植物体细胞胚胎研究进展及研究基础
作者简介:鲁国武(1977-),男,汉族,山东临沂市人,石河子大学生命科学学院硕士研究生,植物学专业,植物遗传方向。3通讯作者。 收稿日期:2007-03-30植物体细胞胚胎研究进展及研究基础鲁国武1 张 霞13王雪芬2 岳庆妮1 齐妍婷1(1新疆石河子大学生命科学学院,新疆石河子 832003;2陕西师范大学生命科学学院,陕西西安 710062)摘 要:本文简述了1958年发现植物体细胞胚胎以来显微结构、超微结构的细胞学和组织化学等理化特性研究进展,同时还简述了体细胞胚发生时蛋白质、氨基酸代谢,淀粉粒动态、过氧化物酶同工酶变化、酯酶同工酶变化等基础研究。关键词:体细胞胚胎;体细胞胚胎发生;细胞全能性;愈伤组织、过氧化物酶同工酶;酯酶同工酶;信号转导中图分类号 Q942 文献标识码 B 文章编号 1007-7731(2007)08-52-03 植物体细胞胚胎发生是指离体条件下植物的体细胞通过与合子胚发生相类似的途径,发育成新个体的过程。体细胞胚发生有两种方式,一种是不需要经过愈伤组织,直接从组织或细胞发生胚;另一种是经过愈伤组织阶段[1]。前者需要诱导物的合成或抑制物的消除从而恢复细胞分裂;后者需要诱导细胞重新进入细胞周期而进行发育的重决定。植物体细胞胚发生是一个错综复杂的发育过程,其实质是基因顺序表达的过程。1 植物体细胞胚胎研究进展1902年,德国著名植物学家哈勃兰德(GottliebHaber2landt)提出植物细胞全能性概念。1943年,怀特(White)正式提出植物细胞全能性理论,认为每个细胞都具有母株植物的全部遗传信息,都具有一套完整的基因组,具有发育成完整植株的能力[1]。1945年,Buvat认为组织脱分化有两步:首先逆转到形成层细胞状态,再次回复到初生分生组织细胞的细胞结构。1954年,缪尔(Muir)首次成功地进行了植物细胞悬浮培养。1955年,Skoog和Miller首次从酵母提取物中分离细胞分裂素激动素KT。1958年,Steward等和Reinert几乎同时在胡萝卜根组织单细胞悬浮培养中,发现某些体细胞在形态上转变为与合子胚相似的结构[2-4],其发育过程也和合子胚类似,但由于它是从体细胞分化而来,因而称之为体细胞胚或胚状态[1],并由此形成了再生植株,直到开花结果。这一重大突破不仅证实了植物细胞的全能性,而且为细胞离体培养中研究形态发生机制开拓了一个新的领域。1962年Murashige和Skoog发明了含最基本矿质元素和微量元素的MS培养基[5,6]。1982年Sharp认为可以通过预决定的胚性细胞(PEDC)诱导体细胞胚胎发生。1995年,Merkle认为体胚诱导发生的难易程度以及愈伤组织的大小、疏松程度等与外植体的基因型、生长期、生理状态和培养基的条件环境等因素有关[7]。1995年,Finer做了大量的实验并在前人工作研究的基础上总结了从根、茎、叶诱导体细胞胚胎发生的步骤,以供后期研究人员的参考。最近,日本的Kakimoto从拟南芥的体胚中发现细胞分裂素受体CTY1。植物学家对体细胞胚的发生机理进行了广泛的研究,在高等植物中通过体细胞胚发生途径形成再生植株已被证明是普遍的现象,无论是在裸子植物、双子叶植物还是单子叶植物上均有报道[8],早在1993年的统计,就已从210种植物中得到了胚状体。据不完全统计,全世界约有1000多种高等植物作过离体培养的研究,其中绝大多数可通过体细胞胚发生的途径形成再生植株,并在许多珍稀或重要树种上实现了体细胞工程育苗的产业化[9]。植物体细胞胚发生技术不仅成为植物快速繁殖的最重要的手段之一,而且已发展成为植物胚胎发生机理、遗传转化的重要系统。2 体细胞胚发生的细胞学及理化特性研究211 体胚发生过程中的细胞生物学研究21111 显微结构研究 石蜡切片法是体细胞胚胎发生研究中最常用的方法,该方法的优点是可以制作连续切片,跟踪体细胞胚发生全过程。取愈伤组织,经过FAA固定、冲洗、梯度脱水、梯度透明、渗蜡、包埋、修块、切片、粘片、平展、梯度脱蜡、染色、封片等一系列过程,最后在显微下观察和拍照,记录体细胞胚发生的不同阶段的结构动态变化。侯丙凯等在小麦的体细胞胚发生体系研究中,应用石蜡切片技术研究了胚状体的发生部位,结果表明,小麦胚状体来源于单个的原始胚性细胞,胚状体经历了从单细胞、胚性细胞团、球形胚、心形胚到成熟胚的发育过程,从而证明了胚状体的单细胞起源学说。在紫花苜蓿[10]、胡萝卜、大蒜[11]等的细胞学观察中都发现体胚发生经历从单细胞、2细胞、4细胞、8细胞、球形胚、心形胚、鱼雷胚、子叶成熟胚的发育过程。21112 超微结构研究 在超微结构的研究中,用小麦、棉花、枸杞[12]等植物为试材做了大量的工作。对胚性细胞半薄切片定位进行超薄切片,在超微研究中发现,在愈伤组织向体胚发生转化时,原体细胞中大液泡消失,细胞质电子密度加强,细胞核大,核仁明显;细胞器数量和种类增25安徽农学通报,AnhuiAgri1Sci1Bull12007,13(8):52-54加;细胞壁加厚,胞间连丝消失,胚性细胞中积累淀粉,细胞间联系不紧密;球形胚时期,胚体内细胞间广泛存在胞间连丝,细胞间重新建立了联系。