植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生.ppt

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1、第十二章植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生第一節(jié)體細(xì)胞胚胎發(fā)生的方式第二節(jié)影響體細(xì)胞胚胎發(fā)生的因素第三節(jié)體細(xì)胞胚胎發(fā)生中基因表達(dá)與調(diào)控第一節(jié)體細(xì)胞胚胎發(fā)生的方式植物體細(xì)胞胚（plantsomaticembryos）：在離體培養(yǎng)過程中由植物外植體或愈傷組織產(chǎn)生與受精卵發(fā)育方式類似的胚胎結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。一、體細(xì)胞胚胎發(fā)生（Somaticembryogenesis）的特點(diǎn)**植物的胚胎發(fā)生是從合子開始的。**單細(xì)胞懸浮培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)和花粉培養(yǎng)中都觀察到體細(xì)胞胚胎發(fā)生或花粉胚胎發(fā)生（pollenembryogenesis）**合子發(fā)育的胚胎為二倍體的體細(xì)胞產(chǎn)生的胚狀結(jié)構(gòu)**體細(xì)胞胚胎是由小孢子或其分裂產(chǎn)物等單

2、倍體細(xì)胞產(chǎn)生的體細(xì)胞胚，通常稱花粉胚（pollenembryos），可發(fā)育成單倍體植株?；ǚ叟囵B(yǎng)單細(xì)胞懸浮培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng)組織器官培養(yǎng)體細(xì)胞胚花粉胚非合子胚非合子細(xì)胞合子胚無融合生殖胚**體細(xì)胞胚或花粉胚都是指在植物組織培養(yǎng)中起源于一個(gè)非合子細(xì)胞，經(jīng)過胚胎發(fā)生和胚胎發(fā)育過程形成的胚狀結(jié)構(gòu)，包括以下幾點(diǎn)含義：1、體細(xì)胞胚是組織培養(yǎng)的產(chǎn)物，區(qū)別于無融合生殖的胚，只限于在組織培養(yǎng)范圍使用；2、體細(xì)胞胚起源于非合子細(xì)胞，區(qū)別于合子胚；3、體細(xì)胞胚形成經(jīng)歷胚胎發(fā)育過程，區(qū)別于組織培養(yǎng)的器官發(fā)生中芽與根的分化。二體細(xì)胞胚發(fā)生意義植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生和誘導(dǎo)器官發(fā)生相比具有明顯的特點(diǎn)：1具有兩極性2存

3、在生理隔離3遺傳性相對穩(wěn)定4重演受精卵形態(tài)發(fā)生的特性(A)伸長期合子；(B)合子經(jīng)過第一次分裂,產(chǎn)生1個(gè)頂細(xì)胞(綠色)和一個(gè)基細(xì)胞(粉紅色)；(C)四分體胚:頂細(xì)胞經(jīng)歷2次縱向分裂，產(chǎn)生含有4個(gè)細(xì)胞的胚體和2個(gè)細(xì)胞的胚柄；(D)16細(xì)胞球形胚:8細(xì)胞胚的所有細(xì)胞經(jīng)過1次平周分裂,產(chǎn)生包含8個(gè)細(xì)胞的表皮原和8個(gè)細(xì)胞的內(nèi)部組織；(E)早期心形胚；(F)心形胚:子葉和胚根原基已經(jīng)出現(xiàn)；(G)成熟胚胎。1:頂細(xì)胞;2:基細(xì)胞;3:胚根原細(xì)胞,形成未來的ROC和根冠中央?yún)^(qū);RM:根尖生長點(diǎn);SM:莖尖生長點(diǎn)圖6.2雙子葉植物擬南芥的胚胎發(fā)育過程第二節(jié)影響體細(xì)胞胚胎發(fā)生的因素1、基因型與體細(xì)胞胚

