植物組織培養(yǎng)發(fā)展史3頁

1、植物組織培養(yǎng)的發(fā)展歷程 日期：2010年5月9日來源：互聯(lián)網(wǎng)作者：植物組培網(wǎng)點(diǎn)擊：1372 植物組織培養(yǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展只是近50年的事，但它的研究可追溯到20世紀(jì)初期，根據(jù)其發(fā)展情況大致分為三個(gè)階段。 階段 年份 主要內(nèi)容 探索階段 1839 Schleidon和Schwann提出細(xì)胞學(xué)說 1902 Haberlandt提出植物細(xì)胞全能學(xué)說 1904 Hanning進(jìn)行胚離體培養(yǎng)獲得成功 1922 Kotte和Robbins進(jìn)行根尖和莖尖培養(yǎng)形成了缺綠的葉和根 奠基階段 1934 White進(jìn)行番茄根培養(yǎng)建立了第一個(gè)活躍生長的無性繁殖系 1937 White建立了第一個(gè)由已知化合物組成的綜合培

2、養(yǎng)基 1943 White出版了植物組織培養(yǎng)手冊 1948 Skoog和崔 發(fā)現(xiàn)腺嘌呤或腺苷可以解除IAA對芽形成的抑制 1952 Morel和Miller通過莖尖培養(yǎng)獲得脫毒大麗花植株 1954 Muir使單細(xì)胞培養(yǎng)獲得成功 1956 Miller等人發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞分裂素-激動(dòng)素 1957 Skoog和Miller提出植物生長調(diào)節(jié)劑控制器官形成的概念 1958 Steward等獲得體細(xì)胞胚,證實(shí)了Haberlandt的細(xì)胞全能性 迅速發(fā)展階段 1960 Cocking等人用真菌纖維素酶分離植物原生質(zhì)體獲得成功 1960 Morel利用莖尖培養(yǎng)獲得脫毒蘭花,形成了”蘭花產(chǎn)業(yè)” 1962 Muras

3、hibe和Skoog發(fā)表了MS培養(yǎng)基 1964 Guha等在葉曼陀羅上由花粉誘導(dǎo)得到單倍體植株 1971 Takebe等在煙草上首次由原生質(zhì)體獲得了再生植株 1972 Carlson等在煙草上獲得了第一個(gè)體細(xì)胞種間雜種 1974 Kao等人建立原生質(zhì)體的高鈣高pH的PED融合法 1978 Melchers獲得了第一個(gè)屬間雜種植株-馬鈴薯番茄 1983 Zambryski等采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)獲得首例轉(zhuǎn)基因植物 一、探索階段根據(jù)Schleiden和Schwann的細(xì)胞學(xué)說，1902年德國植物生理學(xué)家Haberlandt提出了細(xì)胞全能性理論，認(rèn)為在適當(dāng)?shù)臈l件下，離體的植物細(xì)胞具有不斷分裂和繁殖，并發(fā)育成

4、完整植株的潛在能力。為了證實(shí)這一觀點(diǎn)，他在Knop培養(yǎng)液中離體培養(yǎng)野芝麻、鳳眼蘭的柵欄組織和虎眼萬年青屬植物的表皮細(xì)胞。由于選擇的實(shí)驗(yàn)材料高度分化和培養(yǎng)基過于簡單，他只觀察到細(xì)胞的增長，并沒有觀察到細(xì)胞分裂。但這一理論對植物組織培養(yǎng)的發(fā)展起了先導(dǎo)作用，激勵(lì)后人繼續(xù)探索和追求。1904年Hanning在無機(jī)鹽和蔗糖溶液中對蘿卜和辣根菜的胚進(jìn)行培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)離體胚可以充分發(fā)育成熟，并提前萌發(fā)形成小苗。1922年，Haberlandt的學(xué)生Kotte和美國的Robins在含有無機(jī)鹽、葡萄糖、多種氨基酸和瓊脂的培養(yǎng)基上，培養(yǎng)豌豆、玉米和棉花的莖尖和根尖，發(fā)現(xiàn)離體培養(yǎng)的組織可進(jìn)行有限的生長，形成了缺綠的

5、葉和根，但未發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)細(xì)胞有形態(tài)發(fā)生能力。在Haberlandt實(shí)驗(yàn)之后的30年中，人們對植物組織培養(yǎng)的各個(gè)方面進(jìn)行了大量的探索性研究，但由于對影響植物組織和細(xì)胞增殖及形態(tài)發(fā)生能力的因素尚未研究清楚，除了在胚和根的離體培養(yǎng)方面取得了一些結(jié)果外，其他的沒有大的進(jìn)展。 二、奠基階段直到1934年，美國植物生理學(xué)家White利用無機(jī)鹽、蔗糖和酵母提取液組成的培養(yǎng)基上進(jìn)行番茄根離體培養(yǎng)，建立了第一個(gè)活躍生長的無性繁殖系，使根的離體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)獲得了真正的成功，并在以后28年間反復(fù)轉(zhuǎn)移到新鮮培養(yǎng)基中繼代培養(yǎng)了1600代。1937年White又以小麥根尖為材料，研究了光照、溫度、培養(yǎng)基組成等各種培養(yǎng)條件對生長的

