遗传学ppt课件第1章新细胞工程.ppt

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1、第一篇 植物细胞工程,植物细胞工程:细胞全能性与形态发生植物细胞工程基本技术原生质体培养原生质体融合生殖细胞工程离体培养,植物特殊 倍性创造,植物 细胞工程,基因工程的基础,种苗脱毒与 快速繁殖,体细胞杂交,次生产物 生产,基础研究,实 践 意 义:,改善农业生产技术植物品种改良;植物快速繁殖 保护生态环境生物工业避免化学工业污染;名贵药物的细胞生产，保护自然资源 生物医药开发免疫医药工业;基因工程药物生产以生物技术为依托的新型产业具有极大的商业潜力，也是本世纪各国急剧竞争的领域之一,实 践 意 义,改善农业生产技术 动植物品种改良;植物快速繁殖培育植物新品种（“九五”期间细胞工程育种）加倍单

2、倍体技术育成品种 23 个 51.1%无性系变异筛选育成品种 12 个 26.7%染色体工程技术育成品种 8 个 17.8%其它方法育成品种 2 个 4.4%,种苗脱毒与 快速繁殖,草莓试管苗,马铃薯试管苗,心脏病药,22-55（美国）,第一章 细胞全能性与形态发生,细胞全能性及其表达,器官发生,体细胞胚胎发生,第一节 细胞全能性及其表达,细胞全能性概述,细胞脱分化,细胞再分化,植物生命特征属性,一、细胞全能性概念的发展,1902年Haberlandt作出了著名的预言在未来，人们可以成功地从体细胞培养出人工胚。1934年，White首次给细胞全能性下定义：每个植物活细胞在合适的培养条件下，都有

3、发育为胚的能力。这个定义在一段时间内也被称为“假说”。,1958年，Steward等和Reinert等分别从胡萝卜培养细胞中获得了人工胚首次证实了White所提出的细胞全能性假说；而且两组科学家均使人工胚进一步形成完整植株。,Guha等(1964；1966)获得了曼陀罗的花粉胚和单倍体植株；Srivastava等（1973）和Sethi等（1976）分别从寄生植物罗氏核实木胚乳和黑种草胚乳三倍体组织获得了胚状体。,Raghavan(1978)概括指出：任何植物活细胞(不管是二倍、单倍、还是三倍的)潜在地产生一个胚状体。至此，White所定义的细胞全能性得到了普遍的证实和承认。,另一方面，由于分

4、子生物学的崛起以及随之而来的它对生物学其他学科的辐射和渗透，使得植物学家能给细胞全能性提出新的定义。全能性意味着：每一个细胞中包含着产生一个完整有机体的全部基因，在适当的条件下，一个细胞就会形成一个完全新的有机体,植物细胞全能性（totipotency）：指植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，从而具备发育成完整植株的遗传能力。在适宜条件下，任何一个细胞都可以发育成一个新个体。,迄今为止植物细胞工程学科领域的进展表明，给细胞全能性作下述描述更为合适：每个植物活细胞都具有该物种的生命特征属性，在合适的离体培养条件下，可以展现这些特征属性。,细胞全能性的相对性：不是所有基因型的所有细胞在任何

5、条件下都具有良好的培养反应;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可以直接产生植物个体;动、植物细胞全能性的表现程度存在明显的差异。高等动物体细胞的细胞核具有发育全能性干细胞,细胞全能性的相对性：不同基因型的植物的相同组织同一植物的不同组织器官同一株植物的同一组织器官对不同培养条件,细胞全能性的相对性：不同基因型的植物的相同组织（不同物种甚至品种间差异很大，如茄科，景天科植物比较容易再生成功）同一植物的不同组织器官（来源于生长活跃及生长潜力大的组织器官更容易再生，如幼嫩组织、自然繁殖器官等)。同一株植物的同一组织器官对不同培养条件（不同激素浓度与配比、培养基的添加物、温度、湿度

