植物離體發(fā)育及其調(diào)控

目錄
第1章 植物離體發(fā)育的幾個重要概念 1
1.1 植物細胞的全能性、亞全能性和多能性 1
1.1.1 植物細胞的全能性 1
1.1.2 植物細胞的亞全能性和多能性 1
1.2 植物干細胞及其微環(huán)境與植株再生 2
1.2.1 植物干細胞及其微環(huán)境 2
1.2.2 植株再生 4
1.3 未分化、分化、脫分化、再分化和轉(zhuǎn)分化 4
1.3.1 未分化 4
1.3.2 分化 5
1.3.3 脫分化、再分化和轉(zhuǎn)分化 5
1.4 感受態(tài)和決定作用 7
1.4.1 感受態(tài) 7
1.4.2 決定作用 7
1.5 離體培養(yǎng)組織的馴化作用 9
1.5.1 馴化作用 9
1.5.2 馴化作用的誘導 10
1.5.3 馴化作用的生理機制 10
參考文獻 11
第2章 愈傷組織的形成及其調(diào)控 14
2.1 愈傷組織 14
2.2 擬南芥外植體在愈傷組織誘導培養(yǎng)基中所誘導的培養(yǎng)物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其分子特征 14
2.2.1 根和下胚軸外植體CIM-培養(yǎng)物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其分子特征 15
2.2.2 子葉和花瓣外植體CIM-培養(yǎng)物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及其分子特征 17
2.3 創(chuàng)傷誘導的愈傷組織 18
2.4 其他植物CIM-愈傷組織的形成及其調(diào)控 19
2.4.1 愈傷組織細胞的亞全能性或全能性的表達方式 19
2.4.2 愈傷組織形成的主要階段、繼代培養(yǎng)及其保存 20
2.4.3 影響愈傷組織形成的主要因子 21
2.5 愈傷組織形成的分子機制 34
2.5.1 生長素與細胞分裂素誘導愈傷組織作用的分子途徑 34
2.5.2 創(chuàng)傷誘導的愈傷組織形成的分子機制 40
2.5.3 通過重獲胚性和分生組織發(fā)育命運誘導愈傷組織的分子機制 43
2.5.4 愈傷組織形成過程中的RNA加工和蛋白質(zhì)翻譯 44
2.5.5 抑制愈傷組織形成的分子基礎 44
參考文獻 45
第3章 不定苗發(fā)生及其調(diào)控 52
3.1 不定苗發(fā)生的主要途徑 52
3.1.1 從分生組織中誘導 53
3.1.2 從不定分生組織中誘導 54
3.1.3 從薄層細胞外植體中誘導 56
3.2 不定苗誘導的組織學來源 57
3.2.1 擬南芥外植體以間接器官發(fā)生途徑再生不定苗的組織學觀察 58
3.2.2 香蕉球莖薄層細胞外植體以直接器官發(fā)生途徑形成不定苗的組織學觀察 60
3.3 不定苗發(fā)生的一些主要調(diào)控因素 62
3.3.1 外植體 62
3.3.2 培養(yǎng)基 67
3.3.3 植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì) 71
3.3.4 光照和溫度及其他環(huán)境影響因素 80
3.4 不定苗發(fā)生的分子生物學機制 83
3.4.1 擬南芥外植體的不定苗發(fā)生及其分子機制 83
3.4.2 生長素和細胞分裂素的信號轉(zhuǎn)導與不定苗發(fā)生 87
3.4.3 生長素和細胞分裂素的交互作用與不定苗發(fā)生 89
3.5 創(chuàng)傷誘導不定苗發(fā)生的分子機制 90
參考文獻 91
第4章 不定根的形成及其調(diào)控 102
4.1 不定根概述 102
4.2 不定根形成研究體系 104
4.2.1 插條不定根形成研究體系 104
4.2.2 微插條不定根形成研究體系 105
4.2.3 模式植物不定根形成研究體系 107
4.2.4 薄層細胞外植體不定根形成研究體系 109
4.2.5 子葉不定根形成研究體系 110
4.3 不定根形成的組織學 111