6、影響，發(fā)現(xiàn)了B族維生素對離體根生長的作用，并用吡哆醇、硫胺素、煙酸3種B族維生素取代酵母提取液，建立了第一個(gè)由已知化合物組成的綜合培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基后來被定名為White培養(yǎng)基。與此同時(shí)，法國的Gautherer在研究山毛柳和黑楊等形成層的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，提出了B族維生素和生長素對組織培養(yǎng)的重要意義，并于1939年連續(xù)培養(yǎng)胡蘿卜根形成層獲得首次成功，Nobecourt也由胡蘿卜建立了與上述類似的連續(xù)生長的組織培養(yǎng)物。White于1943年出版了植物組織培養(yǎng)手冊專著，使植物組織培養(yǎng)開始成為一門新興的學(xué)科。White、Gautherer和Nobecourt 3位科學(xué)家被譽(yù)為植物組織培養(yǎng)學(xué)科的典籍人。

7、1948年美國學(xué)者Skoog和我國學(xué)者崔 在煙草莖切段和髓培養(yǎng)以及器官形成的研究中發(fā)現(xiàn)，腺嘌呤或腺苷可以解除培養(yǎng)基中生長素（IAA）對芽形成的抑制作用，能誘導(dǎo)形成芽，從而認(rèn)識到腺嘌呤和生長素的比例是控制芽形成的重要因素。1952年Morel和Martin通過莖尖分生組織的離體培養(yǎng)，從已受病毒侵染的大麗花中首次獲得脫毒植株。1953-1954年Muir利用振蕩培養(yǎng)和機(jī)械方法獲得了萬壽菊和煙草的單細(xì)胞，并實(shí)施了看護(hù)培養(yǎng)，使單細(xì)胞培養(yǎng)獲得初步成功。1957年，Skoog和Miller提出植物生長調(diào)節(jié)劑控制器官形成的概念，指出通過控制培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素的比例來控制器官的分化。1958年英國學(xué)者

8、Steward等以胡蘿卜為材料，通過體細(xì)胞胚胎發(fā)生途徑培養(yǎng)獲得完整的植株，首次得到了人工體細(xì)胞胚，證實(shí)了Haberlandt的細(xì)胞全能性理論。在這一發(fā)展階段，通過對培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件的廣泛研究，特別是對B族維生素、生長素和細(xì)胞分裂素作用的研究，從而確立了植物組織培養(yǎng)的技術(shù)體系，并首次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了細(xì)胞全能性，為以后的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 三、迅速發(fā)展階段當(dāng)影響植物細(xì)胞分裂和器官形成的機(jī)理被揭示后，植物組織培養(yǎng)進(jìn)入了迅速發(fā)展階段，研究工作更加深入，從大量的物種誘導(dǎo)獲得再生植株，形成了一套成熟的理論體系和技術(shù)方法，并開始大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用。1960年Cocking用真菌纖維素酶分離番茄原生質(zhì)體獲得成

9、功，開創(chuàng)了植物原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交的工作。1960年Morel利用莖尖培養(yǎng)蘭花，該方法繁殖系數(shù)極高，并能脫去植物病毒，其后開創(chuàng)了蘭花快速繁殖工作，并形成了“蘭花產(chǎn)業(yè)”。1962年Murashibe和Skoog發(fā)表了適用于煙草愈傷組織快速生長的改良培養(yǎng)基，也就是現(xiàn)在廣泛使用的MS培養(yǎng)基。1964年印度Guha等人成功地在毛葉曼佗羅花藥培養(yǎng)中，由花粉誘導(dǎo)得到單倍體植株，從而促進(jìn)了花藥和花粉培養(yǎng)的研究。1971年Takebe等在煙草上首次由原生質(zhì)體獲得了再生植株，這不僅證實(shí)了原生質(zhì)體同樣具有全能性，而且在實(shí)踐上為外源基因的導(dǎo)入提供了理想的受體材料。1972年Carlson等利用硝酸鈉進(jìn)行了兩個(gè)煙草物種之間原生質(zhì)體融合，獲得了第一個(gè)體細(xì)胞種間雜種植株。1974年Kao等人建立了原生質(zhì)體的高鈣高pH的PEG融合法，把植物體細(xì)胞雜交技術(shù)推向新階段。隨著分子遺傳學(xué)和植物基因工程的迅速發(fā)展，以植物組織培養(yǎng)為基礎(chǔ)的植物基因轉(zhuǎn)化技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，并取得了豐碩成果。自1983年Zambryski等采用根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化煙草，