【正文】 蛋白質(zhì)的修飾、加工過程 ,以及蛋白質(zhì)活性問題。此法可對基因的轉(zhuǎn)錄情況進(jìn)行較詳細(xì)的分析， 如 RNA轉(zhuǎn)錄的大小及豐度等。 二 .體細(xì)胞胚發(fā)生中基因表達(dá)常用鑒定方法 (1) Northern雜交： 通過細(xì)胞總 RNA或 Ploy(A) mRNA與探針的雜交 來分析基因轉(zhuǎn)錄水平的方法，稱 Northern 雜交。 擬南芥根離體培養(yǎng)過程中和莖（芽）形成相關(guān)基因的表達(dá)順序 自體調(diào)節(jié) /反饋調(diào)節(jié) 原套 原體 cz PZ RZ STM CUC2 出生側(cè)枝 ?擬南芥胚胎發(fā)育過程中典型基因的表達(dá)模式 GA STM (KNOX) CK ARR WUS High CK/Auxin Ratio Low GA AUXIN STM (KNOX) CK CUC Low CK/Auxin Ratio High GA ?胚胎發(fā)育過程中典型基因的表達(dá)模式 167。肋區(qū)促成莖的伸長。 調(diào)節(jié)植物體內(nèi)激素 的分布和時間 腋芽和莖尖分生組織發(fā)育 的時間和腋芽形成數(shù)目 （促進(jìn)或抑制）腋芽分生組織及其后的發(fā)生發(fā)育過程的基因 ● 與生長素、細(xì)胞分裂素或獨(dú)角金內(nèi)酯信號傳導(dǎo)有關(guān)的因子 : PIN、 CRE AHKS、 MAX1等； ● 與細(xì)胞分裂相關(guān)的細(xì)胞周期蛋白和細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶CDKS（ cyclin dependentkinase）； ● 與莖尖分生組織發(fā)育相關(guān)基因： KNOX、 WUS、 MOC LS、CLV CLV3等； 腋芽分生組織及 其后的發(fā)生發(fā)育過程 三 .KNOX基因與莖尖組織發(fā)育 KNOX（ KNOTTEDlike homeobox genes） 家族是植物中 的 4個同源異型盒基因家族（ KNOX、 WOX、 BELL、 HDZIP） 之一，幾乎存在于所有的單子葉和雙子葉植物中。 ?現(xiàn)有的研究主要集中在兩個方面 :一是從解剖學(xué)角度說明其形態(tài)發(fā)生過程；另一個是尋找參與調(diào)控器官原基發(fā)生和表達(dá)的基因與蛋白。 一 .離體培養(yǎng)過程中的發(fā)育事件 ● 感受 （ petence）： 某些細(xì)胞對激素的誘導(dǎo)產(chǎn)生反應(yīng)。 愈傷組織繼代培養(yǎng)的次數(shù)與細(xì)胞染色體變異的頻率呈正相 關(guān)，即細(xì)胞倍性混亂程度增大，異形核細(xì)胞比 例增加。多基因控制的數(shù)量性狀變異 ,如株高、抽穗期變異等。 三 .遺傳穩(wěn)定性與變異性 ： 一般認(rèn)為 ,通過體細(xì)胞胚發(fā)生途徑形成再生植株是 相對穩(wěn)定的。 因而如何改善條件 ,減少細(xì)胞間相互競爭作用是提 高體細(xì)胞胚發(fā)生頻率的重要途徑。 ◆ 多種植物中都觀察到 ,早期的胚性細(xì)胞與周圍細(xì)胞還存在胞間連絲 ,但隨著胚性細(xì)胞的發(fā)育 ,細(xì)胞壁加厚 ,胞間連絲消失或被堵塞。 (physiological isolation)： 即胚性細(xì)胞與周圍細(xì)胞或組織形成明顯界限的現(xiàn)象。 