细胞全能性专题知识

第一节细胞全能性及其表示细胞全能性概述细胞脱分化细胞再分化细胞全能性专题知识第1页细胞全能性----

一个细胞所含有产生完整生物个体固有能力。细胞全能性绝对性与相对性:

不是全部基因型全部细胞在任何条件下都含有良好培养反应;即使对于植物细胞而言，细胞全能性也并不意味着任何细胞均能够直接产生植物个体;动、植物细胞全能性表现程度存在显著差异。一.细胞全能性概述细胞全能性专题知识第2页植物细胞按照分裂能力分为三类：第一类是一直保持分裂能力，从一个周期进入另一个周期周期细胞。如茎尖、根尖及形成层细胞；第二类是永久失去分裂能力细胞，为终端分化细胞。如筛管、导管、气孔保卫细胞等特化细胞；第三类是在通常情况下不分裂，但在受到外界刺激后可重新开启分裂Go细胞。表皮细胞及各种薄壁细胞。细胞全能性专题知识第3页一个植物细胞向分生状态回复过程所能进行程度，取决于它在自然部位上所处位置和生理状态。（引自Gautheret,1966）

细胞全能性专题知识第4页植物细胞全能性表现依据细胞类型不一样从强到弱:

营养生长中心>形成层>薄壁细胞>厚壁细胞(木质化细胞)>特化细胞(筛管、导管细胞)；依据细胞所处组织不一样从强到弱为：顶端分生组织>居间分生组织>侧生分生组织>薄壁组织(基本组织)>厚角组织>输导组织>厚壁组织。细胞全能性专题知识第5页细胞全能性脱分化再分化细胞分裂个体再生细胞全能性表示是经过细胞脱分化和再分化实现，在大多数情况下，脱分化是细胞全能性表示前体，再分化是细胞全能性表示最终表示。细胞全能性专题知识第6页二.细胞脱分化细胞生理与结构改变细胞脱分化调控机理细胞分裂与愈伤组织形成细胞全能性专题知识第7页培养条件下使一个已分化细胞回复到原始无分化状态或分生细胞状态过程就是细胞脱分化（dedifferentiation）。离体培养下，脱分化过程发生在第一次有丝分裂之前.静止细胞开启分裂是分化细胞成功脱分化主要标志。细胞脱分化过程中生理和结构改变细胞全能性专题知识第8页薄壁细胞：

细胞核较小，核位于细胞边缘，细胞中央有大液泡，细胞体内核糖体密度较低，多聚核糖体数目较少，质体为分化程度较高叶绿体、杂色体、白色体和淀粉体。脱分化细胞：

细胞质显著变浓，大液泡消失，核体积增加并逐步移位至细胞中央，细胞器增加。在这些改变中，液泡蛋白体出现和质体转变为原质体被认为是细胞脱分化重要特征。细胞全能性专题知识第9页细胞脱分化调控机理细胞周期对脱分化调控

激素诱导表示基因与细胞脱分化PSK发觉及其对细胞脱分化影响细胞脱分化与染色体解凝聚环境原因作用细胞全能性专题知识第10页1.损伤作用-----损伤细胞产生自溶物质可能对脱分化早期诱导起作用。2光线----影响外植体最初分裂3.氧-----有利于脱分化细胞全能性专题知识第11页细胞脱分化调控实质即是G0期细胞回复到分裂周期调控过程