6、 等）,植物细胞按照分裂能力分为三类：第一类是始终保持分裂能力，从一个周期进入另一个周期的周期细胞。如茎尖、根尖及形成层细胞；第二类是永久失去分裂能力的细胞，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启动分裂的Go细胞。表皮细胞及各种薄壁细胞。,一个植物细胞向分生状态回复过程所能进行的程度，取决于它在自然部位上所处位置和生理状态。,（引自Gautheret，1966）,植物细胞全能性表现根据细胞类型不同从强到弱：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)；根据细胞所处的组织不同从强到弱为：顶端

7、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 厚壁组织输导组织。,二、植物活细胞生命特征属性,1.生命特征属性包括：新陈代谢(Metabolism)应激性(Irritability)自体复制(Autoduplication)区别于无生命物质形态的特征属性。,“生命的特征属性究竟从何而来？”,生命的特征属性来自细胞,不是核酸。核酸，可以自体复制的重要物质,但当它单独存在时，就不能表现出生命特征属性。细胞具有生命基本特征属性 所有组成生命的分子均服从无生命的物质运动所遵循的物理、化学定律。生命的基本单位？,首先，细胞具有新陈代谢属性。新陈代谢含义而细胞是生物结构和功能的最基本

8、单位,因此细胞能进行新陈代谢。如：细胞构造中有两个具双层膜的细胞器线粒体和叶绿体(植物中)-“能量转换器”。从理论上说，细胞只要能够在培养条件下存活，就说明它具有新陈代谢特性（活体或离体都适用）。因为“一旦新陈代谢停止，生物体就会瓦解”。,此外，离体培养细胞的以下活动表明其新陈代谢特性：绿色细胞在合适的条件下具有光自养能力；固氮植物的细胞在合适的条件下具有固氮特性；培养细胞也具有该物种的“药物生物合成的能力”。,其次，细胞对环境有应激性细胞膜由磷脂和蛋白质组成，与外界相隔开。质膜、细胞液等组份一起构成了对环境的应激性。例如，质膜上存在的钾钠泵可以在细胞整体的支持下很好地调节细胞渗透性.离体培养

9、细胞表现出脱分化与再分化，这是植物应激性的典型表现。,细胞可自我复制依赖核和细胞质的协调活动既可分裂，实现细胞自体复制；又可融合，实现遗传与变异的统一。对于高等生物来说，细胞的增殖与分化也是个体发育的基础。,最后，离体培养细胞展现自体复制特性培养细胞的分裂能力在每一个成功的离体培养实验系统中均得到证实。细胞既可分裂，又可融合；细胞具有再生完整植株的能力。总之，细胞具有生命基本特征属性。,细胞工程原理的研究任务就在于：以培养细胞展现生命特征为核心内容，揭示培养细胞展现各个生命特征属性的规律性。植物细胞工程基本技术植物细胞工程在花卉上的实践应用,植物细胞工程,主讲:刘娟旭,余义勋联系方式Offic

10、e:院楼823华南农业大学 园艺学院,植物体是一个具有高度结构的多细胞系统。其中的不同细胞或组织都是高度分化的，它们互相协调而发挥作用，这些分化的体细胞经过分裂后只产生相应的组织或器官，其细胞的全能性不能表达。为了使这样的细胞重新获得分化能力，就需要对其进行一些刺激，帮助其回复到未分化的原始状态（即分生组织状态），这一过程称之为脱分化。脱分化的实质是解除分化，是成熟体细胞返老还童的一种表现。脱分化后，成熟体细胞回到分化前的状态，重新具有表达全能性的能力。,第三节 细胞脱分化与再分化,几个基本的名词术语分生（generating）:旺盛的连续的细胞分裂分生组织（meristem）定义：植物体内能

