植物胚培养的研究进展与应用

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，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C2H4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