G1“限制点”G0期缺乏外界生长信号或一些必需营养成份细胞周期蛋白（cyclin）和依赖周期蛋白激酶(CDK细胞全能性专题知识第12页年度诺贝尔生理学及医学奖取得者，美国科学家Hartwell与英国科学家Hunt和Nurse工作揭开了这一过程调控机制。细胞周期蛋白（cyclin）和依赖周期蛋白激酶(CDKcyclin-dependentkinase)是两类主要调控分子。细胞周期运行动力主要来自CDK，其活性则主要经过cyclin调整和依赖周期蛋白抑制子（CKIcyclin-dependentkinaseinhibitor）负调整。细胞全能性专题知识第13页植物激素是离体培养中所必需条件，所以与植物激素相关基因表示被认为是开启细胞脱分化关键。Takahashi等（1989）从一个叶肉原生质体cDNA文库中分离到一个2,4-D诱导表示基因，命名为par。par基因在细胞从G0期转入S期早期开启中含有功效性作用。Kyo等克隆了一组花粉富含硫蛋白(pollen-abundantphosphoproteins)基因NtEPa，NtEPb，NtEPc。其中NtEPc表示与花粉细胞脱分化转变为胚性细胞高度偶联，认为该基因参加花粉细胞培养中细胞脱分化过程但不参加细胞进入分裂周期后调控过程。细胞全能性专题知识第14页不一样植物愈伤组织诱导对激素需求不一样，普通分为四类：需生长素-----菊芋休眠块茎需细胞分裂素----白芜菁根需生长素、细胞分裂素---烟草髓、胡萝卜根、马铃薯块茎需复杂天然提取物----范围较广。细胞全能性专题知识第15页Matsubayashi和Sakagami（1996）在石刁柏叶肉细胞低密度悬浮培养系统中，首次分离到2个促分裂肽—phytosulfokine-α和β(PSKα,PSKβ)，检测分析发觉，在同时有NAA和BA存在条件下，第一次细胞分裂发生在培养96小时，而培养48小时即可检测到PSKα，在培养基没有NAA和BA培养细胞中，检测不到PSKα存在，同时细胞也停留在G0/G1期而不能开启分裂，由此推测，PSKα可能介导了与生长素和细胞分裂素亲密相关信号传导路径细胞全能性专题知识第16页烟草叶肉细胞脱分化过程中染色体有2次解凝聚过程。第一次解凝聚发生在细胞壁酶解过程中第二次解凝聚发生在原生质体在含有生长素和细胞分裂素培养基中诱导培养36小时第二次解凝聚对于细胞进入S期是十分主要，发生二次解凝聚细胞在培养72小时后即进入S期，在不含植物激素培养基中细胞，染色体不发生第二次解凝聚，以后快速死亡。第一次染色体解凝聚是细胞脱分化转换过程，经过此过程细胞关闭分化状态，而第二次解凝聚则是有丝分裂周期衔接过程。细胞全能性专题知识第17页细胞脱分化与愈伤组织形成细胞脱分化是细胞状态改变，但成功脱分化必定会造成细胞分裂，对于单个细胞而言，分化细胞开启分裂显然是发生在细胞完全脱分化之后细胞全能性专题知识第18页*

脱分化与愈伤组织形成在性质上是不能等同，脱分化是细胞生理状态改变，而形成愈伤组织是离体培养中一个阶段。

尽管细胞脱分化后进入细胞分裂结果，在大多数情况下是形成愈伤组织，但绝不是说全部细胞脱分化结果都必定形成愈伤组织，许多试验表明，有些外植体细胞脱分化以后直接形成胚性细胞进而形成体细胞胚。

细胞全能性专题知识第19页愈伤组织内细胞并不是均一未分化，即同一愈伤组织内细胞之间其状态存在一定差异，尤其是在组织器官培养时，往往出现部分细胞不完全脱分化现象，从而使其很轻易再分化再生植株，这对培养来说无疑是十分有利。细胞全能性专题知识第20页从外植体到形成愈伤组织可分为三个阶段：诱导期---静止细胞准备分裂，其长短各植物不一。诱导期需高生长素和低细胞分裂素。分裂期（增殖期）---细胞不停分裂，可进行继代培养，保持细胞分裂分化期---出现次生生长，愈伤组织长久不继代培养，分化是不可防止。细胞全能性专题知识第21页三.细胞再分化所谓细胞分化（Differentiation），是指造成细胞形成不一样结构，引发功效改变或潜在发育方式改变过程。一个细胞在不一样发育阶段上能够有不一样形态和机能，这是在时间上分化；同一个细胞后代，因为所处环境不一样而能够有相异形态和机能，这是在空间上分化。细胞全能性专题知识第22页从分化遗传控制角度讲，细胞分化是各个处于不一样时空条件下细胞，基因表示与修饰差异反应，所以，分化也能够说是相同基因型细胞因为基因选择性表示所反应各种不一样表现型。在离体条件下，当细胞脱分化以后，无序生长细胞及其愈伤组织要重新进入有序生长进而才能再生个体，所以，通常把离体培养下这一过程称为再分化（redifferentiation）。细胞全能性专题知识第23页细胞分化与基因组改变TE分化及其调控激素在细胞分化中作用极性与细胞分化细胞全能性专题知识第24页染色体重复复制DNA差异扩增基因重排基因表示产物及其调控与修饰是细胞分化本质所在。越来越多研究显示，细胞分化主要受基因在转录水平和转录后水平调控，其中一些特异蛋白基因表示调整在细胞分化过程中起到了主要作用细胞分化中基因组改变细胞全能性专题知识第25页极性（polarity）是植物细胞分化中一个基本现象。

