組培理論知識-植物細胞全能性

來自專欄植物組培那些事

前面講了植物組織培養的概況，下面再來談一談植物組織培養的技術原理。組培的技術原理主要分為細胞全能性、基因及位置表達、形態建成、細胞發育等多個方面。由於本文的目的是為了能讓圈外人士也能對植物組織培養有所了解。所以我會盡量從通俗易懂的角度去為大家介紹，希望對大家有所幫助。本文為科普類小文，專業人士可繞過。

植物細胞全能性假說提出

植物細胞全能性（totipotency）的概念是在1902年由德國著名植物學家Haberlandt首先提出的。他認為，高等植物的器官和組織可以不斷分割直至單個細胞，每個細胞都具有進一步分裂和發育的能力，並設想從一個體細胞可以得到人工培養的胚。

植物細胞全能性假說驗證

20世紀50年代末由Saward等人從胡蘿蔔根的韌皮部取下一塊組織，並將其置於液體培養基中進行培養，使之分化出愈傷組織，然後把從愈傷組織所得到的胚狀體轉移到固體培養基上繼續培養，從而獲得了完整的胡蘿蔔試管植株。經過栽培，此植株能夠正常生長並開花結果，從而證實了Haberlandt的植物細胞具有「全能性」的設想。

植物細胞全能性解讀

現代研究指出每個植物的體細胞或性細胞都具有該植物的全套遺傳基因，只要有一個完整的有生命力的細胞，即使這個細胞已經是高度成熟和分化的細胞，也還保持著恢復到分生狀態的能力。在一定培養條件下每個細胞都可以發育成一個與母體一樣的植株。我們把這種一個植物細胞所具有的產生一個完整植株的固有能力稱作「植物細胞的全能性」。當然要使細胞全能性表達出來，形成完整植株，除了細胞生長以外，細胞還要經過分化、脫分化和再分化等過程。

在這裡解釋下組培上常用的幾個名詞：

愈傷組織（callus）：當將離體組織或器官放在培養基上進行離體培養（in vitro culture）時，這些離體組織或器官就會進行細胞分裂，形成一種高度液泡化的呈無定形態的薄壁細胞，我們將這團無定形的細胞團稱為愈傷組織。

脫分化（differentiation）：一個已停止分裂的成熟細胞轉變為分生狀態，並形成未分化的愈傷組織的現象就稱為植物細胞的脫分化。

再分化（redifferentiation）：將脫分化形成的愈傷組織轉移到適當的培養基上繼續培養，這些無定形的愈傷組織又會重新產生分生組織，繼而進行形態建成，分化出具有根、莖、葉，最後形成完整植株。我們把這種原已分化的細胞，經脫分化培養後再次進行的分化現象叫再分化。

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