文档介绍：暗紫贝母组织培养和快速繁殖的研究
第一章文献综述
1前言
20世纪后半叶,植物组织培养发展十分迅速,利用组织培养,不仅可以生产大量的优良无性系,并可获得人类需要的多种代谢物质;细胞融合可打破种属间的界限,克服远缘杂交不亲和性障碍,在植物新品种的培育和种性的改良中有着巨大的潜力;还可获得单倍体、三倍体及其它多倍体、非整倍体;组织培养的植物细胞也成为在细胞水平上分析研究的理想材料。因此,植物组织细胞培养广泛应用于植物科学的各个分支,如植物学、植物生理学、遗传学、育种学、栽培学、胚胎学、解剖学、病理学等等。
植物组织培养的历史可以追溯到上个世纪初。1902年德国著名的植物学家Haberlandt根据细胞理论,大胆提出著名论点,即植物细胞具有再生成完整植株的潜在全能性(TotiPotnecy)(陈正华,1986)。这一理论的提出,使得植物的离体培养成为了可能。所谓植物组织培养就是指在无菌条件下,将离体的植物器官(根、茎、叶、花、果实、种子等)、组织(如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)、细胞(体细胞和生殖细胞)以及原生质体,培养在人工配制的培养基上,给予适当的培养条件,使其长成完整的植株。由于培养的是脱离植物母体的培养物,所以也叫离体培养(culture in vitro)或试管培养(culture in test~tube)。
1934 年美国植物生理学家White 通过对番茄根尖的组织培养,建立了第一个有活跃生长的无性繁殖系,并能进行继代培养。利用根系培养物,研究了光、温、 pH值和培养基组成对根生长的影响。到这时,有关离体根的培养实验才获得了真正的成功(White,1934)。1937年,他们首先配制成综合培养基,发现了B族维生素对离体根生长的重要性(李浚明,1992)。同年,法国的Gautheret、Nobecourt 培养块根和树木形成层使其生长。White、Gautheret 和Nobecourt 确立的植物组织培养的基本方法,成为以后各种植物组织培养的技术基础。1941年,Overbeek等在基本培养基上附加椰乳(CM),使曼佗罗(Datura stramonium)的心形期幼胚能够离体培养至成熟[10] 。1942 年,Lammerts 进行了杏、油桃和桃的杂种胚培养,提高了杂种的萌发率。1943 年,White 提出了植物细胞
“全能性”学说并出版了《植物组织培养手册》,使植物组织培养开始成为一门新兴学科。1944 年,Morel进行了葡萄茎尖组织培养的尝试,获得了愈伤组织和根。1948 年,Skoog 和崔徵发现腺嘌呤或腺苷可以解除生长素(IAA)对芽形成的抑制作用,从而诱导烟草的茎段形成芽,确立了腺嘌呤与生长素的比例是控制芽和根分化的主要条件之一,建立了器官形成的概念,导致以后激动素(KT)的发现及利用激动素和生根素的配比关系控制植物器官分化工作的开展。1955 年,Skoog 及其同事在鲱鱼精子的提取物中发现了激动素,它对促进芽的形成活性比腺嘌呤高出了约3 万倍。1957 年 Skoog 和Miller 发现了生长素与激动素之间的不同比例的配合对生长和分化的作用,即激动素/生长素之比高时易形成芽,比例低时则形成根[11] 。
进入20 世纪 60 年代以后,植物组织培养工作已经遍及世界大多数国家,并获得了突飞猛进的发展,组织和器官培养技术日趋成熟和完善,越来越多的植物物种通过离体培养获得了再生植株[12] 。小麦、玉米、烟草、胡萝卜、茄子和马铃薯等主要作物已相继建立了稳定高效的离体再生体系[13-14],为这些作物的生物技术研究奠定了稳固的基础。同时,通过对外植体离体培养条件的控制,特别是通过调节激素的种类和浓度,还成功的诱导了植物离体细胞的胚胎发生,开辟了离体培养中植株再生的新途径[15-17]。目前,烟草、胡萝卜、芹菜和大豆等多种作物的胚状体诱导技术已臻于成熟,不仅为植物胚胎发生的理论研究提供了新的实验途径,而且已经开始试用于人工种子的生产,赋予种子生产业一种全新的概念[18] 。用于离体培养的外植体种类也不断增多,根、茎、叶、果实、子房、幼胚及成熟胚、茎尖、茎分生组织、花药和花粉等种种外植体的培养均有成功的报道,尤其是 Steward 等(1985 年)[19]和Vasil 等(1965 年)[20]分别成功地进行了胡萝卜和烟草单细胞的离体培养和植株再生,以及 Takebe 等(1971 年)[21]首次利用原生质体培养获得了再生植株。以上事实一次又一次地证实了植物细胞的全能性,同时也为组织培养工作应用于作物改良开辟了广阔的前景。Cuha等(1964 年)利用曼佗罗花药培养首次获得了单倍体植株,由此证明性细胞也具有全能性。植物组织培养技术近年来己渗透到植物