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。
湖北生态工程职业技术学院生物工程系 2013年4月20日
胚状体与合子胚的比较
湖北生态工程职业技术学院生物工程系 2013年4月20日

组织的分化与器官建成

但在另一些例子中激素比例控制器官分化的问题 则出现完全相反的情况。苜蓿在有2，4-D和细胞 分裂素的培养基中，可以形成愈伤组织，转入不 加以上两种激素的培养基中能分化，但分化的情 况与原来的激素比例有关。如果愈伤组织是在高 细胞分裂素/生长素比例的培养基中形成的，易于 生根，而在高生长素/细胞分裂素比例的培养基中 形成的，易于生根，而在高生长素/细胞分裂素比 例的培养基中形成的愈伤组织，则易生芽。

湖北生态工程职业技术学院生物工程系
2013年4月20日
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不定根和 不定芽等器官的过程。

发生方式：

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。如落地生根.

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。
湖北生态工程职业技术学院生物工程系 2013年4月20日
湖北生态工程职业技术学院生物工程系
2013年4月20日
湖北生态工程职业技术学院生物工程系
2013年4月20日
组织的分化与器官建成

维管组织的分化 早期研究发现（Wetmore，1955），丁香的芽可以 诱导邻近的组织分化出维管束，后证明这是芽中 IAA的作用。将一块含有14C-IAA和蔗糖的琼胶楔形 物插入到愈伤组织切口中，14C-IAA表明蔗糖和IAA 通过琼胶扩散到愈伤组织，从而在愈伤组织中造成 这两种物质的梯度，在楔形物一颇有同感形成维管 束的瘤状物，瘤状物含有一形成层带，一面形成韧 皮部，一面形成木质部，与正常的维管束有类似的 排列。增加IAA的浓度，导致木质部形成，增加蔗 糖浓度则导致韧皮部形成。生长素水平恒定时，2% 蔗糖则全部分化出木质部，4%蔗糖几乎全部分化出 韧皮部，3%蔗糖则可以分化出二者。所以，生长素 和蔗糖浓度决定愈伤组织中维管束的类型与数量。
湖北生态工程职业技术学院生物工程系 2013年4月20日
组织的分化与器官建成


Rier和Beslow进一步报道，蔗糖不仅影响细胞的 数目，而且影响其结构。低浓度蔗糖（0.5%）诱导 出环纹和梯纹管胞，1.5-3.-5%蔗糖诱导出梯纹和 网纹细胞。 细胞分裂素类对促进木质部形成也有作用。它们使 碳水化合物代谢趋向于五碳糖途径，促进木素前体 苯丙烷的合成，不同的细胞分裂素作用不同。玉米 素>激动素>6-BA（6-苄基腺嘌呤），NAA/激动素的 比值为0.5/20时有木质部发生和根形成，而比值降 为0.025/0.4时，只发生木质部而不发生根，赤霉 素（GA）、乙烯、脱落酸对木质部发生有抑制作用。
湖北生态工程职业技术学院生物工程系
2013年4月20日
影响体细胞胚胎发生的因素
——氮源 Reinert及基合作者在栽培胡萝卜愈伤组织培养中 ( 培养基均为White培养基)得到以下结果：
NH4+氮（M） NO-3氮（M） 10 40 0 55 0 95
体胚发生数（个/2ml） 1131±219 19±0.3 11.3±4.1
组织的分化与器官建成
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
培养基的物理因素和外界条件对器官建成有一 定影响。固体培养基有利于诱导愈伤组织，而 液体培养基有利于细胞和胚状体增殖。蓝光有 利于芽的分化，而红光、远红光对芽分化有抑 制作用，但促进根分化，紫光对生芽有刺激作 用。石刁柏、虎耳草属、凤梨科植物分化前期 需要低光强（1000勒克斯），后期要求高光强 （3000-10000勒克斯），降低氧浓度促进胡萝 卜愈伤组织芽的形成，增加氧浓度促进不定根 形成。
合子胚 质量 来源 胚柄 形态 变异率 萌发率高，质量好 受精卵 有，明显 胚状体 萌发率低，质量差 体细胞 即使有也不明显
固定，体积相对较 复杂，常有两个以上 小 的子叶体积相对较大 低 高
2013年4月20日
湖北生态工程职业技术学院生物工程系
影响体细胞胚胎发生的因素
——生长调节物质


