针叶树体细胞胚胎发生研究进展
植物体细胞胚胎发生影响因素研究进展
收稿 日期 :2 0 1 4 — 0 6 - 0 8 基金项 目:安康学院 高层次人才科研启动项 目 ( A Y Q DZ R 2 0 1 2 1 2 )
作者简介 :蔡 正旺,男,陕西安康人 ,安康 学院农 学与生命科 学学院讲师 ,硕士 ,主要从事植物科学的教学与研 究。
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体 细胞 胚胎 的发 生是 通过光 周期 和光 敏 素来起 到 调
源激素与植物生长发育密切相关 ,影响植物生命活 动的整个过程【 3 ] 。邢更妹等[ 4 】 认为 ,在体细胞胚胎诱 导过程 中内源激素起着关键性作用。K a m a d a 等[ 5 1 在 胡萝 卜 细胞培养 中发现 ,内源 A B A含量一直保持 比较低 的水平 ,但从非胚性细胞转化为胚性细胞阶 段, 却伴随着 内源 A B A含量的增加 。崔凯荣等嘲 以 伤组织 的内源 A B A含量很低 ,将其直接转移 到分 化培养基上 ,不能形成体细胞胚 ,但经 4次继代培 养后 ,愈伤组织内 A B A含量升高 ,且体细胞胚的 发生频率和发育 的质量 提高了。 由此可见 ,A B A 与胚性的启 动、体细胞胚 的发生与发育关 系密切 。 中 ,发现 内源激素的变化与桑离体器官的发生之间
化 形成 胚 。多数 体 细胞 胚胎 的形 成是 通 过 间接途 径 产生 的。1 9 5 8年 德 国 的 R e i n e r t 和美 国 S t e w a r d分
内源激素。植物内源激素是植物 自身代谢产生的一 类有机物质 ,并 自 产生部位移动到作用部位 ,在极
低浓度 下 就有 明显 的生 理效应 的微 量 物质 。植 物 内
别 在 固体 培养 基上和液体悬浮 培养 胡萝 卜 的根细 胞 ,发现愈伤组织 中有些细胞可以发育成胚 。植物 体细胞胚胎发生具有普遍性 ,已从 2 0 0多种植物上
植物体细胞胚发生及发育研究进展
植物体细胞胚发生及发育研究进展摘要:体细胞胚发生是植物界的一个普遍现象,具有广阔的应用前景和巨大的潜在经济价值。
近几年来,对植物体细胞胚胎发生的研究取得了较大的进展,但同时也存在着一系列的问题有待于进一步解决。
根据近几年来的相关研究报道,本文综述了影响体细胞胚发生和发育的外部条件,如植物激素、光质、碳源、活性炭、渗透压、培养条件等;内部因素如基因型、生理状态。
以期为植物体细胞胚诱导提供一定参考价值。
关键词:体细胞胚发生;植物激素;内因;外因The Advance ofPlantSomaticEmbryogenesisand DevelopmentLiming,Wangshuxiang,Fengdaling(Collegeo~LifeScience,AgricultureUniversityofHebei,BaodingHebei071001)Abstract:Plant somatic embryogenesis is a common phenomenon and has wide application prospects and potentialeconomic value.Greatprogress has been made in plantsomatic embryogenesis recently,butmanyproblems are stilunsolved.Based on therelated reports and literature ofrecentyears.the research resultson factorsaffecting ofplantsomatic embryogenesiswere summarized.Itis including outerfactors,such as plant hormones,light quality,carbon source,osmotic pressure and culture conditions;interior factors,such as genotypeand physiologicalstate.Thiscan providereferencesfortheresearcheson somatic embryo induction.Key words:somaticembryogenesis;planthormones;interiorfactors;outerfactors引言植物组织培养中体细胞胚的发生不仅具有普遍性,而且具有数量多,速度快,结构完整的特点。