利用扫描电镜观察发现,胚性细胞呈颗粒状,组成颗粒的细胞之间结合紧密无空隙,但细胞团之间结合疏松空隙较大,容易分离;非胚性细胞较小,形似纤维状细胞,细胞大多单个存在,细胞之间大多存在空隙,很少有细胞团存在。212 体胚发生过程中的生理生化特性的组织化学研究 将细胞学与组织化学结合起来,研究胚性细胞发育过程中糖类、蛋白质和核酸等大分子的代谢情况。外植体在各种激素的作用下,主要生化代谢物质会发生变化,包括蛋白质、氨基酸、可溶性糖类等,内源激素水平都会发生改变[13]。21211 蛋白质和氨基酸代谢 体细胞胚与合子胚的蛋白质组分相似,氨基酸组成也相似,占优势的氨基酸为天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、丙氨酸(Ala)、赖氨酸(Lys),分化后期精氨酸(Arg)含量有所提高。Kamada在胡萝卜的研究中发现,氨基酸总量的增加及丙氨酸含量的升高是体细胞胚胎发生的标志,因为氨基酸是活跃蛋白合成的氮源,氮代谢变化的结果是诱导愈伤组织生长状态变化的生化基础[14]。烟草、拟南芥、龙眼等的特异蛋白双向电泳[15]和小麦的可溶性蛋白毛细管电泳[16]提高了分辨率和可靠性,可以通过鉴别体胚发生过程中的特异蛋白来了解体胚基因表达规律,探索体胚发生的分子机制。21212 淀粉粒动态 体细胞发生起源分内起源和外起源,在发生部位胚性细胞体积较小排列紧密,从一开始就积累大量的淀粉粒,淀粉粒体积较大,分布于细胞核周围或在细胞质聚集成团,。随着胚性细胞分化发育,淀粉粒数量逐渐减少,体积也变小,待形成几个原胚也就是前期结束时,淀粉已消耗殆尽。继续分化至球形胚时又有大量淀粉积累,至成熟子叶胚淀粉又逐渐减少。党参和石刁柏的淀粉代谢情况表明非胚性细胞基本不含淀粉粒,胚性细胞核周围出现淀粉粒,在胚状体的发育中,淀粉粒的积累有两次高峰,第一次在胚性愈伤组织形成后期,第二次在球形胚期。21213 过氧化物酶同工酶的变化 体胚的形成和胚数量变化过程中,过氧化物酶同工酶的数量和含量都会发生变化,维持基础代谢基本的氧化物酶同工酶有可能会稳定的出现,同时在不同的阶段又会伴随新的酶谱的出现和另一些酶谱的消失,组织在分化发育过程中,酶分子的重新合成或酶前体的活化致使新的酶的出现,酶的降解可以使某些酶谱带消失。在小麦、泡桐体胚发生过程中都出现过类似的现象[17,18]。体胚发生过程是大量酶特异性合成及参与的代谢结果,过氧化物酶同工酶与能量和呼吸代谢密切相关,根据体胚发生过程中过氧化物酶同工酶的活性和种类可以了解体胚发生需要的能量和呼吸强度。对进一步揭示体胚发生过程中蛋白质及DNA的变化有着重要的意义。21214 酯酶同工酶的活性变化 同工酶是来源于生物体结构不同而能催化同一反应的酶。酯酶同工酶的变化有利于愈伤组织向体细胞胚胎发生过程的培养基的筛选和细胞活性变化的分析,在不同的阶段、不同的组织中的脂肪酸组成是不同的,因此表现出特有的酶谱类型。酯酶同工酶谱能反应愈伤组织在一定的的环境下的适应能力及代谢能力。曾报到过四合木体胚发生过程中的酯酶同工酶的活性变化[19]。酯酶同工酶是不同阶段基因的表达产物,对酯酶同工酶的分析可以帮助探查基因的存在和基因的差异表达的时间和量的问题。21215 激素在体胚发生过程中的代谢变化 植物激素是调控体胚发生的重要物质,是影响愈伤组织细胞状态的重要调控因素。植物体细胞转化为胚性细胞的一个重要前提是必须脱离整体的约束而进行离休培养并有相应的激素来诱导其细胞分化。外源激素通过内源激素起作用,当愈伤组织的生长状态发生不断变化时,内源激素含量也发生一系列的变化。2,4-D在胚性愈伤组织的诱导中起着重要作用。2,4-D通过改变细胞内源IAA代谢而起作用[20]。ABA是体细胞胚发生中另外一种重要的激素。Kamada等在胡萝卜细胞培养中,发现内源ABA含量一直保持比较低的水平,但从非胚性细胞转化为胚性细胞阶段,伴随着内源ABA的增加[21]。在黄姜愈伤组织分化过程中,IAA和GA3含量上升时,胚性细胞开始形成,IAA达到高峰值时,也是胚性细胞产生的高峰期[22]。植物体细胞胚发生是一个复杂的发育过程,受到多种内外因素的影响和调节。影响体细胞胚发生的因素很多,除了与物种的遗传特性密切相关外,还受到培养基的矿质元素、激素成分、氮源、碳源及光照等多种因素的影响。3 信号转导系统与体胚发生生物体的生长发育主要受遗传及环境变化信息的调节控制。遗传基因决定个体发育的基本模式,但其实现在很大程度上受控于环境的刺激。细胞信号转导主要指胞间通讯的激素以及外界环境因子等作用于细胞表面或胞内受体后,如何跨膜传递形成胞内第二信使,以及其后的信息分子级联传递诱导基因表达和引起生理反应的过程[23]。