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植物组织培养概念（广义）又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织。

器官或细胞，原生质体等，通过无菌 *** 作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。

植物组织培养概念（狭义）指用植物各部分组织，如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。

中文名组织培养时间19世纪后半叶别称离体培养目的植物体分离出符合需要的组织起始培育人trecul分离对象器官或细胞，原生质体原理植物细胞的全能性94%的人还看了培养架花药离体培养细胞工程培养基发展简史植物组织培养与细胞培养开始于19世纪后半叶，当时植物细胞全能性的概念还没有完全确定，但基于对自然状态下某些植物可以通过无性繁殖产生后代的观察，人们便产生了这样一种想法即能否将植物体的一部分在适当的条件下培养成一个完整的植物体，为此许多植物科学工作者开始了培养植物组织的尝试。

最初的问题仍然是集中在植物细胞有没有全能性和如何使这种全能性表现出来。

1839年Schwann提出细胞有机体的每一个生活细胞在适宜的外部环境条件下都有独立发育的潜能。

1853年trecul利用离体的茎段和根段进行培养获得了愈伤组织，愈伤组织是指一种没有器官分化但能进行活跃分裂的细胞团，但这还不能证明细胞具有全能性，因为由愈伤组织没能再生出完整植物体。

1901年Morgan首次提出一个全能性细胞应具有发育出一个完整植株的能力。

所谓全能性细胞就是指具有完整的膜系统和细胞核的生活细胞，在适宜的条件下可通过细胞分裂与分化，再生出一个完整植株。

White指出：如果一个给定的有机体的所有细胞都大致相同，并具有全能性，那么在有机体内所观察到的细胞分化必定是这些细胞对有机体内微环境和周围环境的反应。

就是说机体内每个细胞所以没有表现出全能性，是因为该细胞所处位置的不同，致使其某些功能被抑制（suppressed),这充分说明机体内的微环境因素在细胞分化中起了十分重要的作用。

按照现代发育生物学和细胞生物学的理论，细胞分化是受基因在时间和空间两个方面的调控，空间就是指细胞在机体内所处的位置。

不同位置的细胞，其基因的表达不同，细胞所表现出的形态结构和行为就不同。

如果将一个生活的细胞从植物体内分离出来，使之脱离开原有的环境，细胞被抑制的功能将有望得以恢复，重新表现出全能性。

基于这种认识，科学工作者便萌生出了植物组织培养的念头。

Haberlandt(1902)首次提出细胞培养的概念，也是第一个用人工培养基对分离的植物细胞进行培养的人。

与rechinger不同，Haberlandt相信切块大小不会影响细胞增殖，但由于Haberlandt使用的培养液成分简单，培养的细胞是高度分化的细胞，又没采取消毒技术，所以实验失败，培养的细胞虽然存活了几个月但没能分裂。

Haberlandt转而对损伤修复发生兴趣，提出激素作用的概念（leptohormone)，与维管组织特别是韧皮部有关；另一类是创伤激素(woundhomone)，与细胞损伤有关，为后来激素理论的建立和在组织培养中的广泛应用奠定了基础。

但自Haberlandt的实验之后直到1934年White培养番茄离体根尖的成功，其间的30多年里，植物组织培养技术几乎没有什么进展。

分析其原因，主要就是培养基的成分和实验所选取的材料不够合适。

1934年White用离体的番茄根建立了第一个活跃生长的无性系，使根的离体培养实验首次获得了真正的成功，并首次发现和提出B族维生素B1、维生素B6和烟酸的重要性。

