1.什么是細(xì)胞全能性？
細(xì)胞全能性（cell totipotency）比較權(quán)威的定義是1984年國際組織培養(yǎng)協(xié)會(huì)做出的："細(xì)胞全能性為細(xì)胞的某種特征，有這種能力的細(xì)胞保留形成有機(jī)體所有細(xì)胞類型的能力"。這個(gè)定義比一般所說的概念"一個(gè)細(xì)胞中包含著這種生物的全部遺傳信息（基因），在適當(dāng)?shù)臈l件下可以發(fā)育成一個(gè)完整的生物體"更基本和全面。它不但包含了培養(yǎng)細(xì)胞再生成植株的情況（分化成各種類型的細(xì)胞，并以一定形式構(gòu)建成植物），同時(shí)也包含了培養(yǎng)細(xì)胞生產(chǎn)次生代謝物的情況（不分化或只分化成某種類型細(xì)胞，但仍留著分化為其他細(xì)胞類型的能力）。前者成為組織培養(yǎng)和轉(zhuǎn)基因植物需要進(jìn)行植株再生的理論基礎(chǔ)，后者成為像微生物發(fā)酵一樣培養(yǎng)細(xì)胞，生產(chǎn)人們所需要的次生代謝產(chǎn)物的理論基礎(chǔ)，如通過紅豆杉的細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇。
2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)是如何發(fā)展起來的？
技術(shù)和理論是一對(duì)孿生兄弟，相輔相成，技術(shù)手段的發(fā)明會(huì)促進(jìn)理論的創(chuàng)新，理論的創(chuàng)新又會(huì)指導(dǎo)技術(shù)的實(shí)踐活動(dòng)。植物組織培養(yǎng)也是如此。 早在1902年，哈伯蘭特（Haberlandt）提出高等植物的器官和組織可以不斷地分割，直至單個(gè)細(xì)胞的觀點(diǎn)，預(yù)言植物體細(xì)胞在適宜的條件下，有發(fā)育成完整植株的潛力，提出了植物細(xì)胞全能性的設(shè)想，并且用植物細(xì)胞組織進(jìn)行了培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。他雖然未能獲得再生植株，卻是植物組織培養(yǎng)的開創(chuàng)者。1902年他發(fā)表了著名論文《植物細(xì)胞離體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)》，論文中提出的植物細(xì)胞全能性的理論是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)。 從哈伯蘭特提出植物細(xì)胞全能性的理論，到1958年斯圖爾德（F.C.Steward）等人第一次用胡蘿卜根的韌皮部細(xì)胞證實(shí)了植物細(xì)胞的全能性，用了整整56年。56年中許多科學(xué)家做的事情歸納起來都是在探索哈伯蘭特提出的"植物細(xì)胞在適宜條件下，有發(fā)育成完整植株的潛力"中的適宜條件。 20世紀(jì)60年代以后，植物組織培養(yǎng)進(jìn)入了迅速發(fā)展階段，并逐步走向生產(chǎn)應(yīng)用，如快繁脫毒、單倍體育種、種質(zhì)資源保存、生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物等，也為人工種子、細(xì)胞融合、轉(zhuǎn)基因植物等奠定了基礎(chǔ)。
3.怎樣制備胡蘿卜培養(yǎng)基（供參考）？
（1）誘導(dǎo)胡蘿卜愈傷組織 在MS培養(yǎng)基［注］中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5 mg/L的6-BA和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5 mg/L的NAA
（2）誘導(dǎo)胡蘿卜叢芽 在MS培養(yǎng)基中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 mg/L的KT和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2 mg/L的NAA
（3）誘導(dǎo)胡蘿卜生根 在1/2MS培養(yǎng)基中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1 mg/L的NAA ［注］：MS培養(yǎng)基的配制方法見《選修1附錄3中八》。
4.植物組織培養(yǎng)中的愈傷組織是如何形成及再分化的？
植物組織培養(yǎng)中使用的外植體一般是高度分化了的細(xì)胞，在植物體中是不會(huì)再分裂繁殖的，只是執(zhí)行某種功能直至死亡。這些細(xì)胞在培養(yǎng)基上培養(yǎng)時(shí)會(huì)由原來的分化狀態(tài)，變成分生狀態(tài)的細(xì)胞，分裂產(chǎn)生愈傷組織，這個(gè)過程稱為脫分化（dedifferentiation）過程。這種轉(zhuǎn)變?cè)诩?xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化上都會(huì)產(chǎn)生一系列變化。組織培養(yǎng)的研究結(jié)果表明分化細(xì)胞的脫分化需要兩個(gè)條件，即創(chuàng)傷和外源激素。 目前人們對(duì)于脫分化過程的本質(zhì)還不清楚。分化細(xì)胞在細(xì)胞周期中是處于一種相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的細(xì)胞（G0期細(xì)胞），脫分化是要打破這種狀態(tài)，使細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期中的G1期，并沿著G1期→S期→G2期→M期的循環(huán)進(jìn)行細(xì)胞分裂，形成愈傷組織�，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)細(xì)胞周期受基因調(diào)控，一種稱為編碼細(xì)胞周期依賴性激酶CDK（cycilin dependent kinase）的基因和一種細(xì)胞周期蛋白（cyclin）可能與植物細(xì)胞脫分化的第一次分裂啟動(dòng)有關(guān)。那么，什么因素誘導(dǎo)細(xì)胞周期調(diào)控基因的作用，培養(yǎng)實(shí)踐證明與外源激素有關(guān)。至于激素如何誘導(dǎo)以及誘導(dǎo)作用的過程目前仍不清楚，有待深入研究。分化細(xì)胞脫分化后細(xì)胞結(jié)構(gòu)有兩點(diǎn)明顯的變化：一是在細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)液泡蛋白；二是葉綠體轉(zhuǎn)變成原質(zhì)體。 當(dāng)細(xì)胞脫分化形成愈傷細(xì)胞后，經(jīng)過一段時(shí)期的分裂，細(xì)胞群體變成不是一種細(xì)胞類型的均一群，又會(huì)產(chǎn)生分化，形成分生細(xì)胞或分生細(xì)胞團(tuán)，由此再生成植株有兩條途徑：一是形成體細(xì)胞胚（功能類似于受精過程產(chǎn)生的胚），通過體細(xì)胞胚形成再生植株。二是走器官發(fā)生的途徑再生植株，分生細(xì)胞在一定的誘導(dǎo)條件下重建芽的分生組織，分化出芽后再生根，成為完整的植株。
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