针叶树体胚发生技术研究进展
针叶树体胚发生技术研究进展针叶树是中国森林资源中的主要组成成分,且在我国经济建设和保护生态环境方面起着重要作用。
通过体细胞胚胎发生组织培养方法快速繁殖针叶树,不仅可为造林提供大量优良无性系植株,而且是植物基因工程技术应用于针叶树种遗传改良的重要途径。
植物基因工程技术可以使很多传统育种方法难以解决的问题迎刃而解,它可以更多、更快、更好地创造出新品种、新类型和新种质。
针叶树的体细胞胚胎发生和植株再生是植物组织培养研究中难度较大的一个领域。
随着人类环境保护意识的进一步增强和对发展无性系育林业的日益重视,在过去的30到40年里,世界各国对该领域的研究工作给予了特别的关注,取得了长足的进展。
文章将综述该领域的研究现状,展望这方面的研究在实际生产中的应用前景及发展趋势。
1.针叶树体细胞胚胎发生与植株再生研究概况1976年Durzan 和Chalupa第一次报道了班克松(Pinus banksiana)离体培养下的类胚结构,但没有观察到胚的进一步发育。
直到1985 年,从挪威云杉(Picea abies)的未成熟胚中诱导产生了体细胞胚并且获得了再生植株(Chalupa,1985)。
之后,松柏类植物的体外胚胎发生研究迅速兴起,并取得了很大进展。
据不完全统计,到目前为止,国内外已从冷杉属(Abies)、落叶松属(Larix)、云杉属(Picea)、松属(Pinus)、黄杉属(Pseudasuga)和红杉属(Sequoia)的40多种针叶树培养产生了体细胞胚,该领域的研究主要集中在云杉属和松属(表1)。
其中火炬松、辐射松、挪威云杉等树种的体细胞胚胎再生植株己大规模应用于造林实践,并产生了巨大的经济效益和生态效益。
1) IZE 未成熟合子胚, 2)M ZE 成熟合子胚, 3) S 幼苗; 4) P 小植株, 5)M SE 成熟体细胞胚, 6) ESE 早期体细胞胚, 7) ISE 未成熟体细胞胚在我国,李映红和郭仲琛从青杄(Picea wilsonii)的未成熟合子胚培养中获得了体细胞胚胎的再生植株(李映红等,1990)。
植物体细胞胚发生miRNA研究进展
植物体细胞胚发生miRNA研究进展作者:许珊珊林思祖来源:《安徽农业科学》2015年第07期摘要介绍了植物miRNA的作用机制,并重点阐述了落叶松、玉米、龙眼体细胞胚发生相关miRNA的研究进展。
随着miRNA的深入研究,体胚发生相关miRNA的功能验证、不同miRNA间的相互调控及对下游靶基因的调控作用研究将成为重要的研究方向,因此,了解植物体胚发生miRNA的发展现状及趋势非常重要。
关键词体细胞胚发生;miRNA;落叶松;玉米;龙眼中图分类号S188文献标识码A文章编号0517-6611(2015)07-018-03植物体细胞胚的概念源于1902年Haberlandt提出的植物细胞具有全能性,即每一个细胞都能不断分裂,进而分化形成完整的植株[1]。
有关植物体细胞胚发生的研究最早是从胡萝卜贮藏根组织培养材料中观察到来自体细胞组织胚的启动和发育过程[2]。
同时,由于体细胞胚发生过程与合子胚发育高度相似[3],且其在离体条件下可人为控制收集特定发育阶段的大量材料,因此体细胞胚发生亦是研究植物胚胎发育的模式系统。
目前,已有众多学者对体细胞胚发生的分子机理进行了大量研究,并分离出许多相关基因,但由于体细胞胚发生是个复杂的生物学过程,涉及一系列信号转导过程和基因表达[4],且其发生过程中各阶段基因激活与抑制的潜在机制尚不清楚,仍不足以阐明胚胎发生机理和解决生产问题。
miRNA是一类长为21~24 nt内源的非编码的小分子RNA,广泛分布于植物基因组中。
