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王爱香等
, 2011,
火鹤
胚状体诱导与发生过程中愈伤组织细胞学观察
,
分子植物育种
(online) Vol.9 No.97 pp.1700-1705 (doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0097))
1703
图
3
火鹤体细胞胚发生的细胞学观察
注
: A:
发生质壁分离的单个胚性细胞×
1000; B:
单个胚性
细胞分裂成为两个细胞×
1 000; C:
数个细胞组成的原胚×
400; D:
愈伤组织内部形成的多细胞原胚
(
箭头示分化中心
,
下同
)
×
100; E:
原胚逐渐突破愈伤组织外层×
100; F:
刚突
破愈伤组织的原胚×
200; G:
由外起源途径产生的两个原胚
×
200; H, I:
愈伤组织内部生成的心形胚×
100
Figure 3 Cytological observation of somatic embryogenesis
from the new callus
Note: A: Single embryonic cell which had plasmolyzed in the
internal of callus×1 000; B: Two daughter-cell formed by single
embryonic cell×1 000; C: Proembryo composed of several cells
×400; D: Multi-cell proembryo which formed in the internal of
callus (marked by arrow, the same below)×100; E: The proembryo
which was gradually growing to the surface from the inside of
callus×100; F: Proembyo which broke through the surface of
the callus×200; G: Two proembryos forming from the surface
of the callus×200; H and I: Heart-shaped somatic embryos
occurring in the internal of the callus×100
图
3
-
G)
；在一些发育成熟的体细胞胚的表面或边缘
还可观察到新的多细胞原胚发生中心——次生胚
的发源地
(
图
3
-
D,
图
3
-
I)
。
2
讨论
关于火鹤离体快繁的途径国内外已有不少报道，
但大多停留在器官发生途径的层次上，且主要研究
离体快繁条件的优化。
Adelheid
等首次研究了火鹤
离体再生途径，认为器官发生的可能性要大于体细
胞胚发生，但品种间有差异
(Adelheid et al., 1992)
。
赵云鹏以较低浓度的
2,4
-
D (0.1 mg/L)
诱导叶片获得
愈伤组织，愈伤组织转到不加
2,4
-
D
的分化培养基
中，发现火鹤离体形态发生途径以不定芽发生途径
为主、以体细胞胚发生途径为次
(
赵云鹏等
, 2005)
。
本试验首先在含有较高浓度
2,4
-
D 0.4~0.6 mg/L
的
培养基中诱导出愈伤组织，然后将上述愈伤组织转
到不加
2,4
-
D
的培养基中诱导出不定芽和胚性愈伤
组织，对上述两种愈伤组织的细胞学结构进行了解
剖观察。结果在前一种愈伤组织中，发现了愈伤组
织结节和芽原基的分化，这成为继代培养中不定芽
的起源；但是在该愈伤组织未发现体细胞胚的发生。
在后一种愈伤组织发现了大量的发育不同步的体
细胞原胚。
2,4
-
D
是诱导植物体细胞转变为胚性细
胞的重要激素，其作用是微妙的，一方面诱导胚性
愈伤组织必不可少，另一方面其存在会抑制体细胞
胚的进一步发育。所以，体细胞间接发生途径分为
两个阶段，一是诱导阶段，必须加
2,4
-
D
；二是体
细胞胚发生阶段，必须降低或去除
2,4
-
D (Zimmerma,
1993)
。本研究试验中，启动培养中诱导出的愈伤组
织并未观察到任何胚状体的发生，可能与
2,4
-
D
抑
制胚状体发生有关。但是尽管如此，
2,4
-
D
已经赋
予上述愈伤组织部分细胞具有成胚能力，将愈伤组
织转到不加
2,4
-
D
的培养基进行继代培养，新长出的
愈伤组织中观察到了大量发育不同步的体细胞胚。
Steward
提出了体细胞发生的细胞隔离学说：体
细胞只有从临近的细胞中隔离出来才能表现出胚
胎发生倾向
(Steward et al., 1958)
。在许多植物中可
以观察到其体细胞胚在多细胞胚阶段与周围细胞
形成明显分界线
(Zee and Wu, 1980)
。本研究观察到
花烛胚性愈伤组织中，单个胚性细胞常发生质壁分
离
(
图
3
-
A)
，可能胞间连丝丧失造成的隔离促进了体
细胞分化。在原胚阶段的中后期，其与周围细胞出
现界限，一些原胚周围的细胞甚至退化或解体
(
图
3
-
H,
图
3
-
I)
。
经过
2,4
-
D
诱导形成的愈伤组织，会继续分化
形成一类液泡小、细胞质浓的小细胞，它们聚集成
丛状，被称为胚胎发生丛
(embryogenic clump, EC)
。
EC
表面是高度分生化的细胞团，其表面可产生大量
的胚状体。
EC
可以增殖、崩溃而不衰。
EC
中心细