现代植物育种的基础

现代植物育种学主要基于植物离体培养和分子生物学技术在育种上的应用。本章主要介绍植物离体培养技术，分子生物学技术详见第7章。

植物离体培养技术，又称植物组织培养技术，是指在无菌条件下，将离体植物器官（如根、茎、叶、花、果实、种子等）、组织（如形成层、表皮、皮层、胚乳等）、细胞（如大孢子、小孢子、体细胞等）以及原生质体等接种于人工配制的培养基上，在适宜的培养条件下，诱导产生愈伤组织或胚状体等，最后长成完整的植株的技术（见图2.1）。

图2.1　植物离体培养概览（译自https：//learning.uonbi.ac.ke/courses/SBT403/scormPackages/path＿2/lecture＿15＿plant＿tissue＿culture＿and＿morphogenesis.html）

植物离体培养基于植物的3个特性：细胞全能性（totipotency）、脱分化（dedifferentiation）和再分化（redifferentiation）。

细胞全能性：指植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，从而具备发育成完整植株的遗传能力。在适宜条件下，任何一个细胞都可以发育成一个新个体。

脱分化：又称去分化，是指分化细胞失去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特性的过程。在动物中，脱分化细胞具有胚胎间质细胞的功能。在植物中，脱分化细胞成为薄壁细胞，称为愈伤组织（callus）。植物的脱分化能力根据部位的不同有所差异，脱分化能力最强的为茎尖分生组织，最弱的为退化细胞（见图2.2）。

图2.2　植物组织细胞的脱分化能力（由右至左逐渐增强）

再分化：指在离体的条件下无序生长的脱分化的细胞在适当条件下重新进入有序生长和分化状态的过程。再分化是再生的基础，离体培养植物组织或细胞再生植株就是细胞脱分化和再分化实现的。再分化形成的试管苗，移栽到土壤或基质中，可以发育成完整植株。