miRNA主要通过引导靶基因mRNA降解、介导翻译抑制和介导DNA甲基化等途径负向调节植物基因表达[5-9],从而调控植物细胞分裂、组织分化、器官形态建成、激素应答与信号传导以及植物对逆境胁迫的应答[10-16]。
近年研究发现,miRNA作为上层调控因子在植物体细胞胚发生过程中同样起着重要的调控作用[17]。
笔者简要介绍了植物miRNA的作用机制,并主要从落叶松、玉米、龙眼等植物阐述体细胞胚发生相关miRNA研究进展。
植物体细胞胚胎研究进展及研究基础
作者简介:鲁国武(1977-),男,汉族,山东临沂市人,石河子大学生命科学学院硕士研究生,植物学专业,植物遗传方向。
3通讯作者。
收稿日期:2007-03-30植物体细胞胚胎研究进展及研究基础鲁国武1 张 霞13王雪芬2 岳庆妮1 齐妍婷1(1新疆石河子大学生命科学学院,新疆石河子 832003;2陕西师范大学生命科学学院,陕西西安 710062)摘 要:本文简述了1958年发现植物体细胞胚胎以来显微结构、超微结构的细胞学和组织化学等理化特性研究进展,同时还简述了体细胞胚发生时蛋白质、氨基酸代谢,淀粉粒动态、过氧化物酶同工酶变化、酯酶同工酶变化等基础研究。
关键词:体细胞胚胎;体细胞胚胎发生;细胞全能性;愈伤组织、过氧化物酶同工酶;酯酶同工酶;信号转导中图分类号 Q942 文献标识码 B 文章编号 1007-7731(2007)08-52-03 植物体细胞胚胎发生是指离体条件下植物的体细胞通过与合子胚发生相类似的途径,发育成新个体的过程。
体细胞胚发生有两种方式,一种是不需要经过愈伤组织,直接从组织或细胞发生胚;另一种是经过愈伤组织阶段[1]。
前者需要诱导物的合成或抑制物的消除从而恢复细胞分裂;后者需要诱导细胞重新进入细胞周期而进行发育的重决定。
植物体细胞胚发生是一个错综复杂的发育过程,其实质是基因顺序表达的过程。
1 植物体细胞胚胎研究进展1902年,德国著名植物学家哈勃兰德(Gottlieb Haber 2landt )提出植物细胞全能性概念。
1943年,怀特(W hite )正式提出植物细胞全能性理论,认为每个细胞都具有母株植物的全部遗传信息,都具有一套完整的基因组,具有发育成完整植株的能力[1]。
1945年,Buvat 认为组织脱分化有两步:首先逆转到形成层细胞状态,再次回复到初生分生组织细胞的细胞结构。
1954年,缪尔(Muir )首次成功地进行了植物细胞悬浮培养。
1955年,Skoog 和M iller 首次从酵母提取物中分离细胞分裂素激动素KT 。
浅谈林木体细胞胚胎发生影响因子的研究进展
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关键词院林木体细胞;胚胎发生影响因子;外植体
我国在 21 世纪初开展了林木体细胞胚胎的研究工作, 并实现了理论成果的转换。为了促进林木植株的健康生长, 加快植株再生研究进程,必须研究林木体细胞胚胎发生的影 响因子。
1 试验材料
为了对林木体细胞胚胎展开研究,需要进行对比试验, 保证对比试验条件的异质性。在开展试验前,需要选用 5 个 品种的植物胚胎,并测算植物胚胎的分化率。一般来说,植物 胚胎的诱导率应该控制在 1%~20%。林木体细胞胚胎的基 因不同,分化率迥异,这就说明植株基因对胚胎诱导起着重 要作用。在进行人工培育时,必须对植物胚胎进行消毒,并把 不同品种的胚胎放在不同的培养基中,适当调整化学药剂的 稀疏度[1]。
5 结论
综上所述,为了促进林木植株的健康生长,加快植株再生 研究进程,必须研究林木体细胞胚胎发生的影响因子。
参考文献 1 张清国,杨文华,韩素英,齐力旺,梁国鲁.针叶树多倍体及其在遗传
育种中的应用研究[J].生物技术通报,2015(S1)
(责任编辑 张芝)
作者简介:戎洁庆(1987.6-),女,浙江慈溪,硕士,从事林木培育研究工作 3 年以上。
4 相关讨论
在进行上述试验后,可以发现林木体细胞胚胎有 3 种繁 殖方法:第 1 种是外植体诱导法。第 2 种是不定芽成熟法。第 3 种是植物胚胎发生方法。与无性繁殖相比,林木体细胞胚胎 的繁殖速度更快,因此,可以将林木体细胞胚胎的繁殖方法 迁移到无性繁殖中。就目前来看,我国虽然展开了林木体细 胞胚胎发生的影响因子研究,却没有对胚胎进行细化。在未 来,我国学者应该开展以下几项工作:第一,应分析幼胎特 征。第二,应探讨愈伤方法。第三,应同步培养林木体细胞胚 胎。