4.3.1 擬南芥不同外植體不定根形成的組織學觀察 112
4.3.2 杧果子葉切段不定根形成的組織學觀察 113
4.4 不定根發(fā)育階段的劃分 114
4.4.1 脫分化階段 114
4.4.2 誘導階段 115
4.4.3 表達階段 115
4.5 不定根形成及其發(fā)育的影響因素 115
4.5.1 遺傳因素 115
4.5.2 母株的衰老程度 116
4.5.3 生長素對不定根形成的中心作用 119
4.5.4 其他植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì) 130
4.5.5 生長素與其他生長物質(zhì)的交互作用對不定根形成的影響 136
4.6 影響不定根形成的營養(yǎng)和環(huán)境因子 137
4.6.1 礦質(zhì)營養(yǎng)元素 137
4.6.2 碳水化合物 138
4.6.3 光照 139
4.6.4 溫度與水分 142
4.7 生物因子對不定根形成的影響 144
4.7.1 發(fā)根農(nóng)桿菌 144
4.7.2 植物促生根際菌和其他內(nèi)生菌 145
4.7.3 菌根 145
4.7.4 細菌和菌根的相互作用 146
4.8 不定根形成的分子生物學機制 147
4.8.1 不定根形成相關候選基因的鑒定 147
4.8.2 不定根啟動階段的相關基因及其功能 148
4.8.3 不定根伸長的分子調(diào)控機制 151
4.8.4 miRNA和生長素反應因子的相互作用與不定根形成 152
參考文獻 154
第5章 植物體細胞胚胎發(fā)生及其調(diào)控 168
5.1 體胚發(fā)生的幾個例子 169
5.1.1 胡蘿卜的體胚發(fā)生 169
5.1.2 裸子植物的體胚發(fā)生 169
5.1.3 粳稻的體胚發(fā)生 171
5.1.4 擬南芥的體胚發(fā)生 172
5.2 體胚發(fā)生的方式 173
5.3 體胚發(fā)生的主要階段 175
5.3.1 胚性培養(yǎng)物的誘導及其特征 177
5.3.2 體胚發(fā)育 182
5.3.3 體胚的成熟及其植株再生 182
5.4 影響體胚發(fā)生的主要因素 183
5.4.1 外植體 183
5.4.2 植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì) 185
5.4.3 培養(yǎng)基及其主要營養(yǎng)因子 194
5.4.4 體胚發(fā)生的條件調(diào)節(jié)因子 197
5.4.5 光照和其他培養(yǎng)條件 198
5.5 體胚發(fā)生的分子調(diào)控機制 200
5.5.1 細胞周期重啟和脫分化相關基因的表達與體胚誘導 201
5.5.2 相關轉(zhuǎn)錄因子與體胚發(fā)生的調(diào)控 202
5.5.3 細胞壁成分修飾、某些糖蛋白和寡糖與體胚發(fā)生的調(diào)控 204
5.5.4 胞外信號的感知及其傳導與體胚發(fā)生 206
5.5.5 程序性細胞死亡與體胚發(fā)生 207
5.6 有關體胚發(fā)生機制的假說 209
5.6.1 預決定和誘導決定學說 209
5.6.2 細胞隔離學說 210
5.6.3 生理逆境學說 210
5.7 體胚發(fā)生是單細胞還是多細胞起源的問題 210
參考文獻 211
第6章 離體開花及其調(diào)控 222
6.1 研究離體開花的主要實驗體系 223
6.1.1 生殖原基的培養(yǎng) 223
6.1.2 薄層細胞外植體離體開花 225
6.1.3 再生植株或不定苗的離體開花 225
6.2 離體開花的調(diào)控因素 226
6.2.1 外植體因素 226
6.2.2 植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì) 229
6.2.3 培養(yǎng)基、光照與溫度 237
6.3 離體開花的性別表現(xiàn)及其控制 242
6.3.1 生長素和細胞分裂素 242