如何控制细胞的基因表达及增殖、分化、发育是细胞信号转导研究的主要内容。体细胞胚发生过程包含着细胞分化、增殖两个关键时期。这两个时期的信号转导有助于揭示体细胞胚发生、发育的机理。激素的信号转导是从激素与其受体的结合到激素诱导基因表达的过程。植物的五大类激素可能首先与其受体结合,引起受体蛋白的构象的改变从而使其激活,激活的受体再引起某些特定的反应,最终导致特定基因的表达。4 小结体细胞胚发生是植物发育过程中的独特现象。胚胎发生的实质是受基因调控的,是基因按顺序表达的结果[24]。体细胞胚发育类似于合子胚发育,也受许多因素影响,植物在体胚胎发育的不同时期,基因的表达和表达35量是不同的,同时其产物蛋白质(包括酶)的组分及含量也是不同的,即在植物体细胞胚发生中的核酸、蛋白质和酶均为动态的变化过程。参考文献[1]崔凯荣,戴若兰1植物体细胞胚发生的分子生物学[M]1科学出版社,2000,8-10[2]StewardF1C1,M1O1M1,JoanSmith.GrowthandOrganizedDevel2opmentofCulturedCells1I1GrowthandDivisionofFreelySuspen2dedCellsAmericanJournalofBotany,1958,45(9):693-703[3]StewardF1C1,M1O1M1,KathrynMears.GrowthandOrganizedDevelopmentofCulturedCells1II1OrganizationinCulturesGrownfromFreelySuspendedCellsAmericanJournalofBotany,1958,45(10):705-708[4]StewardF1C1,M1O1M1,JoanSmith.GrowthandOrganizedDevel2opmentofCulturedCells1III1InterpretationsoftheGrowthfromFreeCelltoCarrotPlantAmericanJournalofBotany,1958,45(10):709-713[5]SkoogF,M1C1O1,Chemicalregulationofgrowthandorganforma2tioninplanttissueculturedInVitro1Symp1Soc1Exp1Biol,1957,(11):118-131[6]MKRazdan,S1S1B1,IntroductiontoPlantTissueCulture[M]1INtercept,2006,2:63-74[7]MerkleSA,P1W1A1,FlinnBS.MorphogeneticaspectsofsomaticembryogenesisKluwerDordrecht,1995,155-205[8]Mathieu,M1,etal1Germin-likegenesareexpressedduringsomaticembryogenesisandearlydevelopmentofconifers1PlantMolBiol,2006,61(4-5):615-27[9]陈金慧,施季森,诸葛强1植物体细胞胚胎发生的研究进展1南京农业大学学报(自然科学版),2003,27(1):75-80[10]刘振虎,卢欣石,葛军.紫花苜蓿愈伤组织及体细胞胚的细胞学观察[J].草业科学,2005(02)[11]詹园凤,王广东1大蒜体细胞胚胎发生的组织学研究[J]1中国农学通报,2006(01)[12]邢更生等1枸杞胚性细胞分化的超微结构研究1电子显微学报,1999(04)[13]Gibson,S1I1,Sugarandphytohormoneresponsepathways:naviga2tingasignallingnetwork1JExpBot,2004155(395):253-64[14]KamadaH,H1H1ChangesinendogenousaminoacidcompositionsduringsomaticembryogenesisinDaucuscarota1Plan&CellPhysiol,1984(25):27-28[15]王凤华等1龙眼胚性培养物蛋白质水平双向电泳技术体系的建立1福建农林大学学报(自然科学版),2003(02)[16]陈凡国等1普通小麦的体细胞胚发生、发育相关蛋白质的毛细管电泳法鉴定1山东大学学报(理学版),2004(03)[17]王亚馥,崔凯荣1小麦体细胞胚发生的蛋白质组分和过氧化物酶同工酶的变化1兰州大学学报(自然科学版),199329(3):189-193[18]翟晓巧,张胜,范国强1泡桐体细胞胚胎发生过程中过氧化物酶的变化1河南科学,2006(01)[19]何丽君,韩淑英1四合木体细胞胚胎发生过程中酯酶同工酶的活性变化1内蒙古科技与经济,2002(11)[20]Lakshmanan,P1,etal1Developmentalandhormonalregulationofdirectshootorganogenesisandsomaticembryogenesisinsugarcane(Saccharumspp1interspecifichybrids)leafculture1PlantCellRep,2006,25(10):1007-15[21]KamadaH,H1H1ChangesintheendogenouslevelandeffectsofABAduringsomaticembryogenesisofDaucuscarrotL1Plants&CellPhysiol,1981(22(8)):1423-1429[22]向景葵,黄哲1黄姜体体细胞胚发生过程中内源激素含量变化的研究1岳阳职业技术学院学报,2006(01)[23]崔凯荣等1细胞信号转导与植物体细胞胚发生1生命科学,2002(03)[24]王凤华等1龙眼体细胞胚胎发生过程的基因差异表达1农业生物技术学报,2005(06)(魏凤编,李文君校)2007年3月天然橡胶市场动态根据农业部农垦局(农业部发展南亚热带作物办公室)监测,2007年3月份泰国3号烟片胶(RSS3)和印尼20号标准胶(SIR20)价格窄幅振荡,全月呈先跌后涨的态势,成交均价与上月相比略有下降。而国内产地和销地国产5号标准胶(SCR5)现货价格也随国外走势,成交均价有所下降,销区成交较为活跃。国外主产区:三月份泰国RSS3平均价格为2299.3美元/吨,比上月下跌25.8美元/吨,最高价为2412.7美元/吨,最低价为2195.5.1美元/吨;印尼SIR20标准胶月平均价格为2091美元/吨,比上月平均价下跌39.8美元/吨,最高价为2140美元/吨,最低价为2035美元/吨;新加坡期货市场的到期现货月平均价格为2230美元/吨,最高价为2330美元/吨,最低价为2177美元/吨。国内主产区:3月份海口SCR5平均成交价格为20224元/吨,比上月平均价下跌863元/吨,最高价为20803元/吨,最低价为19077元/吨,全月共成交3094吨;云南平均成交价为20454元/吨,比上月平均价下跌490元/吨,最高价为21000元/吨,最低价为20308元/吨,全月共成交1040吨。国内主销区:上海市场国产SCR5平均价格为20468元/吨,比上月下跌698元/吨,最高价为21000元/吨,最低价为20100元/吨;青岛市场平均价格为20345元/吨,比上月下跌701元/吨,最高价为20800元/吨,最低价为20000元/吨;天津市场平均价格为20354元/吨,比上月下跌766元/吨,最高价为20800元/吨,最低价为20000元/吨。进口方面:根据海关统计,2007年2月份共进口天然橡胶99761吨,同比下降6.3%,比上月下降33.8%。分析预测:预计4月份,国外东南亚主产国处于落叶期,资源供应量减少,国内云南、海南垦区虽然逐渐开割,但气候偏旱,产量偏低,随着橡胶制品企业的陆续开工,对天然橡胶的需求量将进一步增长,国际国内天然橡胶价格在4月初起将稳步上扬,但因上海期货交易所定点库的天然橡胶库存居高不下,对天然橡胶的上涨造成一定压力,国内天然橡胶市场的价格振荡幅度将进一步加剧。45
月季研究进展
月季组织培养研究进展
摘要:本文概括了月季在国内外育种的研究进展,从月季腋芽萌发、器官发生、体细
胞胚胎发生三个方面综述了品种、外植体、基本培养基成分、激素浓度及配比、培养
条件及不同的外植体处理方法等影响因素对月季组培体系的影响,并对今后月季组织
培养的研究进展做出了展望。
关键词:月季;组织培养;腋芽萌发;器官发生;体细胞胚发生
Advance in Research of Rose Tissue Culture
Liu Mei student id()
College of Agronomy and Biotechnology, Southwest University,
Chongqing 400715,China
Abstract:This paper summarized the rose research and development
trends in China and abroad , and the influence of the
varieties,explants,medium compositions,hormone concentration,cultivating
conditions and different treating with explants on germination ,
organogenesis and somatic embryogenesis of rose tissue culture are
reviewed , and the trend of the research was also put forward in this
paper.