2017 年第 11 期
云杉属树种体胚发生研究进展
云杉属树种体胚发生研究进展云杉属是针叶类植物中重要的一个属,包括约50个物种,广泛分布于世界各地。
云杉属树种具有重要经济价值和生态意义,因此对该属树种的研究也越来越受到关注。
其中,体胚发生是云杉属树种研究的重要方向之一。
本文主要介绍云杉属树种体胚发生的研究进展。
云杉属树种的体胚发生主要表现为由多个胚珠细胞形成未成熟胚囊,未成熟胚囊再发育生长成熟胚囊,形成一个或多个胚珠。
此外,云杉属树种中还存在多胚胚珠,即一只成熟胚囊内含有多个胚珠的情况。
云杉属树种体胚发生的研究主要集中在以下几个方面。
1. 体胚发生的细胞学机制云杉属树种体胚发生的研究表明,体胚发生过程中存在着一系列的细胞学机制调控。
例如,不同物种的云杉属树种在胚囊细胞分裂方式上存在差异,即有些物种的胚囊细胞是以胞质分裂为主,而有些物种的胚囊细胞则是以核分裂为主。
此外,云杉属树种体胚发生中还存在着多次分裂、不对称分裂、减数分裂等复杂的分裂方式。
这些不同的分裂方式对体胚发生的进程和结果都有着重要的影响。
2. 胚珠诱导和胚囊发育体胚发生的第一步是胚珠的形成和发育。
研究表明,云杉属树种胚珠的发育主要由相邻细胞间的信号分子调控。
这些信号分子包括细胞因子、生长因子等,它们能够通过激活或抑制细胞内或细胞间信号传递通路来调节胚珠发育。
此外,胚珠中还存在一些特殊的细胞类型,如胚囊盘细胞、中央细胞、外侧细胞层等,它们在体胚发生的过程中都有着重要的作用。
3. 雄配子体的形成云杉属树种是球粒菌标志植物,精子的形成需要球粒菌的共生。
研究表明,球粒菌能够通过改变云杉属树种雄配子体中的基因表达来促进和维持本性自交的进程。
雄配子体中的细胞分裂和形态变化也是云杉属树种体胚发生过程中的一个重要环节。
总之,云杉属树种体胚发生的研究涉及到细胞生物学、遗传学、生物化学等多个学科领域。
对于理解云杉属树种的种间关系、进化历程以及促进其良种繁育等方面都有着重要的意义。
随着研究方法和技术的不断完善,相信云杉属树种体胚发生的研究也会迎来更为重要的突破和进展。
云杉属树种体胚发生研究进展
云杉属树种体胚发生研究进展云杉属树种是一类生长在温带和寒带地区的针叶树,也是一种重要的森林资源。
随着人们对森林资源的需求不断增长,云杉属树种的种植和保护变得愈发重要。
在云杉属树种的研究领域中,体胚发生是一个备受关注的课题。
体胚是植物胚胎发育的一部分,对于种子繁殖和植物生长发育起着至关重要的作用。
近年来,针对云杉属树种体胚发生的研究取得了一系列进展,这些进展为我们更好地了解云杉属树种的生长发育提供了重要的理论支撑和实践指导。
本文将对云杉属树种体胚发生研究的进展进行介绍和总结,以期为相关领域的研究工作提供借鉴和参考。
一、体胚发生的基本过程植物体胚的发生是一个复杂而精密的过程,主要包括胚珠形成、合子发育和胚胎形成三个阶段。
在云杉属树种中,体胚发生的基本过程与其他植物相似,但也存在一些特殊的特点。
云杉属树种的胚珠和雄性配子体在形态结构上具有一定的特异性,这也为云杉属树种的体胚发生提供了特殊的研究对象。
1. 胚珠形成阶段胚珠形成是体胚发生的起始阶段,也是体胚质的最初形成。
在云杉属树种中,胚珠形成的过程受到环境因素和遗传因素的共同影响,因此对于胚珠形成的研究成为了当前云杉属树种体胚发生研究的重点之一。
一些研究表明,适当的温度、光照和水分条件可以促进云杉属树种的胚珠形成,而植物激素的作用也对云杉属树种的胚珠形成起着重要的调控作用。
2. 合子发育阶段合子发育是体胚发生的第二阶段,也是云杉属树种体胚发生研究的重点之一。
在这一阶段,雄配子体和雌配子体相互结合,形成受精卵,从而为胚胎的形成奠定了基础。
合子发育的过程受到基因的调控和植物激素的影响,因此对于合子发育的研究可以为云杉属树种的种子繁殖提供重要的理论指导和实践支撑。
二、研究方法和技术在云杉属树种体胚发生研究中,研究方法和技术起着至关重要的作用。
