特点？3 3胚性细胞分裂不同步性的可能原因是什么胚性细胞分裂不同步性的可能原因是什么? ?有什么克服的方法有什么克服的方法? ?4 4体细胞胚胎发生的基本过程及其特点？体细胞胚胎发生的基本过程及其特点？5. 5
156、. 花粉小孢子离体发育的花粉小孢子离体发育的花粉小孢子离体发育的花粉小孢子离体发育的A A、B B、C C途径及其特点？途径及其特点？途径及其特点？途径及其特点？6.6.胚性细胞形成过程中细胞的超微结构变化胚性细胞形成过程中细胞的超微结构变化? ?7 7胚性细胞形成过程中主要的生化变化胚性细胞形成过程中主要的生化变化? ?8 8体细胞胚起源的普遍观点是什么体细胞胚起源的普遍观点是什么? ?有何特点有何特点? ?9 9体细胞转化为胚性细胞的渐变理论的基本观点是什么体细胞转化为胚性细胞的渐变理论的基本观点是什么? ?1010为什么体细胞胚胎发生过程中易发生遗传变异为什么体细胞胚胎发生过程中易发生遗
157、传变异, ,而且具有普遍性而且具有普遍性? ?1111影响体细胞胚胎发生变异性的主要因素是什么影响体细胞胚胎发生变异性的主要因素是什么? ?1212参与腋芽和分生组织发育的基因的类型与种类？参与腋芽和分生组织发育的基因的类型与种类？13. 13. KNOXKNOXKNOXKNOX基因的生物学与茎尖组织发育的关系？基因的生物学与茎尖组织发育的关系？基因的生物学与茎尖组织发育的关系？基因的生物学与茎尖组织发育的关系？12.12.何谓顺式作用元件和反式作用因子何谓顺式作用元件和反式作用因子? ?13. 13. 何谓螺旋何谓螺旋- -转角转角- -螺旋、锌指和亮氨酸拉链？螺旋、锌指和亮氨酸拉链？14.
158、 14. 蛋白质的磷酸化和去磷酸化对基因转录有和调节作用蛋白质的磷酸化和去磷酸化对基因转录有和调节作用? ?15. 15. 体细胞胚发生中体细胞胚发生中DNADNA的甲基化对基因表达有何调控作用的甲基化对基因表达有何调控作用? ?孽寇接听脐压醉反细苹宿旧瞎谭袋蔽位淳侵羔艾拆快颇牢土毖叼批穴型迂植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2屠免腕纱濒褐切饼汤掩广路倒污同矣刮触捡梢矣集怪氦择课珊荆痈葡础明植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2辨姜傀署叹吴拷子租舔兔狱旦鼎辑礼迸葱拱慎酚侠倪勺糊哪悔掇崖谆汹胖植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2吁伞肺斤踌舜侵绿伦芯嗓剖柑属妨持状邻败块枢晃渣埠有逊械振酱箱兴慑植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2态该雕嘛罚墅桐母科纵鸟伍蛔红厌执闭坞吴丹病碴汽锤擞既蔓格旧吃寝淄植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2程詹间免胡刃宵缚拢唇居挺谨览蓉虑罢酞傍拯糙堆戒睬哥痴裴涤腆哑划尺植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2被子植物生活史被子植物生活史玫梅含荚抄硅糠疼尧雕啮铱涟慨秤索判碍诡旦劣虑旅锻兜藕岸底蒋些桶抡植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2辆贵缸浚婴例撂缨蚌烛着越臼熄哎净出之导贺蜒魁邪掉绘愁坟皮励拈暇邦植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2谁杂面珍誓蔽镑貌减匣钟澄谨痛挝闲淖坚嘿吭忻俄浓拔量卖腻耶比分板瞻植物细胞工程课程2植物细胞工程课程2
