愈伤组织是指形态上没有分化但能进行活跃分裂的一团细胞,细胞排列疏松无序或较为紧密,正常情况下多为薄壁细胞。
一、启动诱导外植体细胞脱分化和分裂
用于培养的植物组织多是由已经分化成熟的细胞组成,大部分已丧失分裂能力,不能再进行细胞分裂,由这些细胞诱导产生愈伤,必须首先使这些细胞失去原有的状态,恢复分裂能力,变成分生性细胞,这个过程就叫做脱分化。
通过培养基中添加的外源激素的刺激,迫使培养的植物组织细胞改变原有的代谢途径,为重新启动分裂作准备。
二、愈伤组织中的形态发生
质量较好的愈伤组织多呈淡黄(绿)色或无色,疏密程度适中,过于紧实或过于疏松的愈伤组织都很难再诱导分化产生植株。愈伤组织结构应该是不均匀者为好,就是说在整团愈伤组织中应有一些颗粒状或成簇的小细胞团,这些小细胞团往往是分化产生植株的核心,有的称其为芽点或原始胚状体。这些小细胞团在光照培养下会逐渐显现出绿色,预示着有望分化出芽或形成胚状体。
三、愈伤细胞再生分化形成植株
使愈伤细胞再生分化形成再生植株或利用愈伤产生次代谢物,在愈伤组织生长到一定阶段后即可通过更换培养基或改变培养条件,诱导促使其中的芽点或原始胚状体逐渐发育成一个幼小的植物体,这一过程就叫做再分化,再分化的结果是导致植株的再生。
本案例中丝棉木组织培养采用叶片诱导愈伤组织后再生植株。
丝棉木别名白桃树、明开夜合、桃叶卫矛、白杜。
取生长健壮苗的幼嫩叶片,饱和洗衣粉水刷洗表面,自来水下冲洗1h,置于超净工作台,先用70%酒精振荡消毒1min,0.1%氯化汞溶液振荡消毒5min~6min,无菌水冲洗5次~6次,无菌滤纸吸干表面的水,用无菌剪刀沿垂直叶脉的方向将叶片剪成1cm2左右大小,接种于培养基MS+6-BA0.5mg/L+NAA0.2mg/L+2,4-D0.0.5mg/L中。接种15d后,叶片边缘膨大,30d后形成愈伤组织,60d后形成丛生芽。将带丛生芽的愈伤组织切成小块,转接入增殖培养基MS+6-BA0.3mg/L+NAA0.1mg/L中。28d后陆续分化出3个~5个丛芽,可反复分切丛生芽在培养基MS+6-BA0.3mg/L+NAA0.1mg/L中进行培养,获得大量的丛生芽,30d为一个培养周期,增殖系数可达3.6。
将培养基MS+6-BA0.3mg/L+NAA0.1mg/L中增殖获得的2cm以上的无根小苗接种于生根培养基1/2MS+IBA0.4mg/L+蔗糖1%中进行生根培养。培养15d后开始生根,形成完整植株,25d后生根率可达75%,每苗有根3条~5条,呈辐射状,根长1.0cm~2.0cm。将已生根的试管苗连瓶置于温室炼苗,1周后打开瓶盖,露置1d后取出试管苗,小心洗净根上附着的琼脂培养基,移栽至装有基质为草炭∶蛭石∶珍珠岩=1∶1∶2的穴盘(128穴)中,置于温室苗床上养护,温室温度为20℃~25℃,空气相对湿度为80%~90%,适当遮阴,使光照强度为50%~60%自然光。移栽后1个月,成活率可达80%以上。
【思考题】
1.丝棉木组织培养中外植体取材部分是什么?
2.丝棉木外植体接种剪切方法。
3.愈伤组织的概念。
4.简述愈伤组织形成后的诱导和分化过程。
5.质量较好的愈伤组织有哪些特点?
6.脱分化和再分化的概念。