6.3.2 乙烯、多胺與赤霉素 245
6.4 離體開花的生理與分子機制 246
參考文獻 248
第7章 原生質(zhì)體培養(yǎng)及體細胞雜交 255
7.1 原生質(zhì)體的制備和培養(yǎng)方法 255
7.1.1 原生質(zhì)體的分離 255
7.1.2 原生質(zhì)體的純化與活力檢測 257
7.2 原生質(zhì)體的培養(yǎng) 258
7.2.1 培養(yǎng)基 258
7.2.2 原生質(zhì)體培養(yǎng)方法 258
7.3 原生質(zhì)體的生長、分化及其植株再生 261
7.3.1 原生質(zhì)體細胞壁的再生 261
7.3.2 細胞分裂和微愈傷組織的形成 262
7.3.3 原生質(zhì)體的植株再生 263
7.4 影響原生質(zhì)體培養(yǎng)及其分化發(fā)育的主要因素 263
7.4.1 分離原生質(zhì)體所用的材料 264
7.4.2 酶及酶解反應基質(zhì) 265
7.4.3 原生質(zhì)體分離與氧化逆境 266
7.4.4 原生質(zhì)體培養(yǎng)方法和培養(yǎng)密度 267
7.4.5 培養(yǎng)基營養(yǎng)成分 268
7.4.6 培養(yǎng)基的其他添加物 270
7.4.7 植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì) 271
7.4.8 電激和熱激處理 273
7.5 原生質(zhì)體融合與體細胞雜交 274
7.5.1 原生質(zhì)體融合的方法 274
7.5.2 體細胞雜交 276
7.5.3 體細胞雜種的篩選 280
7.5.4 體細胞雜種的鑒定 283
7.6 體細胞雜交研究實例：香蕉體細胞雜交研究 286
7.6.1 香蕉原生質(zhì)體分離、培養(yǎng)及其植株再生 286
7.6.2 香蕉的原生質(zhì)體培養(yǎng)及其植株再生 289
7.6.3 香蕉體細胞雜交 292
7.6.4 原生質(zhì)體融合產(chǎn)物的培養(yǎng)及其植株再生 293
7.6.5 融合產(chǎn)物再生植株的相關檢測 294
參考文獻 294
第8章 體細胞無性系變異及其他發(fā)育異常 306
8.1 體細胞無性系變異 306
8.1.1 體細胞無性系變異的源頭與誘因 307
8.1.2 體細胞無性系變異的檢測 315
8.2 玻璃化苗的形成及其調(diào)控 323
8.2.1 玻璃化苗的形態(tài)及其結(jié)構(gòu)特點 323
8.2.2 玻璃化苗的生理和生物化學變化 327
8.2.3 影響離體培養(yǎng)苗玻璃化的主要因子 332
8.2.4 生物反應器中玻璃化苗的控制 346
8.3 離體培養(yǎng)植株的莖尖壞死 347
8.3.1 莖尖壞死現(xiàn)象 347
8.3.2 影響莖尖壞死的主要因子 347
8.4 離體培養(yǎng)植物的扁化 354
8.4.1 扁化植株的形態(tài)和組織結(jié)構(gòu)特點 355
8.4.2 影響植株扁化的主要因子 357
8.5 組織增生 361
8.5.1 組織增生的有關癥狀 362
8.5.2 可能引起組織增生的病原體 362
8.5.3 木質(zhì)化塊莖與組織增生 363
8.5.4 遺傳、表觀遺傳和植物激素的馴化作用與組織增生的形成 363
參考文獻 364
第9章 表觀遺傳修飾與植物離體發(fā)育 378
9.1 植物表觀遺傳修飾概述 378
9.1.1 DNA甲基化 379
9.1.2 DNA脫甲基化 383
9.1.3 組蛋白修飾 385
9.2 表觀遺傳修飾與植物離體發(fā)育 387
9.2.1 表觀遺傳修飾與愈傷組織形成 388
9.2.2 組蛋白修飾與細胞離體培養(yǎng) 391
9.2.3 DNA甲基化與植物離體器官發(fā)生 392
9.2.4 表觀遺傳修飾與體細胞胚胎發(fā)生 395
9.2.5 表觀遺傳修飾與離體快繁的返幼作用 405
9.2.6 表觀遺傳修飾與離體培養(yǎng)細胞的馴化作用 408
參考文獻 411