植酸 植酸酶
肌醇 磷酸
细胞壁的形成等
2.2 植物组织培养及其应用
2.2.1Leabharlann 植物组织培养植物组织培养（plant tissue culture）是指在无菌条件下，将 外植体（植物器官、组织、花药、花粉、体细胞甚至原生质体） 接种到人工配制的培养基上培养成植物的技术。
组织培养的理论基础：植物细胞的全能性。 组织培养基本过程：
植物生长（plant growth）是指植物在体积和重量 （干重）上的不可逆增加，是由细胞分裂、细胞伸长以 及原生质体、细胞壁的增长而引起的。
一般将植物从种子萌发到形成新种子的整个过程 称为植物的发育周期
2.1 种子萌发及种子活力 2.1.1 基本概念
种子萌发（seed germination）是指种子从吸水到胚根突破种皮期 间所发生的一系列生理生化变化过程。
（1）种子的吸水 种子萌发过程中吸水的3个阶段 第一阶段：吸胀吸水，是一个物理过程，速度快； 第二阶段：吸水缓慢，又称吸水的停滞（滞后）期； 第三阶段：胚根突破种皮后的快速吸水（渗透性吸水）
种子发芽吸水速率从快速到慢到更快速。
吸 水 速 率
I
发芽种子（活着的） 长出幼根 III
死或睡眠状态
II
的种子
有些植物的种子，如热带的可可、芒果、坡垒等，既不 耐脱水干燥，也不耐零上低温，往往寿命很短（只有几天或 几周），称为顽拗性种子（recalcitrant seed）。
植物寿命即与植物种类有关，也与贮藏条件有关（种子 含水量和贮藏温度）。
2.1.2 影响种子萌发的外界条件
（1）水分
干种子的吸水：吸胀吸水，是一个物理过程，死、活种子都可 以进行。
豆类种子（含蛋白质较多）的吸水大于禾谷类种子（含淀粉 较多）。
（2）氧气
种子萌发需要进行旺盛的物质代谢，需要有氧呼吸提供能量。 氧气（﹥10％）也是种子萌发所必须的。不同作物种子萌发时的 需氧量不同（油料种子﹥淀粉种子）。
（3）温度
种子萌发是一系列的酶促反应过程。 不同作物种子萌发的温度三基点与其原产地不同有关。 一般原产北方的作物（如小麦），种子萌发时所需温度 较低；而原产南方的作物（如水稻），种子萌发时所需温度 则较高。 一般植物萌发的适宜温度为20-25℃.
（4）光
光只是少数种子萌发的所必需。 需光种子（light seed）：即需要光照才能顺利萌发 的种子，如莴苣、烟草和许多杂草的种子。 需暗种子（dark seed）：即只能在暗处才能顺利萌 发的种子，如茄子、番茄、瓜类种子。 杂草种子多是需光种子，一般难于一次除净
2.1.3 种子萌发时的生理生化变化
（1）利用种子还原能力 （TTC染色法）
TTC
2H 脱氢酶
三苯甲腙
氧化态（无色）
还原态（红色）
（2）利用原生质的着色能力（染料染色法）
活种子的原生质膜有选择透性，染料分子不能透过，原生质 （胚）不着色。 （3）利用细胞中的荧光物质
具有生活力的种子在荧光灯下能发出明亮的荧光。
大多数植物的种子，如花生、水稻等种子，能耐脱水和 低温（包括零上或零下低温），寿命往往较长，称为正常性 种子（orthodox seed）。
a.淀粉的动员
淀粉
淀粉磷酸化酶 （≤10℃） 淀粉酶 （＞10℃）
葡萄糖-1-磷酸 可溶性糖
蔗糖
b.脂肪的分解
脂肪酶 甘油三酯
甘油
磷酸甘油
β-氧化
脂肪酸
乙酰辅酶A
EMP
逆EMP
葡萄糖 蔗糖
▲
﹉
乙醛酸循环
c.蛋白质的分解
蛋白酶
蛋白质
游离氨基酸
酰胺
幼苗生长
d.植酸的分解
（谷氨酰胺和天冬酰胺）
植酸（肌醇六磷酸）是种子中磷的一种重要贮藏形式， 常与钾、钙、镁等元素结合形成植酸盐。
无菌外植体 脱分化 再分化 完整植株
脱分化（dedifferentiation）：指将已分化的植物器 官、组织活细胞恢复成具有分裂能力的细胞群（愈伤细 胞，callus）的过程。
再分化（redifferentiation）：是脱分化形成的愈伤 组织分化成为胚状体（embryoid），或直接形成完整植 株的过程。
第二章 植物生长发育生理生态及其调控
2.1 种子的萌发生理生态和促进方法 2.2 植物组织培养及其应用 2.3 植物生长的周期性 2.4 植物生长的相关性 2.5 外界生态条件对植物生长的影响 2.6 光形态建成及光受体 2.7 植物的运动特性 2.8 幼年期和花熟状态
2.9 成花诱导生理 2.10 花器官形成及性别分化 2.11 受精生理 2.12 种子成熟过程中有机物质的变化 2.13 外界条件对种子成熟的影响 2.14 果实成熟时的生理生化变化 2.15 植物的休眠 2.16 植物的衰老生理 2.17 器官脱落生理
种子生活力（seed viability）是指种子能够萌发的潜在能力或种胚 具有的生命力。
种子的寿命（seed longevity）是指种子从发育到成熟到丧失生活 力所经历的时间。
种子活力（seed vigor）是指种子在田间状态（即非理想状态）下 迅速而整齐的萌发并形成健壮幼苗的能力。
鉴定种子生活力的方法
常用的培养基：MS和N6培养基 含有植物必需的矿质元素、碳源（蔗糖/葡萄糖）、维生素、
植物激素等。
生长素类：IAA 、IBA 、2,4-D和NAA等 细胞分裂素类：KT 、6BA 、ZT等 CTK/IAA比值：高，诱导芽的分化；低，诱导根的分化；相等， 不分化。
维生素：vit B1（硫胺素）是必需的，而烟酸、B6（吡哆醇）
和肌醇（环己六醇）不是必需的，但对生长有促进作用，一般也 添加到培养基中。
2.2.2 植物组织培养在生产实践上的运用
（1）植物体的无性快植及脱毒
无性快速繁殖—花卉、果树等园艺作物、农作物以及林木；
无毒薯苗繁殖—利用未感染病毒的马铃薯等茎尖生长锥。
优点：取材少，培养材料经济；人为控制条件，不受自然条件 的影响；生长周期短，繁殖率高；管理方便，便于自动化控制等。 （2）花粉培养及单倍体育种
时间
（2）呼吸作用的变化 吸水的第一和第二阶段，CO₂ 的产生大大超过了O₂
的消耗，R.Q. ﹥1，以无氧呼吸为主。 吸水的第三阶段， O₂ 的消耗则大大增加，此时进行
的主要是有氧呼吸。 （3）酶的活化与合成
一是干种子中酶的活化，如β-淀粉酶等 ； 二是种子吸水后重新合成，如α-淀粉酶 等。
（4）种子中贮藏物质的动员