《植物组织培养》
Plant Tissue Culture
作者:Vinay Sharma;
Afroz Alam
出版社: I.K. International Publishing House
索书号:Q943.1/S531/2015/Y
ISBN:9789384588441
组织培养是指植物的任何器官、组织或细胞,在人工预知的控制条件下,于含有营养物质和植物生长调节物质等组成的培养基中,使其生长、分化形成完整植株的过程。组织培养的理论依据是植物细胞具有全能性。即植物体任何一个细胞都携带着一套发育成完整植株的全部遗传信息,在离体培养情况下,这些信息可以表达,产生出完整植株。
植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论,近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术。植物的组织培养广义又叫离体培养,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,通过无菌操作,在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上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。狭义是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。
植物细胞组织培养,也称为体外无菌培养,在基础和应用研究以及商业应用中都是一种重要的工具。尽管Street建议更严格地使用该术语,但植物组织培养通常用于细胞、组织、器官的无菌培养,今天,基本上任何植物转化实验都在某种程度上取决于组织培养,从分离的细胞或组织中体外再生植物的能力是基于各种植物培养技术的。这种技术依赖于两个概念:可塑性和全能性。这两个概念对于理解植物细胞培养和再生至关重要,与动物相比,植物对极端条件和捕食的耐受能力更强。植物生长和发育的许多过程都适应环境条件。这种可塑性使植物能够调整其新陈代谢、生长和发育,以最适合其环境。这种变化最重要的方面是,就植物组织培养和再生而言,是指从植物的几乎任何组织开始细胞分裂的能力,以及在特定刺激下再生丢失的器官或经历不同的发育途径的能力。当植物细胞和组织在体外培养时,它们通常表现出非常高的可塑性,它允许一种组织或器官从另一种类型开始。这样,整个植物可以随后再生。整个生物的再生取决于这样一个概念,即所有植物细胞在正确的刺激下,表达亲本植物的总遗传潜能。这种遗传潜能的维持被称为全能性。
全能性是指单个细胞(通常是干细胞)分裂和产生生物体内所有分化细胞的能力,包括胚胎外组织。例如,植物切割可以用来生长整个植物。人类的发育开始于精子使卵子受精并产生一个全能细胞。在受精后的最初几个小时,这个细胞分裂成相同的全能细胞,在受精后大约四天,经过数个细胞分裂周期后,这些全能细胞开始专门化。
全能细胞具有全能潜能。它们特化为多能细胞,可以生长到胎儿发育所需的大部分组织,但不是所有组织。多能细胞进一步特化,致力于生长到具有特定功能的细胞,全能细胞必须不仅能够分化为任何细胞,在血液中的红细胞、白细胞和血小板,而且能够分化为与该组织相关的胚胎外组织,控制全能性的分子机制目前尚不清楚,也是当前研究的主题。特别是,2006年2月发表在《科学》杂志上的一份报告指出,在模式生物秀丽隐杆线虫中,包括RNA调节在内的多种机制在不同发育阶段保持全能性。
多能性在细胞生物学中,多能性细胞是能够分化为大多数细胞类型的细胞,多能干细胞可以发育成三种主要组织类型中的任何一种:内胚层(胃内层、胃肠道、肺)、中胚层(肌肉、骨骼、血液、泌尿生殖器官)或外胚层(表皮和神经系统)。内胚层是胚胎的最内层,中胚层介于两者之间,外胚层是最外层的多能干细胞,它们可以最终专攻任何身体组织,但它们本身不能发育成人类,因为它们不能发育成胚胎外组织,如胎盘,但这些类型是有限的。多能干细胞的一个例子是造血细胞——一种可以发育成几种血细胞的血液干细胞,但永远不会发育成脑细胞或其他类型的细胞,科学家们长期以来一直认为,分化的细胞不能以任何方式改变或导致其行为,而不是以天然的方式表现。然而,新的研究甚至质疑了这一假设。在最近的干细胞实验中,科学家们已经能够说服血液干细胞表现得像神经元或脑细胞。科学家们现在相信,干细胞研究可以揭示比以前所知的更多关于我们身体的重要信息。我们也在继续研究,看看是否有可能将多能细胞转化为多能细胞。
单能细胞在细胞生物学中,用于描述一种细胞(例如,干细胞),它有能力发展/分化为一种组织/细胞类型。这是一种独特的自我特性。然而,实际上,植物细胞培养和再生为全能性提供了最有力的证据。然而,确定培养条件和实现这种全能性所需的刺激可能极为困难,这仍然是一个很大程度上的经验过程这些方法仍在用于作物改良,但这些方法有几个缺点,例如,纯系生产是一个耗时的过程,效率不高等。植物组织培养是一种很有前途的技术,可以解决与传统育种技术相关的问题,从而提高其效率,在人工培养基上从母植物分离的组织或器官。它包括用于研究许多植物学科的技术和方法,并有几个实际目标。在开始通过组织培养方法繁殖植物之前,有必要对植物材料在试管中的生长和操作方式有一个清晰的了解。在试管中,植物可以进行植物生长和无组织生长
《植物组织培养》一书于2015由 I.K. International
Publishing House出版,作者是Vinay Sharma和Afroz Alam。
Vinay Sharma,博士(CCS大学),教授兼系主任,巴纳斯塔利大学DBT赞助的生物技术硕士课程和生物信息学中心协调员,在1986-96年间在I.I.T.Roorkee和1996年之后在巴纳斯塔里大学植物科学教学和研究方面拥有丰富的经验。他在著名的国际期刊上发表了200多篇研究论文,并指导了45位博士。他在许多教育创新方面获得了认可,并获得了印度和国外多个著名的奖学金和奖项,包括ISCA颁发的青年科学家奖、生物科学学会颁发的Zahor Qasim金奖和植物研究学会颁发的杰出科学家奖。他曾在德国和美国担任客座教授。他成功地处理了多个由不同科学机构资助的研究项目,包括DST、DBT、ICAR、UGC和DAAD。他目前正在监督几位年轻科学家进行创新植物生物技术研究。
Afroz Alam,现任巴纳斯塔利大学(拉贾斯坦邦)生物科学和生物技术系副教授。他在勒克瑙大学(U.P.)获得了硕士和博士学位。他还通过了ASRB-NET(ICAR)考试。在研究期间,他被新德里环境与森林部授予J.R.F.和S.R.F。阿拉姆博士有丰富的教学和研究经验。他在各种著名的国际和国家期刊上发表了约60篇研究文章,并培养了2名博士。他与知名出版商合作撰写了4本教科书。他是各种植物科学协会的终身会员。他还隶属于国际知名期刊,担任其编辑委员会成员。
本书作为讲述植物组织培养的书籍,内容专业详实,语言浅显易懂,具有以下特点:
1、语言浅显易懂,图文结合,帮助读者理解
2、含有大量参考文献,帮助读者进一步理解植物组织培养相关知识
3、本书最后罗列大量植物组织培养的专业词汇
本书目录
1.
简介
2.
植物组织培养的基本设备和设施
3.
媒介组合
4.
植物组织培养技术
5.
植物细胞培养
6.
原生质体的分离和培养
7.
体细胞杂交
8.
体细胞胚胎发生
9.
合成种子
10.
微体繁殖
11.
单倍体生产
12.
三倍体生产
13.
胚胎培养
14.
种质资源储存
15.
遗传进化
16.
转基因植物:风险与收益
17.
代谢工程
18.
植物基因工程——感兴趣的基因
19.
分子标记及其在植物中的应用
20.
植物组织培养和企业家的范围
王昊宇 武汉大学生命科学学院 博士研究生