11、连续或周期性地进行细胞分裂的细胞群。结果能增加细胞的数目，使植物不断生长。它的特征是细胞小，排列紧密，无细胞间隙，细胞壁薄，细胞核大，细胞质浓，无明显的液泡,分生组织按其来源的不同又可分为原生分生组织、初生分生组织、次生分生组织。,细胞分化（differentiation）：所谓细胞分化（differentiation），是指导致细胞形成不同结构，引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。细胞脱分化（dedifferentiation）:已经分化的细胞（即成熟细胞），在一定条件的刺激下，丧失了原有的结构和功能，回复到无结构的分生组织状态，形成无组织的细胞团或愈伤组织的过程。细胞再分化（rediff

12、erentiation）：由脱分化的细胞（如愈伤组织），在特定的离体条件下，重新恢复细胞分化能力，形成各种不同类型的细胞的过程。,分化：是植物各个部分出现异质性的现象，其本质是基因差别表达的结果。,再生作用（regeneration）：植物的某些器官具有形成新器官甚至新个体的作用。形态发生（morphogenesis）：分化或再分化的结果，使培养材料从“不具有固定形态结构的状态”转变为“具有固定形态结构（形成新器官，呈现极性生长）的状态”。简而言之，“形态发生”是指生物在个体发育或再生过程中，形成器官、机体等形态结构的过程。,植物组织培养：将植物的任何器官、组织或细胞，在人工预知的控制条件下，

13、放在含有营养物质和植物生长调节物质等组成的培养基上，使其生长、分化形成完整植株的过程。根据培养物的来源及大小不同，可分为6个层次（或水平）：植物培养，胚胎培养，器官培养，组织培养（含胚乳培养），细胞培养，原生质体培养。,再分化的表现：脱分化的细胞在形态发生上具有较大的可塑性，在适当的条件下可分化出不同种类的细胞、组织甚至完整植株：细胞水平：薄壁细胞，分生细胞，管胞细胞，色素细胞，石细胞，纤维细胞等组织水平：如维管组织器官水平：由分化出的不同组织形成各种器官(根茎叶芽等)，最常见的方式是先芽后根植株水平：先芽后根，先根后芽，或两者独立发生后贯通成苗。,脱分化(dedifferentiation)

14、：有序 无序,再分化(redifferentiation)：无序 有序,再分化成苗有两条途径：器官发生和体细胞胚胎发生,细胞全能性,脱分化,再分化,细胞分裂,个体再生,细胞全能性的表达是通过细胞脱分化和再分化实现的，在大多数情况下，脱分化是细胞全能性表达的前体，再分化是细胞全能性表达的最终体现。,一、脱分化,1.诱导脱分化期间的细胞生物学变化切割损伤本身就会刺激细胞学上的一系列变化：气体交换率的增加DNA随体的合成DNA随体：独立存在的小型DNA 或被切断的大的DNA过氧化物酶的增加蛋白质的活跃合成，酚类物质和乙烯的增加等。总之，损伤刺激对于细胞的脱分化产生重要的影响。,也存在抑制物质这种抑制

15、剂可在生长物质作用下失去其抑制效能，从而使细胞恢复分裂能力。切面上易形成多酚物质沉积的保护层，使表层细胞停止分裂。,若加入2，4-D等生长物质，导致外植体细胞生物学上与细胞分裂有关的更强烈变化，结果进入第一次分裂的细胞百分率更高。加生长素的同时配合以细胞分裂素可能效果更好。,总之，诱导过程涉及细胞内生理代谢急剧变化，导致细胞静止期间溶解酶活性降低的细胞组分恢复功能，细胞结构发生改变，包括核扩大，染色体和核仁改变、核糖体变密集等。细胞分裂的抑制作用也得以去除。使细胞恢复到具分裂能力的状态。,2、愈伤组织的形成 成功的脱分化必然导致细胞分裂菊芋外植体开始7天的细胞数目可增加10倍以上胡萝卜也可以增

