植物离体发育及其调控

目录
第1章 植物离体发育的几个重要概念 1
1.1 植物细胞的全能性、亚全能性和多能性 1
1.1.1 植物细胞的全能性 1
1.1.2 植物细胞的亚全能性和多能性 1
1.2 植物干细胞及其微环境与植株再生 2
1.2.1 植物干细胞及其微环境 2
1.2.2 植株再生 4
1.3 未分化、分化、脱分化、再分化和转分化 4
1.3.1 未分化 4
1.3.2 分化 5
1.3.3 脱分化、再分化和转分化 5
1.4 感受态和决定作用 7
1.4.1 感受态 7
1.4.2 决定作用 7
1.5 离体培养组织的驯化作用 9
1.5.1 驯化作用 9
1.5.2 驯化作用的诱导 10
1.5.3 驯化作用的生理机制 10
参考文献 11
第2章 愈伤组织的形成及其调控 14
2.1 愈伤组织 14
2.2 拟南芥外植体在愈伤组织诱导培养基中所诱导的培养物的形态结构及其分子特征 14
2.2.1 根和下胚轴外植体CIM-培养物的形态结构及其分子特征 15
2.2.2 子叶和花瓣外植体CIM-培养物的形态结构及其分子特征 17
2.3 创伤诱导的愈伤组织 18
2.4 其他植物CIM-愈伤组织的形成及其调控 19
2.4.1 愈伤组织细胞的亚全能性或全能性的表达方式 19
2.4.2 愈伤组织形成的主要阶段、继代培养及其保存 20
2.4.3 影响愈伤组织形成的主要因子 21
2.5 愈伤组织形成的分子机制 34
2.5.1 生长素与细胞分裂素诱导愈伤组织作用的分子途径 34
2.5.2 创伤诱导的愈伤组织形成的分子机制 40
2.5.3 通过重获胚性和分生组织发育命运诱导愈伤组织的分子机制 43
2.5.4 愈伤组织形成过程中的RNA加工和蛋白质翻译 44
2.5.5 抑制愈伤组织形成的分子基础 44
参考文献 45
第3章 不定苗发生及其调控 52
3.1 不定苗发生的主要途径 52
3.1.1 从分生组织中诱导 53
3.1.2 从不定分生组织中诱导 54
3.1.3 从薄层细胞外植体中诱导 56
3.2 不定苗诱导的组织学来源 57
3.2.1 拟南芥外植体以间接器官发生途径再生不定苗的组织学观察 58
3.2.2 香蕉球茎薄层细胞外植体以直接器官发生途径形成不定苗的组织学观察 60
3.3 不定苗发生的一些主要调控因素 62
3.3.1 外植体 62
3.3.2 培养基 67
3.3.3 植物生长调节物质 71
3.3.4 光照和温度及其他环境影响因素 80
3.4 不定苗发生的分子生物学机制 83
3.4.1 拟南芥外植体的不定苗发生及其分子机制 83
3.4.2 生长素和细胞分裂素的信号转导与不定苗发生 87
3.4.3 生长素和细胞分裂素的交互作用与不定苗发生 89
3.5 创伤诱导不定苗发生的分子机制 90
参考文献 91
第4章 不定根的形成及其调控 102
4.1 不定根概述 102
4.2 不定根形成研究体系 104
4.2.1 插条不定根形成研究体系 104
4.2.2 微插条不定根形成研究体系 105
4.2.3 模式植物不定根形成研究体系 107
4.2.4 薄层细胞外植体不定根形成研究体系 109
4.2.5 子叶不定根形成研究体系 110
4.3 不定根形成的组织学 111
4.3.1 拟南芥不同外植体不定根形成的组织学观察 112
4.3.2 杧果子叶切段不定根形成的组织学观察 113
4.4 不定根发育阶段的划分 114
4.4.1 脱分化阶段 114
4.4.2 诱导阶段 115
4.4.3 表达阶段 115
4.5 不定根形成及其发育的影响因素 115
4.5.1 遗传因素 115
4.5.2 母株的衰老程度 116
4.5.3 生长素对不定根形成的中心作用 119
4.5.4 其他植物生长调节物质 130
4.5.5 生长素与其他生长物质的交互作用对不定根形成的影响 136
4.6 影响不定根形成的营养和环境因子 137
4.6.1 矿质营养元素 137
4.6.2 碳水化合物 138
4.6.3 光照 139
4.6.4 温度与水分 142
4.7 生物因子对不定根形成的影响 144
4.7.1 发根农杆菌 144
4.7.2 植物促生根际菌和其他内生菌 145
4.7.3 菌根 145
4.7.4 细菌和菌根的相互作用 146
4.8 不定根形成的分子生物学机制 147
4.8.1 不定根形成相关候选基因的鉴定 147
4.8.2 不定根启动阶段的相关基因及其功能 148
4.8.3 不定根伸长的分子调控机制 151
4.8.4 miRNA和生长素反应因子的相互作用与不定根形成 152
参考文献 154
第5章 植物体细胞胚胎发生及其调控 168
5.1 体胚发生的几个例子 169
5.1.1 胡萝卜的体胚发生 169
5.1.2 裸子植物的体胚发生 169
5.1.3 粳稻的体胚发生 171
5.1.4 拟南芥的体胚发生 172
5.2 体胚发生的方式 173
5.3 体胚发生的主要阶段 175