Key words:rose; tissue culture; germination ; organogenesis;
somatic embryogenesis
组织学与胚胎学
组织学与胚胎学
一、组织学的概念与研究对象
组织学是生物学中研究生物体内各种组织的形态结构、生理功能和化学成分的学科。它的研究对象包括动植物体内各种细胞所组成的组织，如神经组织、肌肉组织、结缔组织等。组织学主要通过光学显微镜和电子显微镜观察组织的形态结构，借助免疫组织化学和分子生物学技术研究组织的生理功能和化学成分。
二、胚胎学的基础和发展
胚胎学是生物学中研究胚胎形成、发育和生长的学科。胚胎学的基础是细胞和分子生物学，研究对象包括受精卵、胚胎和胚胎发育过程中的细胞和组织。胚胎学的发展离不开显微镜技术、细胞培养技术和基因编辑技术等现代生物技术的支持。胚胎学对于理解生命的起源和发展具有重要意义。
三、组织学与胚胎学的关系与意义
组织学和胚胎学都是生物学中重要的学科，二者有着密切的联系和相互作用。组织学研究的细胞与组织构成了胚胎的基本单位，而胚胎学研究的发育过程中包括许多组织形成和分化的过程。通过组织学和胚胎学的研究，我们可以深入了解生物体内不同组织的形态结构、生理功能以及发育过程中的变化规律。同时，组织学和胚胎学的进展也为医学、生物技术等领域提供了重要的理论基础和实验依据。
四、结语
组织学和胚胎学作为生物学的重要分支学科，对于我们深入理解生命的本质、发展规律以及疾病机制具有重要意义。通过对组织学与胚胎学的研究，我们可以更好地认识生物体内不同组织的结构与功能，并为人类健康和生物技术的发展提供更多可能性。希望在将来的科学研究中，组织学与胚胎学能够有更加深入的探索和突破。
以上即是关于组织学与胚胎学的简要介绍，希望能为读者对这两个领域有所了解提供一点帮助。
植物细胞工程的发展史
综述一般都包括题名、著者、摘要、关键词、正文、参考文献几部分。其中正文部分又由前言、主体和总结组成。
植物细胞工程的历史回顾与展望
摘要：概要介绍了植物细胞工程的历史回顾与主要分支学科及其研究进展。包括原生质体培养、细胞融合与体细胞杂交、胚胎培养和试管受情、组织和细胞培养生产有用物质、单倍体育种、体细胞无性系变异‘细抱突变体的筛选、植物快速萦殖技术‘体细胞胚胎发生和人工种子、组织细胞培养物的超低温保存以及转基因植物等
关键词：植物细胞工程概况 植物组织培养 农业生物技术
生物技术：以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需新产品或达到某种目的。
植物细胞工程：以植物组织细胞为基本单位，在离体条件下进行培养、繁殖或人为的精细操作，使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而改良品种或创造新品种，或加速繁殖植物个体，或获得有用物质的过程。
（一）探索阶段（1902-1929）
19世纪30年代，细胞学说的确立。
1902年，德国著名植物生理学家Haberlandt, 首次进行高等植物的细胞培养实验，但细胞未能发生细胞分裂和增殖。
1904年，Hanning对萝卜和辣根菜未成熟胚进行培养，离体胚可以充分发育并提早形成小苗。
1922年，Kundson采用胚培养法获得了兰花幼苗，克服兰花种子发芽困难的问题。
1922年，美国的Robbins和德国的Kotte分别报道了培养离体根尖获得的某些成功。这是有关根培养的最早的实验。
1925年Laibach把亚麻种间杂交形成的不能成活的种子中的胚剥出，人工培养至成熟。因此可以认为，幼胚培养和胚胎拯救（embyrorescue）技术是最早应用的植物细胞工程技术。
（二）培养技术与理论的建立与发展阶段 （1930-1959）
20世纪30年代，植物组织培养技术基本建立。李继侗（1933年）将3mm以上的银杏胚培养成功，并且发现加入胚乳汁可以促进离体胚的成长。
胚胎干细胞的研究进展
胚胎干细胞的研究进展
摘要：胚胎干细胞 (embryonic stem cells, ES cells) 是存在于胚胎发育早
期阶段，具有自我更新和多分化潜能性的干细胞，是组成机体各种组织
器官的起源细胞。已经广泛用于生命科学的许多领域，它在医学方面的
应用成为医学领域的研究热点。本文综述了近些年关于胚胎干细胞分离
培养与鉴定特征和应用的研究进展，同时也指出了目前所面临的问题，
对今后的研究方向进行了展望。
关键词：胚胎干细胞；分离培养与鉴定特征；应用
胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES细胞）是一种从早期胚胎的
囊胚内细胞团细胞或胎儿原始生殖细胞( primordial germ cells，PGCs) 中
经分离体外抑制分化培养得到的具有发育全能性( 或多能性) 的一类干细