与此同时，Cautheret在山毛柳和黑杨形成层组织的培养中也发现了B族维生素的作用，并使培养获得了成功。

Nobecourt也用胡萝卜建立了类似的连续生长的组织培养物。

因此，Haberlandt、White和Nobecourt一起被誉为植物组织培养的奠基人。

人们现在所用的若干培养方法和培养基，原则上都是他们在1939年所建立的方法和培养基演变的结果，几乎所有的培养基中都添加了不同种类和不同数量的B族维生素。

从此植物组织培养进入快速发展时期。

1941年，Overbeek、Conklin和Blakeslee等用附加椰乳到培养基中，获得了Datura离体胚培养的成功。

椰乳成分复杂，含有多种不同的有机物，后来的研究发现，其中在组织培养中起主要作用的是腺嘌呤类激素或类似物。

1944年，Skoog报道DNA的降解产物腺嘌呤和腺苷可以促进愈伤组织的生长，解除生长素对芽形成的抑制作用，诱导芽的形成。

1948年，Caplin和Steward用实验证明椰乳与2,4-D配合，对培养的胡萝卜和马铃薯组织的增殖起到明显的促进作用。

在用烟草髓细胞诱导愈伤组织的实验中，Skoog,Miller等分离确定了6-呋喃氨基嘌呤对细胞分裂有促进作用，并命名为“激动素”（Kinetin)。

之后，与此相关的同系物6-苄氨基嘌呤被合成，它也刺激培养物的细胞分裂。

于是，出现了“细胞分裂素”这一集合名词，专门用来指能刺激培养物细胞分裂的一组6-某基团的氨基嘌呤化合物。

尔后，玉米素、异戊烯基腺嘌呤和其他细胞分裂素等植物激素的相继发现，更增加了细胞分裂素的种类。

由于发现生长素和细胞分裂素相互配合能调节细胞的分裂与分化，控制器官的分化，生长素高时可诱导根的形成，细胞分裂素高时可促进芽的分化，使植物组织培养的工作迅速取得突破。

1958年美国的Steward和德国的Reinert分别由培养的胡萝卜细胞诱导形成了胚状体，1965年由Vasil和Hildebrandt用单个分离的细胞培养获得整个植株的再生，从而使植物细胞全能性的理论真正得到了科学的证实。

从此之后，一批又一批植物的组织或器官通过培养的方法获得了再生植株。

20世纪60年代，在植物组织培养方面的另外两项成就就是划分小孢子培养和原生质体培养的成功。

Guha和Maheshwari（1966，1967），Rourgin和Nitsch（1967）先后利用烟草和胡萝卜的小孢子培养获得单倍体植株，并成功地实现了染色体的加倍，使这种同源二倍体植株在5个月内收获到种子。

Cocking等用纯化的纤维素酶和果胶酶处理烟草细胞，获得原生质体，通过调节渗透压的方法控制原生质体膨胀，使培养获得成功，得到了再生植株。

自20世纪60年代始，植物组织与细胞培养逐渐走向了工厂化和商品化阶段。

现在已不能确切统计有多少种植物通过组织培养的方法获得了再生植株，因为几乎每天都有可能出现利用新的植物种类获得培养成功的报道。

植物组织培养已经变成了一种常规的实验技术，广泛应用于植物的脱毒、快繁、基因工程、细胞工程、遗传研究、次生代谢物质的生产、工厂化育苗等多个方面；从高级的研究机构、大专院校到普通的生物技术公司，甚至农民专业户都在不同程度的利用或开展组织培养工作。

植物组织培养已经走过了近百年的历程。

它的历史不仅证明了植物的每一个生活细胞都含有一种植物的全部遗传信息，在一定的条件下可以发育成一个完整的植株，而且在一定范围内人们可以按照意愿，改变和调节植物的发育。

但这种调节和改变只是局部的，主要是通过改变培养基中的激素和培养条件，从遗传基础上的彻底改造仅仅是开始。

但是，生命的奥秘是很深远的，植物也如此，科学家至今仍不能实现对所有植物的组织培养再生，对基因型对组培成功的影响至今仍迷惑不解，而且对已经获得成功的植物，也还是有很多问题没有解决。

