淺談愈傷組織的應用.doc

學校標志淺談愈傷組織的應用院 （系）： xxxxxxxxxxx學院 專 業(yè)： xxxx專業(yè) 班 級： 20xxxxxxxx班 學生姓名： 懶 貓 學 號: 20xxxxxx 淺談愈傷組織的應用懶貓 （學校班級）, （省 市 郵編） 摘要：愈傷組織主要是依靠植物細胞的全能性，運用愈傷組織培養(yǎng)，而得到我們需要的東西。而本次，我們主要是淺談愈傷組織的在各個方面的應用。關鍵詞： 愈傷組織 應用 發(fā)展前景 1愈傷組織的基本概念1.1愈傷組織的基本定義及原理愈傷組織是指在一定條件下從外植體的切口（傷口）部位生成的無特定結構和功能的薄壁細胞團。它由活的薄壁細胞組成，可起源于植物體任何器官內各種組織的活細胞。愈傷組織的形成原理主要是植物細胞的全能性。1.2愈傷組織的誘導和形成愈傷組織是在離體培養(yǎng)條件下，經(jīng)植物細胞脫分化和不斷增殖所形成的無特定結構的組織。經(jīng)一段時間的生長和增殖以后，在其內部出現(xiàn)一定程度的分化，產(chǎn)生出一些具有分生組織結構的細胞團、色素細胞或管狀分子。植物外植體在培養(yǎng)基和外界環(huán)境的作用下，經(jīng)過一個復雜的過程形成愈傷組織，即：外植體培養(yǎng)基環(huán)境 愈傷組織植物細胞形成愈傷組織大致經(jīng)歷三個時期：誘導期、分裂期、分化期。即脫分化恢復分裂，持續(xù)分裂增生和進一步再分化形成植株。（見圖1.1）。圖1.1 愈傷組織的形成特點1.2.1誘導期愈傷組織誘導期又稱啟動期，是指外植體組織受外界條件刺激后，開始改變原來的分裂方向和代謝方式，合成代謝活動加強，大量合成蛋白質和核酸物質，為細胞分裂做準備。誘導期的長短因植物種類、外植體的生理狀態(tài)和外部因素而異，即使是同一種物種不同基因型同一外植體的愈傷組織，其誘導期也不同。有的植物愈傷組織誘導期只有1天（菊芋），而有的植物誘導期需要數(shù)天（胡蘿卜）。剛收獲的菊芋塊莖的誘導期僅22 h，但經(jīng)貯藏5個月后，誘導期延長為2天。2，4-D對于細胞中RNA的轉錄合成有明顯的促進作用，常被用于愈傷組織的誘導。誘導期中細胞生理指標的變化有：（1）.氧氣吸收的迅速增加，（2）.RNA含量的增加，（3）.蛋白質的周期性增加，（4）.代謝相關酶類的增加。1.2.2分裂期分裂期是指細胞通過分裂不斷增生子細胞的過程。主要表現(xiàn)如下：（1）細胞的數(shù)目迅速增加。如胡蘿卜培養(yǎng)7天后，細胞數(shù)可增加10倍。（2）每個細胞平均鮮重下降。這是由于細胞鮮重的增加不如細胞數(shù)目的增加快的緣故。（3）細胞體積小，內無液泡，如同根尖和莖尖的分生組織細胞特性。（4）細胞的核和核仁增大到最大。（5）細胞中RNA含量減少，而DNA含量保持不變。（6）隨著細胞不斷分裂和生長，細胞的總干重、蛋白質和核酸含量大大增加，新細胞壁的合成極快。分裂期的愈傷組織的共同特征是：細胞分裂快，結構疏松，缺少有組織的結構，維持其不分化的狀態(tài)，顏色淺而透明。來源于不同植物或同一種植物不同部位的愈傷組織，在顏色、結構和生長習性上都可能存在差異。但優(yōu)良的愈傷組織必備以下4個特性中的2-3個。（1）高度的胚性或再分化能力，以便從這些愈傷組織得到再生植物。（2）容易散碎，以便用這些愈傷組織建立優(yōu)良的懸浮系，并且在需要時能從中分離出全能性的原生質體。（3）旺盛的自我增殖能力，以便用這些愈傷組織建立大規(guī)模的愈傷組織無性系。（4）經(jīng)過長期繼代保存而不喪失胚性，便有可能對它們進行各種遺傳操作。1.2.3分化期愈傷組織分化期，是指停止分裂的細胞發(fā)生生理生化代謝變化，形成由不同形態(tài)和功能細胞組成的愈傷組織。分化期細胞體積不再減少，最明顯的特征是生長著的愈傷組織細胞的平均大小突然不再減少，而保持相對穩(wěn)定。其分化期特點如下：（1）細胞分裂部位和方向發(fā)生改變：由原來局限在組織外緣的平周分裂轉為組織內部較深層局部細胞的分裂。（2）形成瘤狀或片狀的擬分生組織，稱做分生組織結節(jié)。分生組織結節(jié)可以成為愈傷組織的生長中心，或者進一步分化為維管組織結節(jié)。（3）細胞的體積相對穩(wěn)定，不再減少。（4）出現(xiàn)了各種類型的細胞：如管胞、纖維細胞、薄壁細胞、分生細胞、色素細胞等。（5）生長旺盛的愈傷組織呈乳白色、白色或淺綠色，老化的多轉化為黃色或褐色。愈傷組織分化期，是指停止分裂的細胞發(fā)生生理生化代謝變化，形成由不同形態(tài)和功能細胞組成的愈傷組織。分化期細胞體積不再減少，最明顯的特征是生長著的愈傷組織細胞的平均大小突然不再減少，而保持相對穩(wěn)定。12愈傷組織的應用在離體培養(yǎng)中，接受各種因素的作用，細胞都會分裂進入脫分化，經(jīng)持續(xù)分裂增生成細胞團，進一步發(fā)展成為不受親本植株影響的愈傷組織。