所谓极性是指植物器官、组织、甚至单个细胞在不一样轴向上存在某种形态结构以及生理生化上梯度差异。在很多情况下，细胞不均等分裂是是细胞极性建立标志。极性与细胞分化细胞全能性专题知识第26页Fucus合子细胞不均等分裂及其早期发育（引自Bouget等，1998）

极性建立与质膜离子通道不对称分布和细胞周质微管重排相关细胞全能性专题知识第27页通常把离体培养中TE（TEtrachearyelements）细胞出现作为组织分化标志而极性建立似乎又是维管发生一个信号，极性建立后生长素按极性方向流动，造成TE细胞分化因为TE细胞在分化过程中含有细胞壁加厚，原生质体自溶等轻易观察细胞特征，从而又为植物细胞分化研究提供了模式体系TE形成与细胞分化细胞全能性专题知识第28页百日草叶肉细胞向TE细胞分化主要调控过程（引自Fukuda，1997）

细胞全能性专题知识第29页由百日草叶肉细胞分化形成TE细胞（引自Motose,）细胞全能性专题知识第30页百日草叶肉细胞向TE分化过程中基因表示分析（引自Demura等，）细胞全能性专题知识第31页激素是离体培养条件下调控细胞脱分化和再分化主要原因，其中生长素和细胞分裂素是两类主要调控培养条件下细胞生长和分化植物激素。另外，在有些试验中也显示，GA3、ABA、乙烯等也在细胞分化中起到一定调整作用。激素对细胞分化调控作用细胞全能性专题知识第32页*在离体条件下，假如用生长素和细胞分裂素处理次序不一样，其作用也不一样。假如先用生长素处理，后用细胞分裂素处理，则有利于细胞分裂而不利于细胞分化；反之，则有利于细胞分化。假如二者同时处理，则可促使分化频率提升。

生长素与细胞分裂素在细胞分化中协同调控作用。细胞全能性专题知识第33页除了生长素和细胞分裂素外，赤霉酸（GA）、乙烯（EL）、脱落酸（ABA）、油菜素内酯（BR）等植物激素在细胞分化中作用也有报道。越来越多研究显示，植物激素对细胞生长与分化调控是一个复杂级联调控过程，离体培养条件下，因为外植体细胞所处生理状态不一样以及内源激素水平差异，试图寻找外源激素水平在分化中作用共同模式可能是很困难。细胞全能性专题知识第34页细胞脱分化和再分化是离体培养过程中细胞全能性表现基本过程，了解这一过程调控机理，最终是为再生个体奠定基础。生物个体形成是经过形态发生（morphogenesis）实现，建立在离体培养基础上形态发生称之为体细胞形态发生（somaticmorphogenesis）。体细胞形态发生过程及其调控机理是细胞工程学研究关键内容。

细胞全能性专题知识第35页*第二节器官发生

植物离体器官发生是指培养条件下组织或细胞团（愈伤组织）分化形成不定根（adventitiousroots）、不定芽（adventitiousshoots）等器官过程。细胞全能性专题知识第36页器官发生方式器官发生过程起始材料对器官分化影响激素对器官分化调控光照对器官分化影响器官分化基因调控细胞全能性专题知识第37页先芽后根