16、加近10倍。但是鲜重的增加跟不上细胞数的增加，结果使每个细胞的平均鲜重下降了，细胞的体积减小了。瘤状结构的形成细胞增殖的结果：大多数情况下导致愈伤组织的生长，也可能直接形成胚性细胞，进而分化形成体胚。,在一个细胞群体培养或组织器官培养体系中，有时很难区分细胞脱分化与进入增殖状态的界限。对于单个细胞而言，分化细胞启动分裂显然是发生在细胞完全脱分化之后,脱分化与愈伤组织二者的形成在性质上是不能等同的脱分化是细胞生理状态的改变，而形成愈伤组织是离体培养中的一个阶段。愈伤组织内的细胞并不是均一脱分化的。细胞脱分化后可能形成愈伤组织，也可能直接形成胚性细胞进而形成体细胞胚，或直接分化形成不定芽等器官，进

17、而发育成完整植株,脱分化,再分化,已分化细胞,新类型细胞,黑暗培养下烟草愈伤组织,二、细胞分化和组织分化,细胞分化（Differentiation）导致细胞形成不同结构，引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。细胞分化是再分化的第一步是组织分化和器官分化的基础,一个细胞在不同的发育阶段上可以有不同的形态和机能，这是在时间上的分化；同一种细胞后代，由于所处的环境不同而可以有相异的形态和机能，这是在空间上的分化。,从分化的遗传控制角度讲细胞分化是各个处于不同时空条件下的细胞，基因表达与修饰差异的反应;所以，分化也可以说是相同基因型的细胞由于基因选择性表达所反应的各种不同的表现型。,关于细胞分化:(一

18、)导管分化及其影响因素 在细胞分化为数不多的实验体系中，导管分化是离体条件下研究细胞分化的一个模式系统。(二)细胞分化过程及其机理(三)组织分化,（一）导管分化及其影响因素由于导管分子在培养系统中一般较易发生，且易辨认和计量，有助于了解影响细胞分化的因素；生长调节剂与蔗糖是分化的重要要素,1、生长调节剂（）生长素 生长素是木质分化所必需。培养物中出现不同的导管分子的类型及分布，与不同的生长素及细胞分裂素组合有关。如莴苣茎髓部用5 mg.l-1 IAA 加-1激动素处理后形成的木质部呈垂直网状，而用-1NAA加激动素者为平面网状。木质分子的分布可能与生长素的极性运输特性有关。,（2）细胞分裂素

19、与生长素一起对导管分化起协同增效作用。木质分化对于细胞分裂素的需求与否及需求量大小，与培养物内源细胞分裂素的含量有关。,2、糖类物质 不同糖类物质对于维管分化的效应是不同的蔗糖多少会影响维管中木质部与韧皮部的比例.蔗糖、果糖、麦芽糖比其他糖有效,葡萄糖无剌激性不同植物对蔗糖需求量也不同.,(二)细胞分化过程及其机理（P30）总之，生长调节剂是导管分化的启动者，通过它和糖等其他因子的配合，诱使细胞内部的RNA和蛋白质物质代谢发生变化.,极性（polarity）植物的器官、组织、甚至单个细胞在不同的轴向上存在的某种形态结构以及生理生化上的梯度差异。极性是植物细胞分化中的一个基本现象。在很多情况下，

20、细胞的不均等分裂是细胞极性建立的标志。,极性与细胞分化,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的不对称分布和细胞周质微管重排有关,极性对培养的影响,(三)组织分化在细胞分化的基础上，离体培养物可以分化出各种各样的组织。拟分生组织和维管组织为两种较重要的组织拟分生组织和维管组织的形成，可能导致器官原基的形成，后者可进一步分化成器官。可以说拟分生组织和维管组织是联结细 胞分化和器官分化的“桥梁”。,拟分生组织(meristemoid)指培养物中出现的类似分生组织的细胞群，它是由脱分化后的培养物发生一系列细胞分裂而产生的一团细胞组成的。也叫生