表達(dá)階段 生理生化變化的范圍與程度，決定外植體形態(tài)發(fā)生的質(zhì)量。 3. 體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為胚性細(xì)胞的漸變理論 即一個細(xì)胞系的發(fā)生與形成是一個特定基因組中 基因活化的結(jié)果： ● 一是預(yù)定階段，即細(xì)胞在脫分化時基因所處的 特殊狀態(tài)（預(yù)定性）； ● 二是表達(dá)階段，在適合的 誘導(dǎo)條件下 ,預(yù)定的細(xì)胞發(fā)生一系列的生理生化和形 態(tài)上的變化 ,表現(xiàn)出分化的特性。 ● 在石防風(fēng)懸浮培養(yǎng)的體細(xì)胞中也觀察到 無絲分裂 ，其中多為縊縮分裂，形成兩個細(xì)胞核； ● 3H胸苷 (3HdT)標(biāo)記實(shí)驗(yàn)表明 ,開始是愈傷組織外層少數(shù)細(xì)胞被標(biāo)記。 (5) ABA合成抑制劑不僅降低內(nèi)源 ABA 含量 ,而且抑制體細(xì)胞胚胎發(fā)生。 球形胚 梨形胚 香蕉形胚 子葉分化期胚 成熟胚 103 103 103 103 103 淀 粉 粒 初期 發(fā)育中的 二細(xì)胞 多細(xì)胞 球形胚 成熟胚 胚性細(xì)胞 胚性細(xì)胞 原胚 原胚 ? 小麥體細(xì)胞胚發(fā)生過程中淀粉粒消長動態(tài)與小麥合子胚基本一致； ? 單子葉與雙子葉植物體細(xì)胞胚發(fā)生過程中淀粉粒消長動態(tài)趨勢相似； 應(yīng)用 3H胸苷 (3H dT)標(biāo)記 ,放射自顯影方法研究表明 :愈傷組織轉(zhuǎn)入 “ 胚發(fā)生培養(yǎng) ” 4h后，標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)和標(biāo)記量逐漸增加，到 “ 球形胚 ” 時 DNA合成速率達(dá)到最高峰 . ● 隨著體細(xì)胞胚的發(fā)育 ,DNA合成明顯增加 : 8 8 2 2 (1) 胚性愈傷組織 (EC)的內(nèi)源激素含量遠(yuǎn)高于非胚性愈傷組織 (NEC)； (2)胚性細(xì)胞中內(nèi)源 GA水平較低，非胚性細(xì)胞中較高。 ● 推測：處于 “ 生理隔離 ”晚期的胚性細(xì)胞或胚性細(xì)胞團(tuán)一直處于一個 厚壁包圍 之中，與其周圍細(xì)胞之間的胞間連絲也消失。細(xì)胞壁加厚，且 存在著胞間連絲。 ● 小麥體細(xì)胞胚微結(jié)構(gòu)的變化 小結(jié) ?體細(xì)胞胚胎發(fā)生的脫分化與再分化。 愈傷組織圓形薄壁細(xì)胞的核增大 ,核仁著色深 ,一般具 有兩個以上的核仁，大液泡消失，細(xì)胞質(zhì)電子密度明顯加強(qiáng)，質(zhì)體 plastid),核糖體 (ribosome)，特別是線 粒體 (mitochondrion) 數(shù) 量明顯增加 ,同時核糖體不僅數(shù)量增加 ,而且聚集成多聚核糖體 (polyriBosome or polysome)。最 下端產(chǎn)生胚根 (radicle)。 ● 在某些條件下 ,體細(xì)胞胚發(fā)生是有先后或反復(fù)進(jìn)行的 ,新的胚胎發(fā)生中心有可能從原胚細(xì)胞群中或從胚體中產(chǎn)生。 