胞，与已经成熟分化的体细胞一样，ES细胞也是一分为二地分裂增殖，
且ESC具有体外培养无限增殖自我更新和多向分化的特性。在一定的培
养条件下，ES细胞可以在体外长久和稳定地自我复制，实现永生，无论
在体外还是体内环境，ES细胞都能被诱导分化为内中外3个胚层的几乎
所有类型细胞。因此，ES细胞成为研究哺乳动物早期胚胎发生细胞组织
分化基因表达调控等发育生物学基础研究的一个非常理想的模型系统和
非常有用的工具，也是进行动物胚胎工程开发和用于治疗各种疾病，修
复受损伤的组织和器官的一个重要途径，具有广泛的应用前景[1,2]。
20世纪末开始，ES细胞的研究就一直是生物医学领域的热点。美国
《科学》杂志评出的上个世纪十大科学突破中，“干细胞研究与应用”名
列榜首。ES细胞的研究还处于起步阶段，目前人们已经能够分离培养干
细胞，但诱导ES细胞定向分化还面临许多困难。
1 胚胎干细胞的概念和研究历史
胚胎干细胞研究的起源来自20世纪70年代对畸胎瘤的研究：有人把
早期的小鼠胚胎移植到成年小鼠体内后产生了畸胎癌( 即恶性的畸胎瘤)
，畸胎癌内的细胞( 即EC，胚胎癌细胞) 能在体外自我更新且能分化成
植物组织培养技术应用研究进展
植物组织培养技术应用研究进展
一、概述
植物组织培养技术，作为一种在无菌条件下，通过人工操作将离体的植物组织、细胞或器官培养在适当的培养基上，以进行繁殖或生产次生代谢产物的生物技术，自20世纪初诞生以来，已经取得了显著的进展。该技术的出现不仅极大地推动了植物科学研究的深入，也为农业、林业、园艺、医药等领域的发展带来了革命性的变革。
近年来，随着生物技术的不断发展，植物组织培养技术也得到了不断的优化和创新。从培养基的改良、外源激素的应用到基因工程的介入，植物组织培养技术已经逐步从传统的形态学观察迈向了分子水平的研究。同时，该技术在植物脱毒、快速繁殖、遗传转化、次生代谢产物生产等方面也取得了显著的应用成果，为现代农业和生物产业的发展提供了强有力的技术支撑。
尽管植物组织培养技术已经取得了显著的进展，但仍存在许多亟待解决的问题和挑战。例如，如何提高培养效率、优化培养条件、减少培养过程中的污染和变异等，都是当前植物组织培养技术面临的重要问题。进一步加强植物组织培养技术的研究和应用，不仅有助于推动植物科学研究的深入，也将为农业、林业、园艺、医药等领域的发展注入新的活力。
本文旨在综述近年来植物组织培养技术应用的研究进展，重点介绍该技术在植物脱毒、快速繁殖、遗传转化、次生代谢产物生产等方面的应用成果，同时探讨当前存在的问题和挑战，以期为植物组织培养技术的进一步发展和应用提供参考和借鉴。
1. 植物组织培养技术的定义与重要性
植物组织培养技术，又被称为植物细胞工程或植物离体培养，是一种在无菌条件下，通过人工控制环境，使植物细胞、组织或器官在离体状态下进行再生和分化，最终形成完整植株的现代生物技术。此技术自20世纪初诞生以来，已逐渐发展成为现代生物技术的重要组成部分，对植物科学研究、农业生产和生物工程等领域产生了深远的影响。
定义上，植物组织培养技术主要涉及到植物细胞的离体培养、脱分化、再分化以及植株再生等多个关键步骤。离体培养是指将植物组织或细胞从母体中分离出来，在人工控制的环境中进行培养脱分化是指离体细胞失去原有的结构特性和生理功能，转变为具有分生能力的细胞再分化则是指这些分生能力强的细胞进一步分化成具有特定形态和功能的细胞或组织通过适宜的培养条件和调控手段，这些细胞或组织能够再生成为完整的植株。 在重要性方面，植物组织培养技术不仅为植物科学研究提供了新的手段，也为农业生产中的作物改良、品种创新、病虫害防治等方面提供了有力支持。该技术还在生物制药、生物反应器、生物能源等领域展现出广阔的应用前景。例如，通过组织培养技术，我们可以实现植物次生代谢产物的高效生产，为药物研发和生物能源开发提供原料同时，利用转基因技术结合组织培养，我们可以培育出具有优良性状的新品种，提高作物的产量和品质，满足人们日益增长的物质需求。
胚胎干细胞的研究进展和应用前景
胚胎干细胞研究现状及应用前景
摘要： 作为一类既有自我更新能力，并具有多向分化潜能的细胞，胚胎干细胞具有非常重要的理论研究意义和临床应用前景[1]。胚胎干细胞已被广泛用于生命科学的许多领域,
它潜在的医学应用也成为世界范围内的研究热点。本文主要概述了目前胚胎干细胞在基础研究及临床上应用的研究进展并展望了今后研究的方向。
关键词： 胚胎干细胞 生物特性 克隆 应用
干细胞是一类具有自我更新和无限分化潜能的细胞，它包括胚胎干细胞和成体干细胞，特别是胚胎干细胞是当前国内外医学和生物学领域研究的重点。胚胎干细胞(Embryonic