近年来,随着分子生物学、生物化学和生物信息学等领域的发展,研究人员在体胚发生研究中引入了一系列新的技术和方法,取得了一系列重要的进展。
植物体细胞胚胎发生研究
植物体细胞胚胎发生研究植物是一类非常特殊的生物, 它们具备能够进行无限生长的能力。
在植物生长和发育中,胚胎发生是一个至关重要的过程。
它能够使单个细胞逐步形成具有各种不同细胞类型的完整的植物。
因此,研究植物体细胞胚胎发生对于探究植物生长的本质和机制,以及植物育种具有非常重要的意义。
植物体细胞胚胎发生的定义植物体细胞胚胎发生可以理解为从单一的细胞发展为幼苗的过程。
在这个过程中,细胞经历了不同的细胞分化和发育,最终形成了植物的各种组织和器官。
植物体细胞胚胎发生的过程植物体细胞胚胎发生可分为两个主要阶段,第一个是发生,即单一的细胞开始分裂,最终形成组织和器官;第二个是发育,即利用分裂细胞发展特定的细胞、组织和器官,并形成成熟的植物。
植物体细胞胚胎发生的机制植物体细胞胚胎发生的机制非常复杂,与基因调控、细胞分化和信号传递等多种因素有关。
具体机制涉及一系列信号通路和表观遗传学调控。
当细胞开始分化时,特定的基因开始表达,并产生一系列的细胞信号分子或调节蛋白,进而控制细胞的命运和形态。
植物体细胞胚胎发生的应用植物体细胞胚胎发生对于探究植物生长的本质和机制,以及植物育种具有非常重要的意义。
例如,在植物育种过程中,研究植物细胞胚胎发生可以加深人们对植物遗传学和表观遗传学的认识,有助于培育更高产、抗病和适应环境的植物品种。
总结植物体细胞胚胎发生是一个复杂而重要的生物学过程,它关系到植物生长发育的本质。
研究其机制,有助于深入探讨植物的基本生物学问题,促进植物产业的发展。
在未来,有望利用最新的基因编辑技术和细胞培养技术,对于植物体细胞胚胎发生进行更深入的研究和应用。
植物体细胞胚发生过程中基因表达的研究进展
植物体细胞胚发生过程中基因表达的研究进展
植物体细胞胚发生过程中基因表达的研究进展
植物体细胞胚胎发生是一个复杂的发育过程,研究者们通过分析植物体细胞胚发生过程中的基因表达或胚性组织和非胚性组织中基因的差异表达,获得了在体细胞胚发生过程不同时期表达的基因,并分析了这些基因在胚胎发生途径中可能的作用.综述了在植物体细胞胚发生过程中细胞周期相关基因、胁迫和激素应答相关基因、信号转导相关基因、晚期胚胎丰富蛋白基因及与体细胞胚发生相关的胞外蛋白基因表达的研究进展.
作者:陈洁王颖李辉亮彭世清 CHEN Jie WANG Ying LI Hui-Liang PENG Shi-Qing 作者单位:中国热带农业科学院,热带生物技术研究所,海南,海口,571101 刊名:生物技术通讯ISTIC英文刊名:LETTERS IN BIOTECHNOLOGY 年,卷(期):2008 19(3) 分类号:Q943 关键词:体细胞胚基因表达体细胞胚发生。
云杉属树种体胚发生研究进展
云杉属树种体胚发生研究进展云杉属是北方针叶树林分布的主要类群,由于其具有重要的经济、生态和生物学意义,因此一直受到广泛的关注。
本文将着重介绍云杉属树种体胚发生的研究进展。
云杉属树种的体胚发生研究是植物繁殖和遗传育种领域的重要方向之一。
在过去几十年中,研究者已经开展了大量的研究工作,从胚胎学、遗传学、细胞学、生物化学等角度揭示了云杉属树种的体胚发生机理。
下文将对其中的几个方面进行介绍。
1. 胚胎发生云杉属树种的胚胎发生具有一定的特点,主要表现在胚珠中受精卵细胞和二次细胞核分裂产生的四个游离细胞间的体胚分化和协调发育等方面。
云杉属树种的胚胎发生过程经历了两个关键阶段:第一阶段是由胚珠内受精卵和二次细胞核分裂产生的四个游离细胞经过一系列分化和发生,形成胚珠乳头,然后形成胚囊,这一阶段称之为胚珠发育阶段;第二阶段是胚囊内受精卵细胞进一步分化、发育,形成胚胎,这一阶段称之为胚胎发生阶段。
云杉属树种的胚胎发生机理研究不仅涉及到云杉属树种自身的生长发育规律,而且对现代植物繁殖工程以及种质资源的保护利用等具有重要意义。
2. 遗传调控云杉属树种的遗传调控机理研究也是近几年发展较快的一个方向。
