细胞工程-第五章2胚状体

第六节

胚状体再生途径胚是具有胚芽、胚根、

胚轴和子叶的幼小植物体。在自然条件下，胚是通过两性细胞

形成的合子发育而成的，存在于

中，故又称为“合子胚”、“

种子胚”。双子叶植物胚的发育过程球型胚心型胚型胚子叶胚在

中，胚的发育经历了球形胚、心形胚、

形胚、子叶胚等几个阶段。胡萝卜体细胞胚形成过程在植物组织培养过程中，有些植物的的体细胞也可以按照合子胚发育的途径形成“胚”这种由体细胞形成的“胚”称为“体细胞胚”(somatic

embryo)，或“胚状体”(embryo-like

body;embryoid)。诱导植物体细胞形成体细胞胚（胚状体）的过程就称为“体细胞胚胎发生”或“体胚发生”(somatic

embryogenesis)。胚性愈伤组织(embryonic

callus)特征：质地较坚实，乳白色或黄色，表面具球形颗粒，生长比较缓慢；细胞较小、等直径，原生质浓厚，无液泡，常富含淀粉粒，核大，活性强。一、胚状体途径植株再生的过程选择合适的材料、诱导胚性愈伤组织（能够产生胚状体的愈伤组织）促进胚性愈伤组织形成正常的胚状体型胚、子叶胚、（球型胚、心型胚、成熟胚）3.促进胚状体萌发成苗High-efficiency

plantproduction

via

directsomatic

single

embryogenesis

frompreplasmolysed

cotyledons

of

Panaxginseng

and

possible

dormancy

ofsomaticembryosY.-E.

Choi

·

D.-C. ·

E.-S.

Yoon

·

K.-T.

ChoiKorea

Ginseng

and

Tobacco

Research

InstitutePlant

Cell

Reports

(1999)

18:

493–499Ginseng

is

a

perennial

herbaceous

plant

which

growsvery

slowly:

its

cultivation

requires

of

more

than

3years

to

produce

seeds.

Therefore,

tissue

cultureprocedures

could

contribute

to

clonal

propagationand

genetic

breeding

of

this

plant.外植体：幼胚子叶培养基：无激素的MS培养基渗透处理的子叶在无激素的MS培养基上形成连体胚asNuwm子叶经1

mol蔗糖处理72小时的子叶在无激素的

MS培养基上形成独立胚Somatic

single

embryos

after

separation

from

the

cotyledon

explants(bar

5

mm).胚状体进一步发育就成为子叶胚问题：胚状体休眠，不能萌发mg/lSmall

plantlets

from

single

embryos

with

well-developed

roots

on1/3

MS

medium

(bar

7

mm).胚状体的：单细胞Plant

Cell

Reports.

2001,20:34–40相思树（马占相思）Regeneration

of

Acacia

mangiumthrough

somatic

embryogenesisD.Y.

Xie

and Y.

Hong通过胚状体途径再生相思树(Institute

ofMolecular

Agrobiology,

TheNational

UniversityofSingapore)Acacia

mangium

Willd(马占相思树)：速生热带乔木，在酸性土壤和废弃的土壤上生长良好，特别适合造林、植被恢复、土壤修复。外植体=胚轴MS

+TDZ

1–2

mg/l+

IAA

0.25–2

mg/l

+

a

mixture

of

amino

acids胚性愈伤组织+球型胚½

MS

+sucores

30

g/l+

GA

5mg/l½

MS

+sucores

50

g/l型-和子叶胚,42%11%萌发成苗1、胚性愈伤组织诱导2、胚状体发育3、胚状体萌发外植体：Embryo

axis

(bar:0.5mm)Embryogenic

callus

胚性愈伤组织诱导：MS+2.0

mg/ Z

+

0.25

mg/l

IAA(bar:

0.5

mm)球形胚：Somatic

embryos

of

globular

stage(bar:100nm)心形胚：Somatic

embryos

of

heart-shaped

stage(bar:100nm)胚状体的成熟：

1/2

MS+50

g/L

蔗糖性胚和早期的子叶胚torpedo

stagecotyledonary

stage型胚早期子叶胚子叶胚（成熟胚）后期子叶胚(bar:

0.8

mm)胚状体的 ：Somatic

embryocomesfrom

a

single

cell（单细胞）细胞原胚原胚增大球型胚心型胚１.植物种类：不同种类植物形成胚状体的能力差异很大。目前已有90多个属、150多种植物形成了体细胞胚，但以芸香科、茄科、五加科、伞形科、毛茛科的植物比较容易。２.外植体种类：3.

外植体生理状态：幼年期外植体高于成年萌发的幼期外植体，尤其是用合子胚及苗为外植体，容易诱导成功。外植体高于成熟外植体。二、影响胚状体诱导的因素4.植物激素：——少数植物可以在无激素的培养基上形成胚状体，如五加科的一些植物，人参;——大多数植物则需要在生长素、或细胞素、或生长素和细胞素共同作用的诱导下才能形成胚状体，但激素种类、组合、浓度因植物种类而异。2,4-D：常用于诱导胚性愈伤组织用单一细胞素诱导胚状体檀香番石榴合子胚：在MS+2,4-D

(1

mg/L)+50

g/L

蔗糖培养基上10周可以形成胚状体腰果未成熟胚：用单一生长素诱导胚状体生长素和细胞素共同诱导生长素+细胞

素马占相思树相思树胚状体诱导ABA:

植物组织培养中一般不用，但在植物的胚状体再生途径中，ABA通常有促进胚状体发育与成

作用。番石榴胚状体成熟与萌发5.培养基成分糖、NH4+、Ca2+浓度，氨基酸（特别是脯氨酸）、水解酪蛋白等物质有利于胚状体的诱导；麦芽糖有利于胚的成熟。番石榴胚状体成熟与萌发三、胚状体的应用1、快速繁殖植物胚状体的形成需要经历胚性愈伤组织、球形胚、心形胚、形胚、子叶胚、成熟胚等一系列的过程，如果要用该途径进行植物快繁，则技术上需要做到两点：1

胚性愈伤组织要稳定，可以大量增殖；2胚性愈伤组织形成胚状体的发育过程要同步。，才能大量生产整齐一致的种苗。Mass

production

of

Siberian

ginseng

plantlets

throughlarge-scale culture

of

somatic

embryos

（刺五加）针叶植物：如松类2、生产人工artificial

seeds=synthetic