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植物組培培養(yǎng)形態(tài)發(fā)生潛力的喪失

　　有些愈傷組織或懸浮培養(yǎng)物起初具有器官和（或）胚胎發(fā)生潛力，但經(jīng)過(guò)反復(fù)繼代保存之后，這種形態(tài)發(fā)生能力常常逐漸下降，有時(shí)甚至完全喪失。為了解釋這種現(xiàn)象，現(xiàn)在有三種假說(shuō)。

　　1．遺傳說(shuō)

　　按照這個(gè)假說(shuō)，長(zhǎng)期培養(yǎng)物器官發(fā)生或胚胎發(fā)生能力下降的原因，是由于在培養(yǎng)細(xì)胞中常見的核的變化，它們包括多倍性、非整倍性和染色體突變等。這種由遺傳原因造成的形態(tài)發(fā)生潛力的喪失是不可逆的。

　　2．生理說(shuō)

　　證據(jù)表明，至少在某些情況下，形態(tài)發(fā)生潛力的下降可能是由于細(xì)胞或組織內(nèi)激素平衡關(guān)系的改變?cè)斐傻�，或是由于�?xì)胞對(duì)外源生長(zhǎng)物質(zhì)敏感性的改變?cè)斐傻�。在這種情況下，細(xì)胞雖然停止了器官和胚胎的分化，但不一定就喪失了這種分化能力。因而，在這種情況下，如果改變外部處理?xiàng)l件，應(yīng)該有可能使細(xì)胞的這種內(nèi)在潛力得到恢復(fù)。在有些組織中，通過(guò)冷處理或改變培養(yǎng)基成分，確已實(shí)現(xiàn)了這種可能性。

　　如前所述，在胡蘿卜懸浮培養(yǎng)中，胚性細(xì)胞團(tuán)在含有生長(zhǎng)素的培養(yǎng)基中進(jìn)行增殖，在不含生長(zhǎng)素的培養(yǎng)基中發(fā)育胚胎，F(xiàn)ridborg和Eriksson(1975)看到，在含有2，4-D的培養(yǎng)基中培養(yǎng)8周之后，本來(lái)具有全能性的胡蘿卜培養(yǎng)物完全停止了胚胎發(fā)生過(guò)程，然而，若在這種含有生長(zhǎng)素的培養(yǎng)基中加人1％、4％的活性炭，喪失了的全能性又可以得到恢復(fù)。以上事實(shí)充分說(shuō)明，在這個(gè)培養(yǎng)系統(tǒng)中，胚性潛力的喪失可能是由于內(nèi)源生長(zhǎng)素水平提高所致。胡蘿卜的馴化愈傷組織的生長(zhǎng)并不需要外源生長(zhǎng)素。在第4．4．1節(jié)中所介紹的有關(guān)甜橙的例子同樣表明，在長(zhǎng)期培養(yǎng)的細(xì)胞中，內(nèi)源生長(zhǎng)素水平的提高與胚性潛力的喪失是密切相關(guān)的。

　　3．競(jìng)爭(zhēng)說(shuō)

　　這個(gè)假說(shuō)本質(zhì)上是前兩個(gè)假說(shuō)的結(jié)合。按照這個(gè)假說(shuō)的倡議者Smith和Street（1974）的看法，在胡蘿卜細(xì)胞長(zhǎng)期連續(xù)繼代培養(yǎng)期間，有兩個(gè)過(guò)程可能與胚胎發(fā)生能力的下降以致最終的喪失有關(guān)。首先，細(xì)胞對(duì)于生長(zhǎng)素（2，4一D）抑制全能性表達(dá)的作用變得比較敏感；其次，隨著時(shí)間的推移，由于培養(yǎng)細(xì)胞在細(xì)胞學(xué)上的不穩(wěn)定性，出現(xiàn)了缺乏胚性潛力的新的細(xì)胞系。這些細(xì)胞學(xué)上的變化不一定是染色體數(shù)目的變化，而可能只是遺傳信息的小的突變、丟失或易位。實(shí)際上，J。nes（1974）已經(jīng)證實(shí)，在胡蘿卜培養(yǎng)物中，細(xì)胞群體在成胚能力上的不穩(wěn)定性，可能是由用于建立該培養(yǎng)物的組織帶來(lái)的。在復(fù)雜的多細(xì)胞外植體中，只有少數(shù)細(xì)胞能夠產(chǎn)生胚性細(xì)胞團(tuán)，其余細(xì)胞都是非全能性的。按照這種競(jìng)爭(zhēng)說(shuō)，如果非胚性的細(xì)胞類型在所用的培養(yǎng)基中具有生長(zhǎng)上的選擇優(yōu)勢(shì)，在反復(fù)的繼代培養(yǎng)中，非胚性細(xì)胞的群體將會(huì)逐步增加，而胚性成分則逐漸減少。到了一定時(shí)期之后，培養(yǎng)物中已不再含有任何胚性細(xì)胞，這時(shí)若想再恢復(fù)它們的胚胎發(fā)生能力就不可能了。然而，如果在培養(yǎng)物中存在少量胚性細(xì)胞，只是由于處在支配地位的非胚性細(xì)胞的抑制作用，這些胚性細(xì)胞的全能性無(wú)法表達(dá)，在這種情況下，通過(guò)改變培養(yǎng)基成分，使之有選擇地促進(jìn)全能細(xì)胞的增殖，就應(yīng)當(dāng)有可能恢復(fù)該培養(yǎng)物的形態(tài)發(fā)生潛力。