Question

愈伤组织再生成完整植株有几种方式,那种较好，为什么？

Answer 1

愈伤组织（英语：Callus）原指植物体的局部受到创伤刺激后，在伤口表面新生的组织。泛指植物中由薄壁细胞组成且未形成特定结构的组织，通常出现于植物的伤口处。

已经分化的植物器官、组织或细胞，当受到创伤或进行离体（也受到创伤）培养时，已停止分裂的细胞，又重新恢复分裂，细胞改变原有的分化状态，失去原有结构和功能，成为具有未分化特性的细胞。

在研究中，可以使用灭菌后的植物组织样品（外植体）诱导愈伤组织形成，然后置于封闭的培养容器如培养皿中，在组织培养基上进行体外培养[1]。

中文名
愈伤组织
外文名
callus
起源细胞
植物体任何器官内各种组织的活细胞
含义
植物中由薄壁细胞组成且未形成特定结构的组织
组成
活的薄壁细胞
应用
花卉培养，医学，农业
历史
十八世纪的法国植物学家亨利·路易·杜默·德·孟梭（Henri-Louis Duhamel du Monceau）观察榆树伤口愈合的过程，首次描述了愈伤组织形成的现象[2]。1939年，三位研究者各自成功在体外诱导愈伤组织的形成[3]。

介绍
在植物体的创伤部分，愈伤组织可帮助伤口愈合；在嫁接中，可促使砧木与接穗愈合，并由新生的维管组织使砧木和接穗沟通；在扦插中，从伤口愈伤组织可分化出不定根或不定芽，进而形成完整植株。在植物器官、组织、细胞离体培养时，条件适宜也可以长出愈伤组织。其发生过程是：外植体中的活细胞经诱导，恢复其潜在的全能性，转变为分生细胞，继而其衍生的细胞分化为薄壁组织而形成愈伤组织。从植物器官、组织、细胞离体培养所产生的愈伤组织，在一定条件下可进一步诱导器官再生或胚状体而形成植株。在单倍体育种中，也可由花粉产生的愈伤组织或胚状体分化成单倍体植株。甚至可由原生质体培养诱导植株或器官再生。故愈伤组织的概念已不局限于植物体创伤部分的新生组织了。

形成
植物由细胞构成，细胞是生物结构和生命活动的基本单位，具有全能性（Cell totipotency）,即一个植物细胞能产生一个完整植株的固有能力或植物细胞具有全套遗传信息，不论是性细胞还是体细胞，在特定环境下都能进行表达，而产生一个独立完整的个体。一个已分化的细胞若要表现其全能性，首先要经历脱分化过程，然后再经历再分化过程。


愈伤组织的形成
在植物的组织培养中，从一块外植体形成典型的愈伤组织，大致要经历三个时期：启动期（诱导期）、分裂期和分化期（形成期）。

启动期指细胞准备进行分裂的时期。外源植物生长素对诱导细胞开始分裂效果很好。常用的有萘乙酸、吲哚乙酸、细胞分裂素等。通常使用细胞分裂素和生长素比例在1:1来诱导植物材料愈伤组织的形成。

分裂期是指外植体细胞经过诱导以后脱分化，不断分裂、增生子细胞的过程。分裂期愈伤组织的特点是：细胞分裂快，结构疏松，颜色浅而透明。外植体的脱分化因植物种类、器官来源及其生理状况的不同而有很大差别。例如，烟草、胡萝卜等植物的脱分化比较容易，禾本科植物的脱分化比较难；花的脱分化比较容易，茎、叶的脱分化比较难；幼嫩组织的脱分化比较容易，成熟的老组织脱分化比较难。

分化期是指在分裂的末期，细胞内开始出现一系列形态和生理上的变化，从而使愈伤组织内产生不同形态和功能的细胞。这些细胞类型有薄壁细胞、分生细胞、色素细胞、纤维细胞等。

外植体的细胞经过启动、分裂和分化等一系列变化，形成了无序结构的愈伤组织。如果在原来的培养基上继续培养愈伤组织，会由于培养基中营养不足或有毒代谢物的积累，导致愈伤组织停止生长，甚至老化变黑、死亡。如果要让愈伤组织继续生长增殖，必须定期地（2~4个星期）将它们分成小块，接种到新鲜的培养基上，这样愈伤组织就可以长期保持旺盛的生长。