即便像烟草和拟南芥这样的模式植物，也没能实现让它们在组培容器中遂愿的生长发育和开花结实。

人们对植物的认识、了解和掌握，仍然处于必然王国阶段，单就其组织培养而言，还有十分漫长的道路要走。

[1]应用前景1．快速繁殖某些稀有植物或有较大经济价值的植物 依靠自然条件在较短时间内繁殖稀有植物和经济价值较高的植物，受到地理环境和季节的限制，很难达到快速、高效的目的；特别对于在短时期内需要达到一定数量，才能创造应有价值的植物，时间就是效益，只有通过组织培养的方法才能满足这一要求。

用组织培养法繁殖植物，这是组织培养应用于生产的主要的和成效最大的实例。

首先是在兰花上的成功应用。

自Morel在1960年得到兰花组织培养苗后，很快应用于生产，形成了组织培养法繁殖兰花工业。

由于组织培养法繁殖植物的明显特点是快速，每年可以数以百万倍速度繁殖，因此对一些繁殖系数低，不能用种子繁殖的名特优植物品种的繁殖，尤为意义重大。

2、脱毒 植物中有很多都带有病毒，严重影响植物的产量和品质，给农业带来灾害。

特别是无性繁殖植物，如马铃薯、草莓、大蒜、康乃馨等，由于病毒是通过维管束传导的，因此利用这些植物营养器官繁殖，就会把病毒带到新的植物个体上而发生病害。

但是也证明感病植株并不是每个部位都带有病毒，如茎尖生长点尚未分化成维管束的部分，可能不带病毒。

若利用组织培养法进行茎尖培养，再生的植株有可能不带病毒，从而获得脱病毒的苗，再用这种苗进行繁殖，则种植的植物就不会或极少发生病毒病。

所获得的脱毒苗一定要经过鉴定，确认不带病毒才能使用。

使用组织培养法获得脱毒苗已经在草莓、葡萄、康乃馨等获得成功，产生明显的经济效应。

3、植物种质资源的保存、挽救濒于灭绝的植物 长期以来人们想了很多方法来保存植物，如储存果实，储存种子，储存块根、块茎、种球、鳞茎；用常温、低温、变温、低氧、充惰性气体等，这些方法在一定程度上收到了好的或比较好的效果，但仍存在许多问题。

主要问题是付出的代价高，占的空间大，保存时间短，而且易受环境条件的限制。

植物组织培养结合超低温保存技术，可以给植物种质保存带来一次大的飞跃。

因为保存一个细胞就相当与保存一粒种子，但所占的空间仅为原来的几万分之一，而且在-193度的液氮中可以长时间保存，不像种子那样需要年年更新或经常更新。

环境的不断变化使许多种类的植物面临着灭绝的危险，而且许多种植物已经灭绝，留给人类的只是一种遗憾。

如何挽救这些植物，还有许许多多的动物，已成为世人关注的问题。

实践证明，通过组织培养的方法可以使一部分濒危的植物种类得到延续和保存；如果在结合超低温保存技术，就可以使这些植物得到较为永久性的保存。

其实，对大多数普通植物来说，用组织培养的方法保存其种质材料，也具有十分重要的意义。

因为，人们现在无法预知哪些植物会面临灭顶之灾，或许今天看似繁茂的植物，明天就可能被沙漠、洪水、大火或战争吞没。

4、通过花药和花粉培养获得单倍体植株、缩短育种年限 通过花药和花粉组织培养可以获得单倍体植物，大大缩短了育种时间。

使新品种的培育过程大大简化5、胚胎培养的应用 在远源杂交中，杂交后形成的胚珠往往在未成熟状态时，就停止生长，不能形成有生活力的种子，因而杂交不孕，这给远缘杂交造成极大困难。

十九世纪二十年代末，Laibach用胚培养技术培养亚麻种间杂种胚，第一个获得了杂种植物，这一成功为在远缘时克服杂交不亲和的障碍提供了一项有用的技术。

这项技术发展至今，已经相当成熟，可以说多数植物的成熟或未成熟胚通过培养都可获得成功。

幼胚培养已经可使5个细胞大小的极幼龄的胚状结构培养成植株。

但胚珠培养的研究不多，单个胚珠培养尚存在许多问题，需作深化研究。

远缘杂交中，由于生理上和遗传上的障碍而不能杂交成功，可采用试管受精加以克服，即将母本胚珠离体培养，使异种花粉在胚珠上萌发受精，产生的杂种胚在试管中发育成完整植株。