研究者通过对云杉属树种的分子遗传学、生理学和生化学等多个层面进行分析,发现云杉属树种的遗传调控机制存在植物激素调控、RNA后转录修饰、光信号调控、蛋白质组学等多个方面。
例如,植物激素是云杉属树种发生过程中的一个重要调控因子,能够通过调节基因表达、蛋白翻译、代谢途径等方面影响云杉属树种的生长发育。
光信号调控机制是影响云杉属树种光合作用的一个重要因素,光调节因子在云杉属树种的生长发育和能量代谢方面起着很重要的作用。
3. 细胞生物学云杉属树种细胞学是研究云杉属树种细胞结构、细胞功能、细胞化学成分等方面的学科。
云杉属树种的细胞发育过程涉及到云杉属树种内部细胞器的合成、运动和末端水平对称发生等方面,因此了解云杉属树种的细胞学非常重要。
研究表明,云杉属树种的细胞学特征与其他同属树种相似,但也存在一些差异。
云杉属树种体胚发生研究进展
云杉属树种体胚发生研究进展云杉是极具经济价值和生态价值的针叶树种,广泛分布于世界各地,是北半球中高山区域和热带高山森林的重要组成部分。
云杉属(Abies)是针叶树种中最具特色和代表性的属之一,包括约50多个物种,其中一些已经成为了现代林业中的重要树种。
近年来,基因工程和组织培养技术的不断发展带来了大量的云杉属树种体胚发生研究,这些研究为云杉属的保护和利用提供了原始材料。
本文将就云杉属树种体胚发生研究的最新进展进行综述。
一、体胚培养技术体胚培养技术是指在无性生殖条件下利用植物幼嫩的胚胎组织和调节生长环境,从而产生新的植物体的一种技术。
在云杉属树种中进行体胚培养,可以有效地提高云杉属树种的良种繁育效率,并满足对高质量优良品种的需求。
同时,体胚培养技术还可以加速云杉属树种的繁殖和育种进程,缩短繁殖代间隔。
二、体胚诱导和植株再生体胚诱导和植株再生是体胚培养技术中最主要的环节之一。
体胚诱导是指利用植物体细胞的再分化和再生能力,在体外环境下诱导胚性组织的产生。
在云杉属树种中,体胚诱导是通过选择适当的激素组合,并调节培养基的培养条件来实现的。
在体胚诱导过程中,云杉属树种中最常用的诱导方法是诱导原始细胞或胚基细胞的再分化,最终转化为胚性组织和愈伤组织。
而植株再生是指在胚性组织和愈伤组织中合适的培养条件下,将几个胚性组织和愈伤组织转化成新的植株。
在云杉属树种中,植株再生的过程包括植株的诱导、增殖和分化三个阶段。
通过适当的培养条件和培养基的配方,可以实现高效的云杉属树种体胚诱导和植株再生。
三、体胚转化和遗传转化体胚转化是利用体胚培养和遗传工程技术,将外源基因导入植物细胞中,并实现基因的稳定传递和表达的过程。
在云杉属树种中,体胚转化可以实现对抗氧化应激、提高耐热性、抗病和抗虫等性状的改良,从而提高云杉属树种的生长和生存能力。
目前,DNA介导、冷冻滴化、微量物理拍打以及基因枪法等多种体胚转化技术已经被广泛应用于云杉属树种中。
植物体细胞胚胎发生起源研究进展
植物体细胞胚胎发生起源研究进展张 涛 (重庆师范大学生命科学学院 400047)摘 要 植物体细胞胚胎发生在研究植物细胞的生长和分化机制、胚胎发生和基因表达调控等方面具有重要的作用,但关于植物体细胞胚胎是起源于单细胞还是多细胞的问题一直存在不同的看法。
本文概述了植物体细胞胚胎发生起源方面的研究进展。
关键词 体细胞胚胎发生 起源植物胚胎发生是指从单细胞的受精卵(合子)开始,通过分裂与分化,沿顶端到基部(胚珠合点到珠孔)的方向,依次形成外观上可见的茎端分生组织、子叶、下胚轴、根与根分生组织,同时以顶端-基部轴为中心,由外向内依次形成最外部的表皮、内部基本组织和中间输导组织的过程。
胚胎发生早期,作为新一代植物生活史起始点的合子经过一次不对称分裂形成一个顶细胞和一个基细胞,前者经过连续三次分裂形成上、下两层的8细胞胚体(每层4个细胞)。
上层细胞通过分裂分化将发育成为茎顶端分生区和子叶的大部分,下层细胞则经过一次横向分裂成为上、下两个部分,上部分后来形成子叶,下部分形成胚轴、根和根分生组织中近基原始细胞。
植物体细胞胚胎发生是指在离体培养条件下,植物体细胞通过与合子胚发生相似的途径形成类似合子胚结构的过程。
在植物长期进化的过程中,许多物种形成了不同的无性胚胎发生方式来克服影响受精的环境和基因的因素。