先根后芽

根芽同时发生

器官发生方式普通而言，先芽后根，如先根则抑制芽形成。细胞全能性专题知识第38页经过愈伤组织器官发生不经过愈伤组织器官发生器官发生过程细胞全能性专题知识第39页经过愈伤组织器官发生过程愈伤组织形成生长中心形成器官原基及器官形成细胞全能性专题知识第40页愈伤组织形成细胞全能性专题知识第41页生长中心形成，含有单向极性，与胚状体不一样细胞全能性专题知识第42页芽形成细胞全能性专题知识第43页芽外生芽内生细胞全能性专题知识第44页不经过愈伤组织器官发生在有些情况下，外植体不经过经典愈伤组织即可形成器官原基，这一路径有两种情况：一是外植体中已存在器官原基，深入培养即形成对应组织器官进而再生植株，如茎尖、根尖分生组织培养。另一个情况是外植体一些部位细胞在重新分裂后，直接形成份生细胞团，然后由分生细胞团形成器官原基。这种不经过愈伤组织直接发生器官路径在以品种繁殖为目标离体培养中含有主要实践意义。细胞全能性专题知识第45页a.细胞第一次平周分裂b.生长中心形成c.原初分生组织d.芽原基形成细胞全能性专题知识第46页外植体类型母体植物遗传基础起始材料对器官分化影响细胞全能性专题知识第47页总体上说，被子植物比裸子植物轻易培养，在被子植物中又以茄科、秋海棠科、景天科、苦苣苔科以及十字花科植物培养成功报道最多。通常情况下，自然繁殖以无性繁殖为主植物在培养条件下也有较强器官分化能力同种植物不一样品种（基因型）培养效果含有较大差异已是不争事实。基因型对于培养反应差异，器官分化能力差异大于愈伤组织诱导差异。细胞全能性专题知识第48页外植体对诱导反应及其再生能力影响体还现在生理状态上起源于生长活跃或生长潜力大组织、器官细胞更有利于培养对于多年生植物而言，以幼嫩组织为材料不论是诱导还是分化均较轻易。一、二年生无性繁殖植物取材则可塑性较大，但仍以自然繁殖器官为外植体更易成功。细胞全能性专题知识第49页外植体选取合理是否，不但影响培养难易，而且有时甚至影响分化程度和器官类型。花芽营养芽，花芽营养芽TranThanhVan等，1974细胞全能性专题知识第50页激素对器官发生影响离体培养下器官分化在大多数情况下是经过外源提供适宜植物激素而实现。在众多植物激素中，生长素与细胞分裂素是2类主要植物激素，在离体器官分化调控中占有主导地位。GA3,PSK在器官分化中也含有一定调控作用。细胞全能性专题知识第51页生长素/细胞分裂素高有利于根分化生长素/细胞分裂素低有利于芽分化生长素与细胞分裂素必须协调使用才能再生正常个体（引自Pierik,1987）细胞全能性专题知识第52页离体培养中，外源激素在细胞内吸收和代谢影响到激素活性从而影响其培养效果。外源细胞分裂素被外植体吸收后，在细胞内被修饰和转化形成活化形式和钝化形式。普通认为，细胞分裂素自由碱基形式是活性形式，而核苷形式为钝化形式。经过细胞分裂素氧化酶对侧链修饰可能是植物组织细胞中降低细胞分裂素活性主要机制，在烟草细胞培养中使用二氢玉米素比使用玉米素更为有效，可能与二氢玉米素核糖苷不是细胞分裂素氧化酶底物相关。细胞全能性专题知识第53页生长素进入细胞后，一部分以游离状态存在，另一部分则与氨基酸结合形成生长素－氨基酸复合体。

与生长素结合氨基酸主要为天门冬氨酸，也有谷氨酸。

2,4-D、NAA、IAA是惯用3种生长素。

Ribnicky等（1996）研究显示，因为生长素种类不一样，形成生长素－氨基酸复合体量含有显著差异，从而亦表现出作为外源生长素在培养效果上差异。细胞全能性专题知识第54页外源生长素在胡萝卜上胚轴培养细胞中总量和游离生长素含量*培养时间外源生长素浓度生长素游离形式（ng/gFW）总浓度（ng/gFW）1周2,4-DNAA[2H4]IAA23,247.4±3,912.799.3±9.730.3±3.521,979.4±2,526.31,776.7±50.17,557.0±279.04周2,4-DNAA[2H4]IAA20,003.8±4,365.964.8±17.53.4±1.433,119.4±3,835.01,637.0±509.8763.5±420.0*引自Ribnicky等1996。细胞全能性专题知识第55页光照是离体培养中比较复杂调整因子，光照时间、强度以及光质对器官分化都有影响。光照对器官分化影响细胞全能性专题知识第56页连续光照有利于培养细胞维管组织形成，而一定昼夜光照周期则有利于极性建立和形态发生。培养条件下，光照作用更大程度上是调整细胞分化状态，而不是合成光合产物。光照对器官发生调整可能与调整培养物内源激素平衡相关，光照还可能影响生长素信号转导系统，调整生长素极性运输，从而引发器官分化。光质对器官分化影响可能与光受体准确调整系统相关。细胞全能性专题知识第57页基因调控