5.3.1 胚性培养物的诱导及其特征 177
5.3.2 体胚发育 182
5.3.3 体胚的成熟及其植株再生 182
5.4 影响体胚发生的主要因素 183
5.4.1 外植体 183
5.4.2 植物生长调节物质 185
5.4.3 培养基及其主要营养因子 194
5.4.4 体胚发生的条件调节因子 197
5.4.5 光照和其他培养条件 198
5.5 体胚发生的分子调控机制 200
5.5.1 细胞周期重启和脱分化相关基因的表达与体胚诱导 201
5.5.2 相关转录因子与体胚发生的调控 202
5.5.3 细胞壁成分修饰、某些糖蛋白和寡糖与体胚发生的调控 204
5.5.4 胞外信号的感知及其传导与体胚发生 206
5.5.5 程序性细胞死亡与体胚发生 207
5.6 有关体胚发生机制的假说 209
5.6.1 预决定和诱导决定学说 209
5.6.2 细胞隔离学说 210
5.6.3 生理逆境学说 210
5.7 体胚发生是单细胞还是多细胞起源的问题 210
参考文献 211
第6章 离体开花及其调控 222
6.1 研究离体开花的主要实验体系 223
6.1.1 生殖原基的培养 223
6.1.2 薄层细胞外植体离体开花 225
6.1.3 再生植株或不定苗的离体开花 225
6.2 离体开花的调控因素 226
6.2.1 外植体因素 226
6.2.2 植物生长调节物质 229
6.2.3 培养基、光照与温度 237
6.3 离体开花的性别表现及其控制 242
6.3.1 生长素和细胞分裂素 242
6.3.2 乙烯、多胺与赤霉素 245
6.4 离体开花的生理与分子机制 246
参考文献 248
第7章 原生质体培养及体细胞杂交 255
7.1 原生质体的制备和培养方法 255
7.1.1 原生质体的分离 255
7.1.2 原生质体的纯化与活力检测 257
7.2 原生质体的培养 258
7.2.1 培养基 258
7.2.2 原生质体培养方法 258
7.3 原生质体的生长、分化及其植株再生 261
7.3.1 原生质体细胞壁的再生 261
7.3.2 细胞分裂和微愈伤组织的形成 262
7.3.3 原生质体的植株再生 263
7.4 影响原生质体培养及其分化发育的主要因素 263
7.4.1 分离原生质体所用的材料 264
7.4.2 酶及酶解反应基质 265
7.4.3 原生质体分离与氧化逆境 266
7.4.4 原生质体培养方法和培养密度 267
7.4.5 培养基营养成分 268
7.4.6 培养基的其他添加物 270
7.4.7 植物生长调节物质 271
7.4.8 电激和热激处理 273
7.5 原生质体融合与体细胞杂交 274
7.5.1 原生质体融合的方法 274
7.5.2 体细胞杂交 276
7.5.3 体细胞杂种的筛选 280
7.5.4 体细胞杂种的鉴定 283
7.6 体细胞杂交研究实例：香蕉体细胞杂交研究 286
7.6.1 香蕉原生质体分离、培养及其植株再生 286
7.6.2 香蕉的原生质体培养及其植株再生 289
7.6.3 香蕉体细胞杂交 292
7.6.4 原生质体融合产物的培养及其植株再生 293
7.6.5 融合产物再生植株的相关检测 294
参考文献 294
第8章 体细胞无性系变异及其他发育异常 306
8.1 体细胞无性系变异 306
8.1.1 体细胞无性系变异的源头与诱因 307
8.1.2 体细胞无性系变异的检测 315
8.2 玻璃化苗的形成及其调控 323
8.2.1 玻璃化苗的形态及其结构特点 323
8.2.2 玻璃化苗的生理和生物化学变化 327
8.2.3 影响离体培养苗玻璃化的主要因子 332
8.2.4 生物反应器中玻璃化苗的控制 346
8.3 离体培养植株的茎尖坏死 347
8.3.1 茎尖坏死现象 347
8.3.2 影响茎尖坏死的主要因子 347
8.4 离体培养植物的扁化 354
8.4.1 扁化植株的形态和组织结构特点 355
8.4.2 影响植株扁化的主要因子 357
8.5 组织增生 361
8.5.1 组织增生的有关症状 362
8.5.2 可能引起组织增生的病原体 362
8.5.3 木质化块茎与组织增生 363
8.5.4 遗传、表观遗传和植物激素的驯化作用与组织增生的形成 363
参考文献 364
第9章 表观遗传修饰与植物离体发育 378
9.1 植物表观遗传修饰概述 378
9.1.1 DNA甲基化 379
9.1.2 DNA脱甲基化 383
9.1.3 组蛋白修饰 385
9.2 表观遗传修饰与植物离体发育 387
9.2.1 表观遗传修饰与愈伤组织形成 388
9.2.2 组蛋白修饰与细胞离体培养 391
9.2.3 DNA甲基化与植物离体器官发生 392
9.2.4 表观遗传修饰与体细胞胚胎发生 395
9.2.5 表观遗传修饰与离体快繁的返幼作用 405
9.2.6 表观遗传修饰与离体培养细胞的驯化作用 408
参考文献 411