愈傷組織培養(yǎng)作為一種最常培養(yǎng)形式，除莖尖分生組織培養(yǎng)和一部分器官培養(yǎng)以外，其他幾種培養(yǎng)形式最終都要愈傷組織才能產(chǎn)生再生植株，而且，愈傷組織還常常是懸浮培養(yǎng)的細胞和原生質體的。因此，愈傷組織培養(yǎng)具有多種用途。一方面可研究植物生長發(fā)育及分化的機制、遺傳變異規(guī)律，對植物遺傳育種具有特殊意義；另一方面可用于大規(guī)模工廠化生產(chǎn)有用化合物，或用于細胞培養(yǎng)篩選工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥生產(chǎn)上有用的無性系，或用于原生質體培養(yǎng)中的原生質體來源等。實踐證明，愈傷組織培養(yǎng)不僅是一種植物快繁的新手段，同時也是植物改良，種質保存和有用化合物生產(chǎn)的理想途徑。2.1加快了園藝植物新品種和良種繁育速度，迅速高效低成本加快了園藝植物新品種和良種繁育速度，特別是對于無性繁殖的果樹，觀賞樹木等植物。良種繁育可以是在新選育品種的基礎上進行，也可以理解為選種的繼續(xù)，是新品種產(chǎn)生后到大量推廣到生產(chǎn)中去的重要環(huán)節(jié)。如果沒有良種繁育，所選育出的新品種也無法在生產(chǎn)上發(fā)揮作用，而良種有必須用正確合適的方法來繁育。這對園藝植物的生產(chǎn)具有重要的作用。2.2培育無病毒苗木培育無病毒苗木，避免了無性生殖的植物受到病原侵染后品種退化甚至死亡的現(xiàn)象。目前世界各國受病害的植物很多，植物病毒已超過500多種。消除無性繁殖植物體上的病原菌，尤其是病毒，可使許多作物大幅度增產(chǎn)。無病毒植物材料生長較為整齊一致，并且壽命大為延長。無病材料使國際間傳遞方便了。在我們的果樹生產(chǎn)中，運用愈傷組織結合嫁接、扦插、環(huán)剝等技術，獲得無病毒的優(yōu)良果樹。22.3獲得倍性不同的植株，易染色體核內加倍育種有利用價值獲得倍性不同的植株，這對于無性繁殖園藝植物的育種，具有較大的利用價值，因為愈傷組織過程中易發(fā)生染色體的核內加倍。在不同染色體倍性水稻植株光合特性的研究中，以花培獲得的粳稻單倍體，二倍體和四倍體植株為材料，測定了光合作用有關的若干性狀。氣孔大小、比葉重隨染色體倍性的增加而遞增；而單位面積的氣孔數(shù)則呈遞減的趨勢。32.4克服遠緣雜交的困難通過愈傷組織克服遠緣雜交，為培育新品種提供了技術保證。2.5利于種質資源長期保存和遠距離運輸運用組織培養(yǎng)保存種質資源，具有節(jié)約土地，節(jié)省人力、物力，手續(xù)簡便，利于長距離運輸，而且不致受病蟲侵襲，便于交流的優(yōu)點。2.6提供育種中間材料通過組織培養(yǎng)可獲得不同性質的愈傷組織，可為原生質分離，融合或遺傳轉化提供優(yōu)質材料。結合從事小麥育種工作多年的經(jīng)驗體會，小麥育種須走育種先育材料的路子，沒有突破性的中間育種材料，就不可能選育出有突破性的新品種。現(xiàn)階段小麥育種工作中改良創(chuàng)新中間育種材料的是很重要的。42.7誘發(fā)和離體篩選突變體，并從中獲得有益的突變體根腐病是小麥的主要病害之一，一般引起減產(chǎn)10一15%，有時高達30寫,迄今尚無有效的防治方法。抗病育種被認為是一種有效的防治途徑。電離輻射可以引起生物的廣泛變異，國內外利用輻射以及輻射與其它因子結合的方法選出了許多新品種，在生產(chǎn)上發(fā)揮了重大作用。5茄子黃萎病是茄子三大病害之一，因缺乏黃萎病抗性強、農(nóng)藝性狀優(yōu)良的育種材料2，使生產(chǎn)上所用的品種對茄子黃萎病的抗性不理想。因此，創(chuàng)造新的抗病材料，為育種奠定堅實的基礎，是當前我國茄子育種工作的重點和難點3。在茄子抗病材料的創(chuàng)新上，以往多采取馴化野生材料和常規(guī)雜交轉育抗性基因4，而采用離體誘變篩選技術，國內目前尚無成功的報道。62.8制造人工種子為某些瀕臨滅絕或珍貴的物種的繁殖，提供高效的技術。例如：研究白術人工種子最佳胚乳配方,為白術人工種子技術規(guī)模化開發(fā)應用提供理論依據(jù)。以組織培養(yǎng)為基礎的白術人工種子快速繁殖技術具有一定的優(yōu)越性。7參 考 文 獻1殷紅.細胞工程.北京：化學工業(yè)出版社，2006.7.2作者.關于果樹嫁接方法及愈傷組織生產(chǎn)應用問題的探討.企業(yè)庫，/xinwen/1306510.html.2010-7-11. 3傅亞萍，顏紅嵐.不同染色體倍性水稻植株光合特性的研究.中國水稻科學，1999年第3期.4周吉紅，李彰明，吳紹宇，黃寰.小麥育種中中間育種材料的改良與創(chuàng)新.植物遺傳資源學報，2003年0