homebox细胞周期基因

其它细胞全能性专题知识第58页Kn1（KNOTTED1）是从玉米中判定出第一个植物homebox基因，Kn1-likehomebox（knox）基因又可分为2组（classI和classII），classIIknox在各种分化组织器官中均表示，而classIknox只在分生组织中表示。在玉米和大麦离体培养中，大量不定芽生成部位也检测到KN1基因大量表示。在一些转Kn1相同基因地研究中表明，转基因植株能大量产生复合芽以及不定分生组织。STM（SHOOTMERISTEMLESS）基因以及它们直系同源（orthologues）基因均参加了茎尖分生组织分化调控。在转Homeobox相关基因烟草植物中还检测分析到赤霉素含量降低和生长素含量上升内源激素改变，这也暗示，Homeobox基因可能经过一些调整因子（如激素）介导调控器官分化。细胞全能性专题知识第59页植物编码细胞周期依赖性激酶基因cdc2在离体培养中，调整细胞进入分裂状态过程起着关键性作用，在玉米和大麦离体培养中，cdc2表示高峰发生在不定芽形成过程中，在培养早期表示量较少，同时，该基因表示部位处于分生组织外层细胞，所以认为，cdc2基因对分生组织形成和维持分生组织状态都有主要作用。细胞全能性专题知识第60页Banno等（）从拟南芥根培养再生芽体系中克隆了一个增强芽再生能力基因ESR1，将该基因与35S开启子连接转化拟南芥，在有细胞分裂素存在情况下转基因外植体能够显著提升不定芽分化率。而生长素不能诱导该基因表示，一样也不能提升不定芽分化频率。细胞全能性专题知识第61页从烟草温度突变体中判定出3个与离体器官发生相关基因SRD1、SRD2和SRD3，当它们发生隐形突变时，在离体培养中表现出器官发生在不一样时期受阻，3个基因均定位于拟南芥I号染色体上。（引自Cary等，）细胞全能性专题知识第62页细胞全能性专题知识第63页*

第三节体细胞胚胎发生

离体培养下没有经过受精过程，但经过了胚胎发育过程所形成胚类似物（不论培养细胞是体细胞还是生殖细胞），统称为体细胞胚或胚状体。

细胞全能性专题知识第64页这一定义有以下几方面界定：其一，体细胞胚是离体培养产物，只限于离体培养范围使用，以区分于无融合生殖胚；其二，体细胞胚起源于非合子细胞，以区分于合子胚；其三，体细胞经过了胚胎发育过程，以区分与离体培中器官发生形成个体路径。其四，胚状体最根本特征是含有两极性，即在发育早期阶段能从相反两个方向分化出茎端和根端，可一次再生完整植株。而不定根和不定芽都是单极性，必须先诱导芽再生根。细胞全能性专题知识第65页体细胞胚形成体细胞胚发育与结构特点影响体细胞胚发生原因体细胞胚发生生化与分子基础细胞全能性专题知识第66页直接路径一.体细胞胚形成间接路径细胞全能性专题知识第67页体细胞胚从外植体上直接发生1.诱导阶段2.胚胎发育阶段（引自Chen等,1999）

细胞全能性专题知识第68页经过愈伤组织体细胞胚形成经过悬浮细胞体细胞胚形成间接发生细胞全能性专题知识第69页诱导愈伤组织形成愈伤组织胚性化球性胚形成子叶胚期（引自Lin等，）