21、长中心或分生组织结节。它们具分化上的可塑性。,细胞分裂活动开始于单细胞，接着邻近的两三个细胞分裂，接着它们周围的细胞也分裂，但更慢。细胞分裂区就这样围绕着各个起源中心而形成，距中心愈远，细胞分裂愈慢。这样的分裂中心可定位于愈伤组织的表面，也可以包埋于组织内部。,新形成的拟分生组织的位置与母体组织有一定关系通常起源于母体组织形成层(菊芋)、皮层、外韧皮部(烟草)和愈伤组织一般说来，薄壁细胞不容易成为拟分生组织的起源。,在拟分生组织形成的同时或稍后，愈伤组织中会分化出维管组织结节。“维管组织结节”：是一定区域的愈伤组织转化为韧皮分子和木质分子的混合体结构，这样的形成层状的细胞向外延伸与拟分生组织连

22、接，形成芽原基或根原基。维管结节是试管植株的维管束的前身,原生的拟分生组织以及维管组织结节是可塑的可以形成芽，也可形成根。通常，定位于外表的形成芽，包埋于愈伤组织的深处的拟分生组织，通常形成为根。但也有茎内起源分化的例子（少）,（一）器官分化的调控Skoog等(1957，1971)发现：生长素/激动素的相对高水平，有利于根的形成；反之，则有利于地上部的形成。由此，建立了控制器官分化的激素模式生长素/激动素，为植物离体培养物中各类型的器官发生提供了共同的机制。根或芽的分化取决于生长素/细胞分裂素类的比值。该模型已在大多数的离体培养实验中得到证实。,三、器官分化和植株形成,腺素或激动素导致烟草芽的

23、分化和发育，激动素的效果是腺素的3万倍。生长素和细胞分裂素的需求因组织系统的不同而异。各种植物中这两类物质的内源水平的不同，增加了问题的复杂性。,生长素和细胞分裂素种类也影响器官发生。在从石刁柏原生质体得来的愈伤组织中，当BA和IAA或NAA结合时，发生茎芽，当采用含ZT或2，4-D的培养基时，则不能发生。在细胞分裂素中，BA，2-ip，ZT等都有诱导效应。一般地，2-ip最有效。,(二)完整植株的形成从脱分化的外植体再分化成为完整植株，主要有两条途径：胚胎发生器官发生,实际遇到的分化途径是复杂多样的。例如：脱分化可能形成愈伤组织，也可能不形成愈伤组织。在这两种情况下，又都有可能通过胚胎发生或

24、器官发生再生植株。在器官发生的情况，有可能同时产生茎和根，也有可能先长茎后长根，或者相反，先长根后长茎。,第二节 器官发生,植物的离体器官发生（organogenesis):是指培养条件下的组织或细胞团（愈伤组织）分化形成不定根、不定芽等器官的过程。不定根、不定芽是指在非正常部位形成的根或芽；,根据发生途径不同分成两大类,1.直接发生：外植体上不经过典型的愈伤组织直接分化出不定芽A外植体有器官原基B外植体直接分化形成2.间接发生：外植体先形成愈伤组织，再分 化出不定芽。,1.直接发生,A 外植体中已存在器官原基,如：茎尖分生组织培养；腋芽萌发,直接发生,A 外植体中已存在器官原基，进一步培养即

25、形成相应的组织器官进而再生植株，如茎尖分生组织培养,腋芽萌发。植物的芽体从解剖上看是着生有多个侧芽的雏稍，离体培养时外植体若是茎尖，就会诱发侧芽萌发生长，形成芽丛（cluster of shoots;multiple shoots).明显地，这种再萌发的芽来源于在外植体中本来存在的芽原基。,B 外植体直接分化形成芽外植体细胞脱分化后直接形成分生细胞团，继而形成器官原基。外植体某些部位的细胞，在重新分裂后直接形成分生细胞团，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的途径在以品种繁殖为目的的离体培养中具有重要的实践意义。,直接器官发生外观变化,直接器官发生内部变化,经过愈伤组织