4、發(fā)生基因型是影響體細(xì)胞胚發(fā)生的重要因素，體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)率和每個(gè)胚性外植體上體細(xì)胞胚的發(fā)生率因基因型而異（a）不同基因型體細(xì)胞胚誘導(dǎo)率；（b）不同基因型每個(gè)胚性外植體上體細(xì)胞胚的數(shù)目圖6.7在相同培養(yǎng)基上FeijoasellowianaBerg不同基因型體細(xì)胞胚誘導(dǎo)（引自Miguel等，2001）2、植物激素與體細(xì)胞胚發(fā)生**離體植物細(xì)胞在開始往往缺乏合成生長素和細(xì)胞分裂素的能力，但是在大多數(shù)情況下，這些細(xì)胞的分裂和分化以及形態(tài)建成過程中又必需生長素和細(xì)胞分裂素兩種激素的共同作用。**在培養(yǎng)介質(zhì)中添加不同種類或不同濃度的外源激素誘導(dǎo)形態(tài)發(fā)生已受到廣泛的重視。**但最關(guān)鍵的是組織內(nèi)部和體

5、細(xì)胞胚發(fā)生部位的內(nèi)源激素代謝動(dòng)態(tài)和平衡。（1）、內(nèi)源激素與體細(xì)胞胚發(fā)生早在胡蘿卜細(xì)胞懸浮培養(yǎng)體細(xì)胞胚發(fā)生中發(fā)現(xiàn)，2，4-D在誘導(dǎo)胚性細(xì)胞早期是必需的，而且2，4-D是通過影響IAA結(jié)合蛋白起作用，其實(shí)質(zhì)是促進(jìn)IAA結(jié)合蛋白的形成，提高細(xì)胞對IAA的敏感性從而誘導(dǎo)胚性細(xì)胞的形成。（2）外源激素與體細(xì)胞胚發(fā)生①2，4-D與體細(xì)胞胚發(fā)生2，4-D是誘導(dǎo)多種植物離體培養(yǎng)體細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榕咝约?xì)胞的重要激素。單子葉植物和雙子葉植物誘導(dǎo)體細(xì)胞胚胎發(fā)生時(shí)，所要求的2,4-D的濃度不同，對單子葉植物而言，一般要求較高濃度的2,4-D，其濃度范圍為0.5-5mg/L，通常使用濃度為2mg/L；而對雙子葉植物

6、而言，一般要求較低濃度的2,4-D，其濃度范圍為0.02-1mg/L，通常使用的濃度為0.1mg/L。A,C,E為離體培養(yǎng)6周后的體細(xì)胞胚；B,D,F為離體培養(yǎng)5個(gè)月后形成的體細(xì)胞胚A:品種GK7，在添加83.0mMcentrophenoxine培養(yǎng)基上;B:品種AT120，在添加124.4mMcentrophenoxine培養(yǎng)基上;C:品種59-4144，在添加12.4mMdicamba培養(yǎng)基上;D:品種AT120，在添加83.0mMdicamba培養(yǎng)基上;E:品種VC1，在添加83.0mMpicloram培養(yǎng)基上;andF:品種VC1，在添加124.4mMpicloram培養(yǎng)基上

7、.圖含不同種類和不同濃度生長素固體培養(yǎng)基上成熟花生胚軸體細(xì)胞胚誘導(dǎo)②其它生長激素與體細(xì)胞胚發(fā)生除2,4-D外，ABA對植物體細(xì)胞胚的發(fā)生也起到重要的調(diào)控作用。研究表明，ABA具有促進(jìn)藶蒿體細(xì)胞胚結(jié)構(gòu)正?；娘@著效應(yīng)。在濃度適宜時(shí)，ABA能抑制多種異常體細(xì)胞胚的發(fā)生，而且ABA加入培養(yǎng)基的時(shí)間愈早其效應(yīng)也越明顯。較低濃度的ABA對保持秈稻愈傷組織的胚性結(jié)構(gòu)具有重要意義，可明顯提高這種胚性愈傷組織分化出苗率。在拐芹中ABA與NAA共同作用可誘導(dǎo)一些游離氨基酸含