器官发生与体细胞胚胎发生 器官发生 )概念:离体培养的组织、细胞在诱导条 件下经分裂和增殖再分化形成根和芽等器官的 过程。 (二)发生方式:有两种发生方式 ●(1)直接发生:具有初生分生能力的)外 植体直接分化成器官的过程。(由茎尖、腋芽 原球茎、块茎、鳞茎等器官发生) (2)间接发生:外植体(已分化的成熟组织) 经脱分化形成愈伤组织再分化形成器官的过程
器官发生与体细胞胚胎发生 一．器官发生 （一）概念：离体培养的组织、细胞在诱导条 件下经分裂和增殖再分化形成根和芽等器官的 过程。 （二）发生方式：有两种发生方式 （1）直接发生：（具有初生分生能力的）外 植体直接分化成器官的过程。（由茎尖、腋芽、 原球茎、块茎、鳞茎等器官发生） （2）间接发生：外植体（已分化的成熟组织） 经脱分化形成愈伤组织再分化形成器官的过程
二)胚状体方式( omatic embryo)指由培养细胞诱导分 化出具胚芽、胚根、胚轴的胚状结构,进而长成完整 植株 由外植体经胚状体形成完整植株可分三个不同发育阶 段 ●1)外植体细胞脱分化。外植体发生细胞分裂,或进而 形成愈伤组织。这十阶段同不定芽方式一样 ●2)胚状体形成在植物有性生殖中,精于和卵子结合形 成合子,合子进一步发育成胚。但在组织培养条件下 胚状体的发育过程是:细胞经脱分化后,发生持续细 胞分裂增殖,并依次经过原胚期、球形胚期、心形胚 期、鱼雷形胚期和子叶期,进而成为成熟的有机体 我们把由愈伤组织的类似薄壁组织细胞不经有性过程 而直接产生类似胚的这一结构,称为胚状体 3)胚状体再发育成完整植株在外观上,这种方式和不 定芽均有光滑、圆形突起的形状
二）胚状体方式(somatic embryo) 指由培养细胞诱导分 化出具胚芽、胚根、胚轴的胚状结构，进而长成完整 植株。 由外植体经胚状体形成完整植株可分三个不同发育阶 段： 1)外植体细胞脱分化。外植体发生细胞分裂，或进而 形成愈伤组织。这一阶段同不定芽方式一样。 2)胚状体形成 在植物有性生殖中，精于和卵子结合形 成合子，合子进一步发育成胚。但在组织培养条件下 胚状体的发育过程是：细胞经脱分化后，发生持续细 胞分裂增殖，并依次经过原胚期、球形胚期、心形胚 期、鱼雷形胚期和子叶期，进而成为成熟的有机体。 我们把由愈伤组织的类似薄壁组织细胞不经有性过程 而直接产生类似胚的这一结构，称为胚状体。 3)胚状体再发育成完整植株 在外观上，这种方式和不 定芽均有光滑、圆形突起的形状
由外植体经胚状体形成完整植株可分三个不同发育阶段: ●1)外植体细胞脱分化。外植体发生细胞分裂,或进而形成愈伤组 织。这一阶段同不定芽方式一样。 ●2)胚状体形成在植物有性生殖中,精于和卵子结合形成合子,合 子进一步发育成胚。在组织培养条件下胚状体的发育过程类似于 合子胚的发育:细胞经脱分化后,发生持续细胞分裂增殖,并依 次经过原胚期、球形胚期、心形胚期、鱼雷形胚期和子叶期,进 而成为成熟的有机体。我们把由愈伤组织的类似薄壁组织细胞不 经有性过程而直接产生类似胚的这一结构,称为胚状体。 3)胚状体再发育成完整植株在外观上,这种方式和不定芽均有光 滑、圆形突起的形状
由外植体经胚状体形成完整植株可分三个不同发育阶段： 1)外植体细胞脱分化。外植体发生细胞分裂，或进而形成愈伤组 织。这一阶段同不定芽方式一样。 2)胚状体形成 在植物有性生殖中，精于和卵子结合形成合子，合 子进一步发育成胚。在组织培养条件下胚状体的发育过程类似于 合子胚的发育：细胞经脱分化后，发生持续细胞分裂增殖，并依 次经过原胚期、球形胚期、心形胚期、鱼雷形胚期和子叶期，进 而成为成熟的有机体。我们把由愈伤组织的类似薄壁组织细胞不 经有性过程而直接产生类似胚的这一结构，称为胚状体。 3)胚状体再发育成完整植株 在外观上，这种方式和不定芽均有光 滑、圆形突起的形状