细胞全能性专题知识第70页愈伤组织胚性愈伤组织悬浮培养胚性细胞团球性胚形成成熟子叶胚（引自Choi等，1997）

细胞全能性专题知识第71页体细胞胚发育细胞学特点体细胞胚结构特点二.体细胞胚发育与结构特点细胞全能性专题知识第72页类似于植物合子胚发育早期原胚发生胚胎细胞发生球形胚形成完整胚结构形成（引自Figueroa等，）

细胞全能性专题知识第73页类似于动物胚胎早期发育胚胎细胞发生发育早期2次均等分裂胚结构形成（引自Fifueroa等，）

细胞全能性专题知识第74页结构特点与器官发生形成个体路径相比，体细胞胚发育再生植株有两个显著特点：一是体细胞胚含有双极性（doulblepolarity）；二是体细胞胚形成后与母体维管束系统连系较少，即出现所谓生理隔离（physiologicalisolation）现象。细胞全能性专题知识第75页*合子胚：发育早期含有显著胚柄，

体细胞胚:没有真正胚柄,只有类似胚柄结构。

合子胚:子叶是相当规范

体细胞胚:子叶常不规范。体积显著小于合子胚，

合子胚在胚胎发育完全进入子叶期胚以后，经过一系列物质积累和脱水就进入休眠，

体细胞胚没有显著脱水干燥过程,在心形期以后各个阶段均可直接形成植株。细胞全能性专题知识第76页三.影响体细胞胚发生原因激素调控作用培养基及培养条件影响基因型影响细胞全能性专题知识第77页2,4-D是应用最为广泛生长素。2,4-D应用有着规律性改变，首先是在较高浓度下诱导胚性细胞形成，然后在降低2,4-D浓度下产生早期胚胎，普通在球形胚形成后，除去生长素有利于体细胞胚继续发育。现有研究证实，在球形胚期形成生长素极性运输对于体细胞胚深入发育尤为主要，假如球形胚阻断生长素极性运输或改变生长素极性运输方向，均会影响体细胞胚正常发育。激素调控作用细胞全能性专题知识第78页细胞分裂素对体细胞胚发育影响研究报道较少，但几乎全部相关体细胞胚胎发生培养基配方中，都有细胞分裂素配合使用。细胞分裂素在促进细胞分裂，维持细胞活跃生长中含有主要生理功效，而完成体细胞胚胎发育细胞分裂是基本前体，当胚胎结构建立后，细胞分裂素对于维持分生组织正常发育含有主要作用。细胞全能性专题知识第79页培养基中氮源亦会显著影响离体条件下胚胎发生，体细胞胚产生要求培养基中含有一定浓度还原态氮。Vesco和Guerra在Feijoa植物体细胞胚诱导试验也证实，培养基氮源影响体细胞胚发生频率。在NH4+和NO3-（15:34）培养基中，每个外植体体细胞胚可达10个以上，而培养基只有NH4+或NO3-时，体细胞胚发生频率很低。一些氨基酸能够代替还原态氮作用，上述Feijoa植物体细胞胚培养体系，在只含NO3-培养基中，假如加入4mM甘氨酸，能够显著提升体细胞胚发生频率。培养基及培养条件影响细胞全能性专题知识第80页一些体细胞胚规模生产模式试验还发觉，球形胚形成后，假如降低培养基无机盐浓度，能够显著促进体细胞胚深入发育。Choi等（）在西伯利亚人参（E.senticosus）培养中证实，在体细胞胚培养后期，降低培养基无机盐浓度，可显著提升体细胞胚成苗率。在一些试验中还发觉，体细胞胚发育后期降低蔗糖浓度，也有利于胚继续发育和提升体细胞胚成苗率。细胞全能性专题知识第81页Lee等（）在改进胡萝卜体细胞胚生产程序试验中，将胚性愈伤组织转入降低浓度MS培养基中诱导体细胞胚，结果显示，当胚性愈伤组织形成后，在只含1/2MS无机盐浓度培养基中，体细胞胚形成能够比在MS培养基中高3－4倍。细胞全能性专题知识第82页Choi等（）在西伯利亚人参（E.senticosus）培养中也证实，在体细胞胚培养后期，降低培养基无机盐浓度，可显著提升体细胞胚成苗率。细胞全能性专题知识第83页马铃薯不一样基因型体细胞胚形成能力比较（引自Seabrook和Douglass，）基因型影响细胞全能性专题知识第84页内源激素调控基因特异蛋白四.体细胞胚胎发生生化与分子基础细胞全能性专题知识第85页外源生长素对体细胞胚产生和发育调控是经过调整内源激素合成、代谢、极性运输和平衡而起作用。Ribnicky等在胡萝卜上胚轴培养中证实，体细胞胚形成早期细胞内含有较高浓度游离态生长素，外源2,4-D和NAA比IAA诱导体细胞胚效果好，体细胞胚诱导早期，细胞内高浓度游离生长素是必要条件，直接添加外源IAA对其合成有反馈抑制，从而也影响体细胞胚形成，而2,4-D对IAA合成不存在反馈抑制，其结果也提升了体细胞胚发生频率。水稻胚性细胞诱导也证实，高浓度2,4-D引诱导细胞内IAA含量升高，当加入外源IAA或阻止细胞内IAA渗出而提升细胞内IAA含量时，均可促进胚性愈伤组织形成。细胞全能性专题知识第86页胡萝卜胚发育过程中内源IAA改变发育时期胚大小（μm）IAA浓度（ng/gFW）自由态结合肽总含量受精前子房受精前子房受精后子房受精后子房球形胚晚期/心形胚早期鱼雷形胚早期鱼雷形胚晚期

