植物组织培养在实际当中发挥的作用

植物组织培养在实际当中的应用
作者：龚迪柯
简介： 组织培养的英文为" mericlone ", 是 meri ( meristem =分裂组织)+ clone (营养繁殖系) 的合成语。所谓组织培养就是将植物茎顶的分裂组织 (一般称为生长点) 做为外植体, 以无菌培养方式增殖的一种生物技术。更简单的说就是, 切取原本就具有制造茎、叶能力的生长点 将其置於人工调配好的培养基中, 借著植物贺尔蒙的操作可促进多芽球的形成 。目前，生物技术正在世界突飞猛进地发展，而且在医学、农业、食品工业、能源工业、环境保护各个领域显示出极大的生产潜力。作为生物技术有力手段的组织培养，也日益受到重视，组织培养在农林作物的脱毒快繁、突变诱发、细胞工程和基因工程等方面都可以发挥作用。
关键字：脱分化 愈伤组织 原生质体 脱毒苗 培养基

19世纪30年代，德国植物学家施莱登(M.J.Schleiden，1804—1881)和德国动物学家施旺(T.Schwann,1810—1882)创立了细胞学说，根据这一学说，如果给细胞提供和生物体内一样的条件，每个细胞都应该能够独立生活。1902年，德国植物学家哈伯兰特(Haberlandt)在细胞学说的基础上，大胆提出要在试管中人工培育植物。他预言离体的植物细胞具有发育上的全能性，能够发育成为完整的植物体。这种细胞全能性理论是植物组织培养的理论基础。细胞的全能性即是每个植物的本细胞或性细胞都具有该植物的全套遗传基因，因此在一定培养条件下每个细胞都可发育成一个与母体一样的植株。这个概念虽然在本世纪初已经提出，但在当时的技术条件下，在实践上并没做到，经过几十年来组织培养技术的不断改进，目前细胞的全能性不但在理论上完全被证实，而且为组织培养在实践上的应用奠定了基础。 植物细胞要表现出全能性，须经过几个步骤： 成熟细胞→分生细胞→胚状体→完整植株。　成熟细胞→愈伤组织→出根出芽→完整植株。 脱分化也就是已经分化定型的细胞，经过诱导成为重新恢复了分裂能力（也就是成为分生状态）细胞的过程。

　　不但植物体细胞可以表现全能性，花粉在培养条件下也可能进行脱分化，通过愈伤组织或胚状体发育成单倍体植株。 “植物组织培养不仅包括在无菌条件下利用人工培养基对植物组织进行培养，而且包括对胚胎、细胞、原生质体的培养。”（1）

　　植物细胞为什么表现出全能性呢？就要从动物与植物细胞的区别说起。不论是植物、动物还是微生物，其代谢的分子基础基本是一样的，从微生物到人，遗传的信息是一致的。但动物与植物细胞区别还是很大的这差别主要地在于：

　　一，自养与异养的差别。高等绿色植物是自养的，对营养的要求较简单，因此培养基的成分大部分为无机物和少量简单有机物。而高等动物是需要多种复杂营养的异养生物，它们从复杂的来源中吸收、消化和同化其营养，并通过血液将养分输送到全身细胞和器官。

　　二，外界环境的差别。动物细胞直接所处的内部环境，以上对浓缩的形式来满足其营养要求。植物所处的环境变化大，它中收养分是以稀释的状态。植物细胞束缚在纤维素壁内，内部液泡保持相当稳定的成分。植物细胞又以很大的能力维持着大的液泡、原生质与外界培养基进行物质交换。

　　三，胚胎得到养分的方式不同。动物的胚靠预先存在卵里的营养发育，靠胎座与母体联系，植物的胚获得营养方式相对地简单，胚存在于胚囊和胚株中，通过胚乳供应胚的养分，原胚与子叶通过其外表面吸收养分。所以植物细胞诱导成胚从外部取得营养容易，不象动物要通过血液。