植物胚胎不但可从离体培养的已分化的体细胞获得,而且体细胞胚胎发生过程与合子胚胎发生过程相似,所形成的胚具有类似于合子胚的极性和典型的胚性器官,如胚根、下胚轴和子叶等。
自从1958年Ste war d[1]在胡萝卜细胞悬浮培养中发现体细胞胚胎发生以来,植物学家对此进行了广泛的研究,体细胞胚胎发生的潜力在大量的植物中被发现,并利用其各种不同的器官、组织、细胞和原生质体培养得到了体细胞胚胎,这表明植物体细胞胚胎的发生在高等植物中是一个普遍现象。
可以说,只要有合适的外植体、培养基和环境条件,所有植物的大部分组织与器官都能诱导体细胞胚胎发生。
云杉属树种体胚发生研究进展
云杉属树种体胚发生研究进展云杉属是一类古老的针叶树种,其树种体胚发生研究一直备受关注。
随着科学技术的发展,人们对云杉属树种体胚发生的研究取得了一系列进展,并取得了一定的成果。
本文将从云杉属树种的体胚发生的基本过程、研究现状以及未来研究方向等方面进行阐述。
云杉属树种的体胚发生是指从受精卵到种子成熟的整个过程,包括初生胚的形成和发育、成熟胚的形成和种子的形成等多个阶段。
云杉属树种的体胚发生过程是其生长发育的基础,也是研究其生殖生物学的重要内容。
目前,云杉属树种体胚发生的研究主要集中在以下几个方面:通过组织培养技术,对云杉属树种的体胚发生进行研究。
在实验室条件下,通过培养植物芽、胚乳、种子等组织,研究云杉属树种的体胚发生规律,探索其生长发育的机制。
这为云杉属树种的育种改良、生长调控提供了重要的理论依据。
通过生物化学和生理学技术,对云杉属树种的体胚发生进行研究。
通过测定植物生长发育过程中的生理生化指标,研究云杉属树种体胚发生的生理代谢过程,阐明体胚发生过程中的物质代谢和能量转化,揭示云杉属树种的生长发育规律。
这为云杉属树种的生长调控和生化合成提供了理论基础。
通过生物信息学技术,对云杉属树种的体胚发生进行研究。
通过构建云杉属树种的基因组数据库和表达谱数据库,利用大数据分析方法,研究云杉属树种体胚发生的分子调控网络和信号传导通路,预测关键基因及其功能。
这为云杉属树种的体胚发生机理和分子调控提供了新的研究思路。
云杉属树种体胚发生的研究已取得了一系列进展,但仍面临一些挑战。
由于云杉属树种在国内外分布广泛,环境条件复杂,因此研究者需要加强实地观察和采集样本,积累更多的实验数据。
云杉属树种的体胚发生过程受多种因素影响,需要多学科的协同研究,以便更全面地了解其机理。
云杉属树种的体胚发生在生物学上具有一定的特异性,研究者需要加强国际合作,共同攻克难题。
展望未来,云杉属树种体胚发生的研究将继续深入,将有望取得更大的突破。
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团 的 维持 和 增 殖 ; 细 胞 胚 的 成 熟 ; 细 胞 胚 的 萌 体 体
发 和 植 株再 生 。
1 针 叶树体 细胞 胚 胎发 生研 究 概 况 17 9 6年 . uzn和 C au Dr a h lp第 一 次 报 道 了斑 克 松 的类胚 结 构 。D ra uzn于 1 8 9 0年 又在 花旗 松 和 白云杉
取 得 了可喜 的进 展 。据 不 完 全 统 计 , 目前 为 止 , 到 国
内外 已从 冷 杉 属 ( b s 、 叶 松 属 ( Ai )落 e
) 云杉 属 、
两种 方式 , 直接 体 细 胞 胚 胎 发 生 和 间 接 体 细 胞 胚 即 胎发 生 』 cuh认 为 , 接 体 细 胞 胚 胎 发 生形 成 。Shc 直 的再 生 植 株 具 有 更 强 的 遗 传 稳 定 性 J 。从 已经 体 胚 培 养成 功 的针 叶 树 种 看 , 管 针 叶 树 通 过 体 细胞 尽 胚 胎 发 生 实现 植 株 再 生 的 过 程 比较 复 杂 , 同树 种 不 间体 细胞 胚 植 株 再 生 频 率 差 异 很 大 , 同一 树 种 内 且 不 同 基 因 型 间 的胚 胎 发 生 能 力 也 存 在 很 大 差 异 , 但
的研 究 , 并根 据处 于 不 同时期 的体 细胞胚 所 具有 不 同
