第四章 体细胞胚胎发生.ppt

第四章 体细胞胚胎发生 引言 体细胞胚(somatic embryo)或胚状体(embryoid)：指的是在植物组织培养中起源于一个非合子细胞、经过胚胎发生和胚胎发育过程形成的具有双极性的胚状结构。 定义表明: 它不同于合子胚，因为它不是两性细胞融合的产物; 它不同于孤雌胚或孤雄胚，因为它不是无融合生殖的产物; 它不同于组织培养中通过器官发生途径形成的茎芽和根，因为它的形成经历与合子胚相似的发育过程，而且成熟的胚状体是一个双极性结构。 体细胞胚胎发生的例证 胡萝卜 石龙芮 博落回 柑橘属植物 注：现在已知有很多种植物的各种不同的外植体，在离体培养中都表现了体细胞胚胎发生的能力。包括二倍体组织如茎段、子叶、茎尖、叶柄、贮藏根的韧皮部和木质部等，三倍体的胚乳和单倍体的小孢子。可见物种、外植体性质以及倍数性等的差异都不限制胚状体发生。 体细胞胚胎发生的方式 直接发生：从培养中的器官、组织、细胞或原生质体直接分化成胚，中间不经过愈伤组织阶段。 间接发生：外植体先愈伤化，然后由愈伤组织细胞分化成胚，这种方式最为常见。且胚状体的形成分两个阶段完成：（1）胚胎发生从（EC）的形成 ；（2）胚状体的发育。 植物体细胞胚胎发生的极性和生理隔离 体细胞胚胎具有两个明显的特点： 一是双极性（double polarity）； 二是与母体组织或外植体的维管束系统无直接的联系，处于较为孤立的状态，即存在生理隔离（physiological isolation）。 体细胞胚胎发生的极性 单个胚性细胞与合子胚一样，具有明显的极性：第一次分裂多为不均等分裂，顶细胞继续分裂形成多细胞原胚，基细胞进行少数几次分裂形成胚柄。 体细胞胚发生中极性获得的诱导因子是植物激素和外界刺激。 体细胞胚的成熟过程 体细胞胚常常能在原来的培养基上成熟和萌发. 在不经冷处理就不能萌发的物种中，幼龄或成熟的胚可能必须先经历一段低温之后才能正常地长成小植株. 在柑橘属植物体细胞胚萌发期间，需要使用GA3以促进根和茎的发育. 体细胞胚与合子胚的比较 （1）植物的合子胚是由双受精形成的，由合子发育成的成熟种子不仅有胚乳，还有保护性的种皮。离体培养诱导体细胞胚，没有经过受精作用，也没有胚乳和种皮。 （2）极性和生殖隔离，两者有相似之处。 （3）两种胚的发育程序大体上是相似的。 体细胞胚的应用……人工种子 人工种子: 概念：将植物离体培养产生的体细胞胚包埋在含有营养物质和保护功能的物质中，在适宜的条件下发芽出苗的颗粒体 结构：体细胞胚、人工胚乳、人工种皮 人工种子示意图 人工种子的优点 （1）可以使在自然条件下得不到种子或稀有的植物得以迅速繁殖和保存； （2）体细胞胚的繁殖速度快，比茎尖培养快速繁殖的效率还高，可以在短时间内提供大量种苗； （3）由于体细胞胚是无性生殖方式产生的，因而可以固定F1代杂种优势，使F1代杂交种可以多代利用； （4）由于从任何材料都能得到胚状体，为基因工程技术应用于生产提供桥梁； （5）在人工种子的制作过程中可加入生长调节物质、微生物或农药，人为控制植物的生长发育和抗逆性； （6）人工种子在一定程度上可取代天然种子而节约粮食。 人工种子的制备方法和技术 1、目标物和外植体的选取 2、胚状体和胚类似物的诱导 （1） 胚状体的诱导（遗传基因型、培养基及培养条件、生长调节物质） （2）胚类似物：天然单极性繁殖体；微切段；处于分化状态的繁殖体。 （3）胚状体或胚类似物的同步化和分选：