75-12575-125125-225400-500900-110015±428±5608±69504±522060±69624±527±42257±4241962±5634986±5951063±4827490±3440824±386796±2922272±4131990±4835594±5821567±4639550±4126848±392823±289（引自Ribnichy等）

细胞全能性专题知识第87页生长素不但影响体细胞胚早期发生，同时也影响体细胞胚后期发育。生长素对体细胞胚后期发育影响是经过极性运输实现。在合子胚发育中，这种极性运输严重影响胚形态建立。Liu等（1993）利用拟南芥幼胚培养体系，揭示了生长素极性运输由球形胚期得轴向对称转向心形胚期两侧对称过程，假如这一过程受阻，则造成子叶异常发育成筒状子叶，而不是正常2个子叶。在生长素极性运输突变体pin1中证实了上述结果，已克隆pin同源基因研究显示，生长素极性运输及其对胚胎发育调控，是一系列胚胎发育相关基因有序表示到结果。细胞全能性专题知识第88页相关体细胞胚形成中蛋白质含量和组分改变，尽管不一样研究在绝对含量上不尽相同，但总体趋势均表现出体细胞胚形成过程中水溶性蛋白显著增加。李中奎等（1993）比较水稻胚性与非胚性愈伤组织蛋白质含量改变显示，两种愈伤组织蛋白质含量差异主要表现为胚性愈伤组织水溶性和盐溶性蛋白高于非胚性愈伤组织，而醇溶性蛋白则低于非胚性愈伤组织。特异蛋白细胞全能性专题知识第89页阿拉伯半乳糖蛋白（AGPs）是植物中广泛存在糖蛋白，大多数AGPs存在有Ala-Hyp重复序列或类似重复序列，暗示AGPs可能作为调控蛋白调控一些基因转录。在细胞中，AGPs主要分布在细胞壁和质膜上，利用一系列单克隆抗体已判定出一些与特殊发育相关和特殊组织相关AGPs，其中与单克隆抗体JIM8抗体结合AGPs在油菜中主要存在性细胞中、胚胎发育早期胚柄中。在胡萝卜体细胞胚发育中，这种抗体检测AGPs存在于胚性细胞和早期体细胞胚中，在非胚性细胞中没有AGPs，假如在一些非胚性悬浮细胞系中加入这类AGPs，则可使其恢复胚胎发生能力，显示AGPs在植物体细胞胚发生过程中起到了调控作用。特异蛋白细胞全能性专题知识第90页近年来研究发觉，一些病程相关蛋白可能也与体细胞胚形成相关。vanHengel（1998）在胡萝卜悬浮培养细胞衍生原生质体培养诱导体细胞胚过程中，伴随体细胞胚形成在培养基中检测到几丁酯酶（chitinases）和AGPs积累；Dubois等（1991）在菊芋体细胞胚诱导中发觉，β-1,3-葡聚糖酶（β-1,3-glucanases）与愈