用胚乳培养可获得三倍体植株，为诱导形成三倍体植物开辟了一条新途径。

三倍体加倍后得到六倍体，可育成多倍体品种。

6、细胞融合通过原生质体融合，可部分克服有性杂交不亲和性，而获得体细胞杂种，从而创造新种或育成优良品种。

7、培养细胞突变体的应用 培养细胞处在不断分生状态，它就容易受培养条件和外加压力（如射线、化学物质）的影响而产生突变，从中可以筛选出有用的突变体，从而育成新品种。

目前用这种方法已经筛选到抗病、抗盐、高蛋白、高产等突变体，有些已经用于生产。

8、用于遗传学、分子生物学、细胞生物学、组织学、胚胎学、基因工程、生物工程等地研究要揭开生命活动的秘密，需要多科学、多技术的相互配合，其中植物组织培养技术是不可缺少的，它为遗传学、分子生物学、细胞生物学、生物工程等提供了一种有效、快速的方法。

因为要揭示生命的奥秘，首先要研究单个基因的作用，研究它在细胞内是如何组装的，如何与其它基因发生联系，如何表达和调控等。

分离单个基因，对它DNA进行测序，再对其中的某些碱基实行突变，然后还需要将基因送到受体细胞当中，看表达情况，以确定其功能。

接受基因的受体细胞要产生再生植株，就需要通过组织培养的方法才能实现。

9、利用组织培养的材料作为植物生物反应器中国的中草药是一份人类宝贵的财富，但很多种中草药资源匮乏，产量不足，甚至濒于灭绝。

如果能利用组织和细胞培养的方法在实验室内生产，不再依附于自然环境，不仅可以解决现有困难，而且可以通过筛选高产有效成分的细胞系，来提高其药用价值。

比如用培养的人参悬浮细胞，来生产人参皂苷，已在日本等国家形成规模。

利用培养的植物细胞和组织细胞作为生物反应器，也可以生产某些蛋白质、氨基酸、抗生素、疫苗等，如用生食蔬菜生产乙肝疫苗正在实验中。

10、用于其它未知科学的研究现代科学发展非常迅速，很多现在预想不到的事情都有可能发生，新发明、新发现、新创造层出不穷，今天认为不可能的东西明天就可能变成现实。

植物组织培养也同样具有许多尚未发掘出的潜力，说不定有一天人们会在三角瓶内种出大南瓜。

总之，现在的植物组织培养仍然处于发展阶段，远远没有达到它的高峰期，很多机理人们还没有搞清楚，它的潜力还远远没有发挥出来。

相信在今后的几十年内，组织培养将会有更大的发展，在农业、制药业、加工业等方面将会发挥更大的作用，创造出更大的经济效益。

分类按外植体分，植物组织培养可分以下几类：1、胚胎培养植物的胚胎培养，包括胚培养、胚乳培养、胚珠和子房培养，以及离体受精的胚胎培养技术等。

2、器官和组织培养器官培养是指植物某一器官的全部或部分或器官原基的培养，包括茎段、茎尖、块茎、球茎、叶片、花序、花瓣、子房、花药、花托、果实、种子等。

组织培养有广义和狭义之分。

广义：包括各种类型外植体的培养。

狭义：包括形成层组织、分生组织、表皮组织、薄壁组织和各种器官组织，以及其培养产生的愈伤组织。

3、细胞培养细胞培养包括利用生物反应器进行的，旨在促进细胞生长和生物合成的大量培养系统和利用单细胞克隆技术促进细胞生长、分化直至形成完整植株的单细胞培养。

4、原生质体培养植物原生质体是被去掉细胞壁的由质膜包裹的、具有生活力的裸细胞。

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