Figure 2.2 A schematic representation of the sequential stages of somatic embryo Single cell development. Somatic embryos may develop from single cells or from a small group of lls. Repeated cell divisions lead to the Group of cells production of a group of cells that develop Into an organised structure known as a g lobular-stage embryo. Further Globular embryo development results in heart- and torpedo stage embryos, from which plants can be regenerated Zygotic embryos undergo a Heart-stage embryo fundamentally similar development through the globular (which is formed after the 16 cell stage), heart and torpedo stages SAM Polarity is established early in embryo ↓ cotyledons development. Signs of tissue differentiation become apparent at the globular stage and a pical meristems are apparent in heart-stage RAM embryos
胚状体与不定芽的区别 ●胚状体在组织学上具备以下和不定芽不同的三个特征 ●①最根本的特征是具有两极性,即在发育的早期阶段 从其方向相反的两端分化出茎端和根端,而不定芽或 不定根都为单向极性 ②胚状体的维管组织与外植体的维管组织无解剖结构 的联系,而不定芽或不定根往往总是与愈伤组织的 维管组织相联系。 ③胚状体的维管组织的分布是独立的“V字形,而不 定芽的维管组织无此现象 胚状体也是植物组织培养形态发生最常见而 重要的方式,它较不定芽方式有更多的优点:如胚状 体产生伪数量比不定芽多;胚状体可制成人工种子, 便于运输和保存;胚状体的有性后代遗传性更接近母 体植株。这些对组织培养应用于育种是十分有利而重 要的
胚状体与不定芽的区别 胚状体在组织学上具备以下和不定芽不同的三个特征： ①最根本的特征是具有两极性，即在发育的早期阶段， 从其方向相反的两端分化出茎端和根端，而不定芽或 不定根都为单向极性。 ②胚状体的维管组织与外植体的维管组织无解剖结构 上的联系，而不定芽或不定根往往总是与愈伤组织的 维管组织相联系。 ③胚状体的维管组织的分布是独立的“v”字形，而不 定芽的维管组织无此现象。 胚状体也是植物组织培养形态发生最常见而 重要的方式，它较不定芽方式有更多的优点：如胚状 体产生伪数量比不定芽多；胚状体可制成人工种子， 便于运输和保存；胚状体的有性后代遗传性更接近母 体植株。这些对组织培养应用于育种是十分有利而重 要的
胚状体与合子胚的比较 N合子胚 胚状体 质 萌发率高,质量萌发率低,质量 好 差 来源 受精卵 体细胞 胚柄 有,明显 即使有也不明显 形态 固定,体积相对复杂,常有两个 较小 以上的子叶体积 相对较大 变异率
胚状体与合子胚的比较 合子胚 胚状体 质量 萌发率高，质量 好 萌发率低，质量 差 来源 受精卵 体细胞 胚柄 有，明显 即使有也不明显 形态 固定，体积相对 较小 复杂，常有两个 以上的子叶体积 相对较大 变异率 低 高
)影响体细胞胚胎发生的 因素
（三）影响体细胞胚胎发生的 因素