生长素类： 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。
湖北生态工程职业技术学院生物工程系 2013年4月20日
影响体细胞胚胎发生的因素
——生长调节物质

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。
湖北生态工程职业技术学院生物工程系
2013年4月20日
影响体细胞胚胎发生的因素
——生长调节物质
湖北生态工程职业技术学院生物工程系
2013年4月20日
组织的分化与器官建成
除营养芽之外，在组织培养中有时也
有花芽的形成，如烟草、花生等。也 有变态器官的形成，如百合鳞片切块 分化出的芽，形成小鳞茎，唐菖蒲茎 端可诱导形成小球茎，马铃薯的茎切 段可以形成块茎。
湖北生态工程职业技术学院生物工程系 2013年4月20日
湖北生态工程职业技术学院生物工程系
2013年4月20日
组织的分化与器官建成

形成芽的培养基条件常有不同，有时芽与根可以同 时在组织培养中形成，一般说，培养物中形成的芽 如胡萝卜悬浮培养，油菜愈伤组织等。在组织培养 中通过根、芽诱导再生植株方式有三种：一种在芽 产生之后，于芽形成的基部长根而形成小植株，一 种是在根上生长出芽来，另一种即在愈伤组织的不 同部位分别形成芽和根，然后两者结合起来形成一 株植物。
湖北生态工程职业技术学院生物工程系 2013年4月20日
组织的分化与器官建成

由此看来，分化与激素的关系同植物的遗 传性有着密切的关系，用五个品种的烟草 做实验，用相同的生长素/细胞分裂素比 例，结果有的品种形成很多芽，有的形成 很少芽，有的完全不生芽。
湖北生态工程职业技术学院生物工程系
2013年4月20日

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。
湖北生态工程职业技术学院生物工程系 2013年4月20日
组织的分化与器官建成

植物激素的成分影响着器官建成， Skoog和Miller等 所提出的生长素和激动素比例决定根和芽分化的观点， 曾被大量的试验结果所证明。 在很多禾谷类作物的组织培养中发现，用较高浓度的 生长素（2，4-D）诱导形成的愈伤组织，当培养在除 去生长素，或适当浓度的活性较低的生长素中时，就 可以诱导芽的形成。Nitsch等用Linsmaier(LM)培养 基附加10-5摩尔2，4-D培养水稻愈伤组织可以生根， 一旦转入无生长素的培养基时就能产生芽。Rangan将 小米愈伤组织从含生长素的培养基转移到无生长素的 培养基，一个星期内就形成了芽。
湖北生态工程职业技术学院生物工程系 2013年4月20日
影响体细胞胚胎发生的因素
——生长调节物质

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。
湖北生态工程职业技术学院生物工程系 2013年4月20日

组织的分化与器官建成
根是组织培养中易形成的器官，早在30 年代，就看以胡萝卜培养物中根的形成， 以后又在多种植物中看到，同一植物不同 器官可以诱导出根来：如棉花幼苗子叶、 下胚轴切段、油菜叶片、叶柄、下胚轴等， 多种植物愈伤组织也易生根。
第七章 器官发生与体细胞胚胎发生
植物细胞全能性实现的过程: 外植体脱分化 愈伤组织 再分化
不定芽
丛芽 生根 发育成完整的植株
胚状体
发育成完整的植株
湖北生态工程职业技术学院生物工程系
2013年4月20日

脱分化:成熟细胞转变成分生状态并形成 愈伤组织的过程. 再分化:由分生状态的愈伤组织或外植体 分化出各种器官的过程.
湖北生态工程职业技术学院生物工程系 2013年4月20日
胚状体方式(somatic embryo)
湖北生态工程职业技术学院生物工程系
2013年4月20日
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：


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。 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。 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。