26、的器官发生过程,愈伤组织形成,生长中心形成,器官原基及器官形成,经过愈伤组织再分化器官一般要经过三个生长阶段:,A 是外植体经过诱导形成愈伤组织。B 是“生长中心”形成。当把愈伤组织转移到有利于有序生长的条件下以后，首先在若干部位成丛出现类似形成层的细胞群，通常称之为“生长中心”，也称为拟分生组织或分生组织结节，它们是愈伤组织中形成器官的部位。C 是器官原基及器官形成。,间接器官发生外观变化,间接器官发生内部变化,第三节 体细胞胚胎发生,体细胞胚胎：通常简称体胚，指的是在植物组织培养中起源于一个非合子胚、经过胚胎发生和胚胎发育过程形成的具有双极性的胚状结构。,(一)体胚发生方式：1、外植体直接

27、发生：从培养中的器官、组织、细胞或原生质体直接分化成胚，中间不经过愈伤组织阶段。2、间接产生体胚：外植体先愈伤化，然后由愈伤组织细胞（一个或多个）分化成胚。(二)体胚发生途径（从细胞或愈伤组织）：球形期、心形期、鱼雷形期、子叶期经成熟胚发育成植株。,体细胞胚的直接形成可分为两个阶段：,第一个阶段为诱导期。在此阶段中，叶片表皮细胞或亚表皮细胞感受培养刺激，进入分裂状态。第二个阶段是胚胎发育期。在这一阶段，形成的瘤状物继续发 育，经过球形胚、心形胚等发育过程，最后形成体细胞胚。,体胚直接发生1,体胚直接发生2,体胚内部结构,2经过愈伤组织的体细胞胚发生,三个培养阶段：A诱导外植体形成愈伤组织 B诱

28、导愈伤组织胚性化 C体细胞胚形成关键：胚性愈伤组织的形成,间接体胚发生外部变化1,k,b,间接体胚外部变化2,间接体胚内部变化1,间接体胚内部变化2,间接体胚内部变化3,BACK,体胚结构特点,与合子胚相比：合子胚在发育初期具有明显的胚柄，而体细胞胚一般没有真正的胚柄只有类似胚柄的结构。合子胚的子叶是相当规范的，可以作为分类的依据，而体细胞胚的子叶常不规范，有时具有两片以上的子叶。相同植物比较，体细胞胚的体积明显小于合子胚。体细胞胚没有休眠而 可能直接形成植株。合子胚在胚胎发育完全进入子叶期以后，经过一系列的物质积累和脱水就进入休眠。,合子胚,体胚,明显的胚柄,只有类似胚柄的结构,子叶规范,子

29、叶常不规范,体积大,体积明显更小,没有休眠,有休眠,体胚与合子胚比较,再生途径的概括,植株,体胚发生与器官发生两种途径的区别,体胚发生途径：双极性（bipolar)：根端和芽端两个分生中心，沿胚胎两个相反方向独立的维管系统：成熟体胚的维管系统是闭合的，与外植体维管组织不相连 具有典型的胚胎发育的过程：球形期，心形期，鱼雷形期，子叶期。体胚发育的苗根芽齐全,器官发生途径：单极性：单极分生中心。绝大多数是只有一个生长中心（根或芽），极少数的也有可能在愈伤组织的不同部位形象两个生长中心（根端与芽端），但是其维管组织是毫不相连的，可能在发育后期会慢慢连成一个轴，否则植株就不能成活。不定器官（根或芽）与