Stem Cells，ES Cells)是由早期胚胎内细胞团(Inner cell mass，ICM)(桑葚胚，囊胚)或原始生殖细胞(Primordial germ cells，PGCs)经体外分化抑制培养筛选出的一种多潜能细胞。胚胎干细胞可以在体外稳定的自我更新，可以在长时间继代培养后仍维持正常的二倍体染色体结构；具有与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化能力，在一定的条件培养下，它可以无限增殖并分化成为全身200 多种细胞类型，例如：人类ES 细胞可以分化为肌细胞、神经细胞[2]、内皮细胞、造血干细胞、骨髓细胞等，并可进一步形成机体所有组织、器官参与个体的发育过程，可称为是打开人类胚胎发育大门的一把“万能钥匙”。
1.胚胎干细胞的生物学特性
1.1 胚胎干细胞的形态生化特性
胚胎干细胞都具有相似的形态特点，与早期胚胎细胞相似，细胞较小，核质比高，细胞核明显，有一个或多个核仁，染色质较分散，细胞质内除游离核糖体外，其他细胞器很少；体外培养细胞呈多层集落状生长，紧密堆积在一起，无明显细胞界限。细胞的染色体均为稳定的二倍体核型。
胚胎干细胞表达早期胚胎细胞的表面抗原，转录因子Oct- 4 为目前广泛用于鉴定胚胎干细胞是否处于未分化状态的一个重要的标记分子。研究发现，它最早表达于胚胎8细胞时期，一直到细胞发育至桑椹胚时期，在每个卵裂球中都可检测到大量的Oct- 4 的表达产物，这之后Oct- 4 的表达局限于内细胞团细胞。 由此可见，Oct- 4 为细胞是否具有多能性的一个标记分子。另外，还有一些其他的标记分子，如碱性磷酸酶、Genesis、TRA- 1- 60、TRA-
【精品】植物组织培养研究进展
植物组织培养研究进展
1 / 19 植物组织培养研究进展
摘要
植物组织培养技术作为一种科研手段,发展异常迅猛。从组织培养的原理、培养过程中遇到的问题以及前景和展望这3方面综述了我国近几年植物组织培养的新研究。
关键词:组织培养；存在问题；措施；发展
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[1]。因此，植物组织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，并广泛应用在农业、林业、医药业等多种行业，产生了巨大的经济效益和社会效益，被认为是一项很有潜力的高新技术。
1 组织培养的基本原理
1.1 植物组织培养的概念
植物组织培养技术是指在无菌条件下，将离体的植物器官(如根尖、茎尖、叶、花、未成熟的果实、种子等)、组织(如形成层、花药组织、胚乳、皮层等)、细胞(如体细胞、生殖细胞等)、胚胎(如成熟和未成熟的胚)、原生质体培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱发产生愈伤组织或潜伏芽等，或长成完整的植株的技术[2]。
1.2 植物组织培养的依据 植物组织培养研究进展
2 / 19 植物组织培养的依据是植物细胞“全能性”及植物的“再生作用”。1902年，德国著名植物学家GHaberlanclt根据细胞学理论[3]，大胆地提出了高等植物的器官和组织可以不断分割，直到单个细胞，即植物体细胞在适当的条件下具有不断分裂和繁殖，植物组织培养研究进展
2 / 19 发育成完整植株的潜力的观点。1943年，美国人White在烟草愈伤组织培养中,偶然发现形成一个芽,证实了GHaberlanclt的论点[4]。在许多科学家的努力下，植物组织培养技术得到了迅速发展，其理论和方法趋于完善和成熟，并广泛应用产生了巨大的经济效益和社会效益。
植物胚胎学
名词解释
1.胚胎：来源于动物，系指由受精卵发育而成的初期发育的动物体（或幼体）。
2.胚胎学：旧称发生学，是研究生物个体发育规律的科学。
3.植物胚胎学：是胚胎学的一门分支学科，是研究植物胚胎形成和发育的科学。
4.营养繁殖：指从母体断裂或增生部分，又形成新个体的繁殖方式。如裂殖、出芽、断裂、扦插等。
5.无性生殖：通过无性生殖细胞-孢子进行繁殖的方式。
6.有性生殖：通过有性生殖细胞-配子结合进行繁殖的方式。包括同配、异配、卵式生殖。
7.同配生殖：由形状、结构、大小、运动能力等方面完全相同两个配子结合的一种生殖方式。
8.异配生殖：在形状、结构上相同，但大小、运动能力不同，大而运动能力迟缓的为雌配子；小而运动能力强的为雄配子，此两种配子结合的生殖方式。
9.卵式生殖：在形状、大小和结构上都不相同的配子，大而无鞭毛不能运动的为卵，小而有鞭毛能运动的为精子，精卵结合的生殖方式
同配生殖有同宗（由一个体经营养繁殖或无性生殖产生的后代）配合和异宗配合之分。
10.生活史：也称为生活周期，是指植物在一生中所经历的生长、发育和繁殖的全过程。种子植物的生活史就是从种子开始到产生新的种子为止的整个生活历程。