1.生长调节物质 1)生长素类: 我们以离体培养条件下胡萝卜的体细胞胚胎发生的诱导过程来进 分析(教程P99,在离体条件下胡萝卜体细胞胚的发育是 包括两个步骤的过程,每个步骤需要一种不同的培养基。愈伤 组织的建立和增殖所需要的是一种含有生长素的培养(增殖培养 基),通常所用的生长素是2,4D,浓度范围0.51mg/。在这 样一种培养上,愈伤组织的若于部位分化形成分生细胞团,称作 胚性细胞团”。在增殖培养基上反复继代,胚性细胞团的数量 不断增加,但并不出现成熟的胚。然而,如果把胚性细胞团转移 到一种生长素含量很低或完全没有生长素的培养(成胚培养基) 上,它们就能发育为成熟的胚。看来,在增殖培养基中生长素的 存在,对于胚性细胞团后来在成胚培养基上发育为胚是必不可少 的。边疆保存在无生长素培养基中的愈伤组织不能形成胚。在这 个意义上,可把增殖培养基看成是体细胞胚胎发生的:诱导培养 基:,而把每个胚性细胞团看成是一个无结构的胚
1．生长调节物质 （1）生长素类： 我们以离体培养条件下胡萝卜的体细胞胚胎发生的诱导过程来进 行分析（教程P99），在离体条件下胡萝卜体细胞胚的发育是一 个包括两个步骤的过程，每个步骤需要一种不同的培养基。愈伤 组织的建立和增殖所需要的是一种含有生长素的培养（增殖培养 基），通常所用的生长素是2，4-D，浓度范围0.5—1mg/L。在这 样一种培养上，愈伤组织的若干部位分化形成分生细胞团，称作 “胚性细胞团”。在增殖培养基上反复继代，胚性细胞团的数量 不断增加，但并不出现成熟的胚。然而，如果把胚性细胞团转移 到一种生长素含量很低或完全没有生长素的培养（成胚培养基） 上，它们就能发育为成熟的胚。看来，在增殖培养基中生长素的 存在，对于胚性细胞团后来在成胚培养基上发育为胚是必不可少 的。边疆保存在无生长素培养基中的愈伤组织不能形成胚。在这 个意义上，可把增殖培养基看成是体细胞胚胎发生的：诱导培养 基：，而把每个胚性细胞团看成是一个无结构的胚
●(2)细胞分裂素类 ●细胞分裂素对于体细胞胚胎发生的作用有相反 的结论,既或促进也可抑制体细胞胚的发生, 这主要取决于植物的种类及其基因型。一般而 ,细胞分裂素对于促进体细胞胚的成熟有显 著作用,特别有利于子叶的发育另外有研究 表明,不同的外植体对于细胞分裂素的需要可 能具有不同的专一性,如在胡萝卜的研究中发 现,虽然BAP和激动素对胚胎发生过程表现抑 制作用,但浓度为01ymo的玉米素却能促 进这个过程,而BA对胡萝卜则是促进其愈伤组 织的增殖,但不形成胚性愈伤组织
（2）细胞分裂素类： 细胞分裂素对于体细胞胚胎发生的作用有相反 的结论，既或促进也可抑制体细胞胚的发生， 这主要取决于植物的种类及其基因型。一般而 言，细胞分裂素对于促进体细胞胚的成熟有显 著作用，特别有利于子叶的发育。另外有研究 表明，不同的外植体对于细胞分裂素的需要可 能具有不同的专一性，如在胡萝卜的研究中发 现，虽然BAP和激动素对胚胎发生过程表现抑 制作用，但浓度为0.1μmol/L的玉米素却能促 进这个过程，而BA对胡萝卜则是促进其愈伤组 织的增殖，但不形成胚性愈伤组织
●(3)赤霉素类 ●赤霉素类能抑制体细胞胚胎发生,但对于許多 植物而言,赤霉素对于体细胞胚胎的成熟与萌 发有促进作用 (4)脱落酸 抑制剂特别是ABA,在体细胞胚胎发生过程中 的作用正逐渐被提示出来,ABA是一种天然产 生的生长调节剂,当把无抑制作用剂量(通常 是0.1~1μM)的ABA用于荷兰芹属培养物时 可以允许胚成熟过程进行。但是其抑制异常增 殖,包括不定胚的启动。另一方面抑制早熟萌 发
（3）赤霉素类： 赤霉素类能抑制体细胞胚胎发生，但对于许多 植物而言，赤霉素对于体细胞胚胎的成熟与萌 发有促进作用。 （4）脱落酸： 抑制剂特别是ABA，在体细胞胚胎发生过程中 的作用正逐渐被提示出来，ABA是一种天然产 生的生长调节剂，当把无抑制作用剂量（通常 是0.1~1μM）的ABA用于荷兰芹属培养物时， 可以允许胚成熟过程进行。但是其抑制异常增 殖，包括不定胚的启动。另一方面抑制早熟萌 发