30、外植体或愈伤组织的维管组织相连。无胚胎形态，由分生组织直接分化出器官一般先长芽后生根，极少数先生根后长芽,第四节培养细胞的遗传变异,一、培养细胞变异增多现象及其利用价值一方面，在培养期间总体上具有遗传稳定性遗传行为简单，有丝分裂得以实现。另一方面，变异的可能性变大了：a变异率提高b变异的多样性增大,变异率提高，10-6-10-7之间，远高于自然突变率.,变异多样性。在菊花、马铃薯和香蕉中有报道。菊花花瓣诱导愈伤，再分化成苗，可产生变异体：（）极大的叶片变异苗：叶片变长、变短、缺刻增多、缺刻变浅；（）光周期性明显变化：从短日性的秋菊变为中日性类型，不明显变化的菊花品种，其开花期也比原来提早101

31、5天左右；（）花朵产生明显变化：有花色变化、花型变化和瓣形变化，其中花型变化最多。,香蕉的培养物中最常见的是株高变异体。巨大型(比正常植株高30%)只占少数；绝大多数是矮小型或极矮小型，约占所有变异的90%。这种变异应用在大蕉上可能是有价值的。此外，还发现一些花叶、假茎颜色、花序、果实的变异体等(Israeli等，1991)。,二、变异增多的原因,1.无性繁殖体细胞中出现并保留下来广泛的异质性（嵌合体），在离体培养中，可高频率地表现出来。而在植株整体中无法表现出来。,2.外植体的切离、培养基的诱导作用、培养条件的影响、继代次数等，都会导致培养细胞的变异增多。例如，香蕉继代30代，染色体数量变异

32、率为1.3%；而继代60代，变异率增至8.5%。,影响变异的因素（略）,不同植物变异率不同在马铃薯和菠萝的一些培养物中变异率竟高达100%其他某些植物种类的变异率则相对低一些。材料的来源的影响如菠萝幼果愈伤组织的变异率为100%；冠芽愈伤组织的为7%；其他两种外植体介于这两个极端之间，但也各不相同。,从核型异常的角度分两类：1、原来具不同核型的细胞被诱导分裂2、培养条件引起新的异常,1、原来具不同核型的细胞被诱导分裂即自然存在的体细胞多倍化的细胞，在培养的新环境下核异常增加；据研究，90%以上的园艺植物中，已成熟和已分化的组织（如皮层、髓等）细胞中的染色体组成都存在复杂的变化,最常见的是出现多

33、倍化的细胞。原因：体细胞多倍化是分化过程中由于核内有丝分裂和核内复制所导致的结果。,在正常条件下，体细胞多倍化，不能进一步分裂。如有特殊的刺激，如激动素，这些体内的多倍化细胞是不会进一步分裂的。而置于培养基上时，多倍化的细胞可被诱导分裂，从而使培养细胞中呈现核异型。且不同倍数体细胞，对不同的培养条件有不同的反应,例如豌豆体细胞多倍化实验：把豌豆籽苗根的成熟部份置于含有2，4-D和酵母提取液的培养基中，外植体中的2x、3x 和4x细胞均可分裂，一周后四倍体占了优势。如果把同类外植体置于不含酵母汁，而只含2，4-D的培养基中，则只有2倍体细胞分裂。,2、培养条件引起新的异常体内没有体细胞多倍的，在

34、培养条件下，也可发生多倍化。如向日葵瘤组织培养16个月时，二倍体仍占优势。但此后多倍体的比率增加，28个月后，一半的组织为四倍体、其中一个组织系的八倍体细胞多至96%。又如Haplopapus gracilis（菊科）的培养物90%出现异常核型。在培养过程中，不但出现多倍化，而且也会出现自然状况下极少发生的非整倍体。,三、培养细胞变异的遗传机理（自己看教材）,1、染色体未断裂、染色体数增加 2、染色体未断裂、染色体数目减少 3、染色体断裂并引起染色体数目改变 4、染色体断裂但不引起染色体数目的变化 5、体细胞核内再复制 6、单个核基因的突变 7、转座子的作用在金鱼草等园艺植物中曾发现过类似McClintock在玉米中所发现的可移动的基因座位,