11.世代交替：是指植物生活史中二倍的孢子体世代与单倍的配子体世代有规律的循环交替的现象。有两个关键环节，减数分裂和双受精。
12.核相交替：是指植物生活史中，二倍的染色体组（核相）与单倍的染色体组（核相）相互交替出现的现象。
13.小孢子： 是雄配子体的第一个细胞，当小孢子母细胞减数分裂后所形成的四个子细胞及单核时期的花粉粒均可称为小孢子。
14.花粉：在被子植物中常常用花粉代表雄配子体，所以当小孢子从四分体释放后即可称之为花粉，但花粉已词更多用于指称2-细胞或3-细胞时期的雄配子体，以与小孢子区别。
15.雄配子体：在被子植物中，由小孢子发育而来的成熟花粉粒（2或3细胞）以及由花粉粒长出的花粉管，统称为雄配子体。
植物进化发育生物学的形成与研究进展
植物学通报Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ｏｆ Ｂｏｔａｎｙ ２００７， ２４ （１）： １−３０， ｗｗｗ．ｃｈｉｎｂｕｌｌｂｏｔａｎｙ．ｃｏｍ
收稿日期： ２００６－１１－０３； 接受日期： ２００６－１１－１７基金项目： 国家自然科学基金（Ｎｏ． ３０５３００９０和３０１２１００３）和植物所领域前沿方向性项目＊ 通讯作者。Ｅ－ｍａｉｌ： ｊｉａｎ９８０＠１２６．ｃｏｍ植物进化发育生物学的形成与研究进展
张剑＊， 徐桂霞， 薛皓月， 胡瑾
中国科学院植物研究所系统与进化植物学国家重点实验室， 北京１０００９３
摘要 植物进化发育生物学是最近十几年来才兴起的一门学科， 它是进化发育生物学的主要分支之一。进化发育生物学的产生经历了进化生物学与胚胎学、遗传学和发育生物学的三次大的综合， 其历史可追溯到１９世纪初冯．贝尔所创立的比较胚胎学。相关研究曾沉寂了近一个世纪， 直到２０世纪８０年代早期， 动物中ｈｏｍｅｏｂｏｘ基因被发现， ９０年代初花发育的 ＡＢＣ模型被提出， 加之对发育相关基因研究的不断深入， 才使基因型与表型联系了起来， 进而促进了进化发育生物学的飞速发展。目前进化发育生物学已成为２１世纪生命科学领域的研究热点之一。本文详细阐述了进化发育生物学产生和发展的历程， 综述了最近十几年来植物进化发育生物学的主要研究进展。文中重点介绍了与植物发育密切相关的ＭＡＤＳ－ｂｏｘ基因在植物各大类群中的研究现状， 讨论了植物进化发育生物学领域的研究成果对花被演化、花对称性以及叶的进化等重要问题的启示。
关键词 进化发育生物学， 被子植物， ＭＡＤＳ－ｂｏｘ， 基因家族， 系统发育
张剑， 徐桂霞， 薛皓月， 胡瑾 （２００７）． 植物进化发育生物学的形成与研究进展． 植物学通报 ２４， １−３０．．综述．
进化发育生物学（ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ
ｂｉｏｌｏｇｙ， 简称ｅｖｏ－ｄｅｖｏ）， 是一门整合了进化生物学
针叶树体细胞胚胎发生研究进展
＠ｔ Ｐｔ树体细胞胚胎发生研究进展
孙志强 ，孙占育 ，席梦利
（１．渭南职业技术学院，陕西渭南７１４０００；２．南京林业大学） 毫论综述
摘 要：针叶树的体细胞胚胎发生是体细胞在人工无菌培养条件下分化产生体细胞胚胎的过程，体细胞胚胎发生 途径是细胞全能性表达的一种方式，重演了合子胚形态发生的过程。自１９８５年Ｈａｋｍａｎ等首次报道挪威云杉的未 成熟舍子胚形成体细胞胚并再生植株以来，针叶树体细胞胚的诱导、成熟和植株再生过程的研究取得了巨大进展。 综述了针叶树体细胞胚胎发生研究领域的研究进展，总结了影响体细胞胚胎发生的主要因素，展望了这方面的研 究在实际生产中的应用前号及发展趋势，并指出了该研究领域中需要解决的主要问题及解决途径。 关键词：针叶树；体细胞胚胎发生；外植体；植物激素
针叶树的体细胞胚胎发生研究始于２０世纪７０
年代后期，２０世纪８０年代后期得到迅速发展并获得 很大成功。自１９８５年Ｈａｋｍａｎ等首次报道挪威云杉 的未成熟合子胚形成体细胞胚并再生植株以来 Ｊ，
针叶树体细胞胚的诱导、成熟和植株再生过程的研究 取得了可喜的进展。据不完全统计，到目前为止，国
内外已从冷杉属（Ａｂｉｅｓ）、落叶松属（ ）、云杉属 （Ｐｉｅｅａ）、松属（Ｐｉｎｕｓ）、黄杉属（Ｐｓｅｕｄａｓｕｇａ）和红杉属 （Ｓｅｑｕｏｉａ）的５０多种针叶树培养产生了体细胞胚，该
领域的研究主要集中在云杉属和松属。其中火炬松、
辐射松、挪威云杉等树种的体细胞胚胎再生植株已大
规模应用于造林实践，并产生了巨大的经济效益和生 态效益。本文就针叶树体细胞胚胎发生研究领域的 研究进展，影响体细胞胚胎发生的主要因素进行综
述，展望了针叶树体胚发生在实际生产中的应用前景 及发展趋势，并指出了该研究领域中需要解决的主要
问题。
１ 针叶树体细胞胚胎发生研究概况 １９７６年．Ｄｕｒｚａｎ和Ｃｈａｌｕｐ第一次报道了斑克松 的类胚结构。Ｄｕｒｚａｎ于１９８０年又在花旗松和白云杉