在 我 国 , 映红 和郭 仲 琛从青 杆的未 成熟 合子 胚 李 培养 中获得 了体 细胞 胚 胎 的 再 生 植 株 J 黄健 秋 和 。 卫 志 明从 马 尾松 和 云 南松 的 成熟 合 子胚 诱 导体 细 胞 胚胎 发 生获 得 成功 J杨 金玲 等研 究 了光 、 B 蔗 糖 , A A、
态 效 益 。本 文 就针 叶树 体 细 胞 胚 胎 发 生 研 究 领 域 的
研 究进 展 , 响体 细 胞 胚 胎 发 生 的 主 要 因素 进 行 综 影
述 , 望 了针 叶树 体胚 发 生在 实 际生 产 中的应 用前 景 展 及 发展 趋势 , 指 出 了该研 究领 域 中需 要 解决 的主要 并
培养 程序 和 发 育 过 程 基 本 相 似 , 要 经 过 4个 共 同 都 的 步 骤 , : 性 胚 柄 细 胞 团 的诱 导 ; 性 胚 柄 细胞 即 黄 杉属 ( su au a 和 红杉 属 e Pn s 、 P ed sg )
( eui) 5 Sqoa 的 0多种 针 叶 树 培 养产 生 了体 细 胞胚 , 该 领 域 的研究 主要集 中在云 杉属 和松 属 。其 中火 炬 松 、 辐 射松 、 威 云杉 等树 种 的体 细胞 胚胎 再 生植 株 已大 挪 规 模应 用 于造林 实 践 , 并产 生 了 巨大 的经 济效 益 和生
及 A N 浓度对 白杆体 细胞 胚 胎 发生 及 植 株 再生 的 gO
实验 中发 现 了 同样 的结构 和 现象 , 都未 能使 其 进一 但 步发 育 ] 95年 , am n等 从挪 威 云 杉 未成 熟 合 。18 Hka 子胚 培养 中首 次 获 得 了体 细 胞 胚 及 其 再 生 植 株 ¨ 。 D nt u s n和 Web对 云 杉 属 树 种 的 体 细 胞 胚 诱 导 、 a b 成 熟 和萌发 的细胞 形 态学 及 生 理 生化 变化 进行 了 系统
年 代后 期 ,0世 纪 8 2 0年代 后 期 得 到 迅 速 发展 并 获 得 很 大成 功 。 自 18 95年 H k n等 首 次 报道 挪 威 云 杉 ama 的未成 熟 合 子 胚 形 成 体 细 胞 胚 并 再 生 植 株 以来 J , 针 叶树 体细 胞胚 的诱 导 、 熟 和植 株再 生 过程 的研 究 成
毫 论 综 述
@ 树 体 细 胞 胚 胎 发 生 研 究 进 展 tt P
孙 志强 , 占育 席 梦利 孙 ,
(. 1 渭南职 业技术学 院, 陕西 渭南 7 4 0 2 南京林业大学 ) 10 0; .
摘 要 : 针叶树 的体 细胞胚胎发 生是体 细胞在人 工无 菌培 养条件下分化产 生体细胞胚胎 的过程 , 细胞胚胎发 生 体
究在 实际生产 中的应用前号及发展 趋势 , 并指 出了该研 究领域 中需要解 决的主要 问题 及解决途径 。 关键 词 : 针叶树 ; 体细胞胚胎发 生 ; 外植体 ; 植物激 素
针 叶树 的体 细胞 胚 胎 发 生研 究 始 于 2 0世 纪 7 0
柄细 胞 团 、 期 原胚 、 期原 胚 和子 叶胚 4个 时 期 。 早 后 Flnv i oa等人 具 体 比 较 了胚 性 胚 柄 细 胞 团 的 细 胞 数 o 目和形 态特 征 , 处 于此 时 期 的细胞 聚集 体进 一 步细 将 分为 P M E I、E 1 P M I 3种类 型 , 跟踪 了 P M 1和 E I I 并 3种类 型 细 胞 团 的 发 育 途 径 和 相 互 之 间 的 转 变 关 系 [5。T uou 等 区别 了 针 叶树 体 细 胞 胚 形 成 的 4] atrs -
途 径 是 细 胞 全 能 性 表 达 的一 种 方 式 , 演 了合 子 胚 形 态发 生 的 过 程 。 自 1 8 重 9 5年 H k n等 首 次 报 道 挪 威 云 杉 的 未 ama 成 熟 舍 子 胚 形 成体 细 胞 胚 并 再 生植 株 以来 , 叶 树 体 细 胞 胚 的诱 导 、 熟 和植 株 再 生 过 程 的 研 究取 得 了 巨大 进 展 。 针 成 综 述 了针 叶树 体 细 胞 胚 胎 发 生研 究 领 域 的 研 究进 展 , 结 了影 响 体 细 胞 胚 胎 发 生 的 主 要 因素 , 望 了这 方 面 的研 总 展