原胚 多細(xì)胞原胚 球形胚 魚雷胚 成熟胚 1）發(fā)生過程與合子相似 : 在離體條件下誘導(dǎo)體細(xì)胞胚胎發(fā)生與相應(yīng)的合子 胚發(fā)生過程大同小異： 胚性細(xì)胞 多細(xì)胞原胚 球形胚 梨形胚 盾片胚 成熟胚 (具胚芽和胚根 ) 體細(xì)胞胚的第一次分裂雖多為不均等分裂，但也有近似的均等分裂。 未授粉 胚珠 植株 167。 ▲ 特點(diǎn)：繁殖速度快，但遺傳性不穩(wěn)定。 桃幼胚培養(yǎng) 直胚型 （ embryo） 桃兒七幼胚培養(yǎng) 三 .器官型 (Organ type) 器官外植體 不定芽 再生植株。 32 體細(xì)胞離體再生的基本類型及特點(diǎn) 一 . 不定芽型 (Adventitous bud type) 芽外植體 不定芽 再生植株。 由未授粉的胚囊形成愈傷組織大致有兩種可能： 孤雌生殖：由未授精的卵細(xì)胞 單倍體無融合生殖 形成單倍體胚 （減數(shù)的胚囊） 無胚子生殖：由助細(xì)胞、反足 細(xì)胞發(fā)育成單倍體胚 二倍體無融合生殖： 由胚囊中未經(jīng)減數(shù)分裂的孢 原細(xì)胞形成二倍體胚?；ǚ郯l(fā)育是從 單細(xì)胞開始的，追蹤研究從單細(xì)胞到完整植物體的 全過程，有利于研究胚胎發(fā)育中的調(diào)控機(jī)理。 （四） E 途徑（ E route） ● 特點(diǎn)：花粉內(nèi)的營養(yǎng)核和生殖核獨(dú)立分裂，形成 兩類細(xì)胞群，各群的子細(xì)胞都類似于其母細(xì)胞。大概有三種方式： ▲ B1 形成的兩個營養(yǎng)型細(xì)胞在以后的幾次分裂中是 同步的 ，則大多數(shù)以胚狀體的形式形成花粉胚。在毛葉蔓陀羅和小麥中發(fā)現(xiàn)此途 徑。 ▲ AG 途徑：生殖細(xì)胞發(fā)育成單倍性胚狀體，營養(yǎng)細(xì)胞退化消失。第三章 植物離體細(xì)胞發(fā)育的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ) 167。在煙草、顛茄、大麥、黑麥、小麥、水稻、玉米等中存在。在此途徑中，常會 發(fā)生生殖核的核內(nèi)復(fù)制（ Endoreduplication of generator）。 其典型作物是毛葉曼陀羅，在小麥、小黑麥、水 稻、橡膠、楊樹、玉米等植物中已見到這種發(fā)育途 徑。 ▲ B3 形成的兩個營養(yǎng)型細(xì)胞在不同時期發(fā)生 核融合或核內(nèi)復(fù)制 ，結(jié)果產(chǎn)生不同倍性的花粉胚。 如 2,4D對對愈傷組織的形成是必需的，而胚狀體 的形成不是必需的； ● 有利于研究花粉氈絨層細(xì)胞等其他花藥組織細(xì)胞 的作用，研制大幅度提高花粉胚誘導(dǎo)頻率的新技術(shù)： 如 Nitsch曾經(jīng)計(jì)算過煙草一個花藥具有產(chǎn)生 1440 棵植株的潛力，而實(shí)際上只能形成 30多個植物體； ● 了解不同倍性花粉植株的來源，為雜交育種提 供原始材料：只有純合二倍體植株，才是育種的最 理想的和需要的； ● 研究細(xì)胞分化和胚胎發(fā)生規(guī)律。 在子房和胚珠培養(yǎng)中，除胚囊細(xì)胞發(fā)形成再生植 株外，胚囊以外的珠柄、珠被和子房壁細(xì)胞均有可 能發(fā)育形成不定胚而產(chǎn)生二倍體再生株。 167。 種子或胚 芽（帶芽原球莖 ) 植株。 器官外植體 愈傷組織 分化再生植株。如 胡蘿卜 1