| | 植物實驗胚胎學
zhiwu shiyan peitaixue
植物實驗胚胎學
plant experimental embryology
以實驗方法研究植物發育過程的分支學科。植物實驗胚胎學以離體培養為主要手段，如雌雄性器官培養，試管受精，花粉萌發和花粉管生長，胚和胚乳的培養，誘導多胚及單倍體胚狀體等。
它的主要目的在於：①瞭解控製各個時期的過程；②改變整體或離體部分的環境條件，從而探索調控這些發育過程的規律性,使其在人工控製條件下,嚮有利於人類的方向發展。植物實驗胚胎學與細胞學、生理學、生物化學以及遺傳學有着密切的關係，而且又直接與植物育種有關。
研究方法離體培養 主要包括3個方面：①選擇適當的培養基，使各種細胞、組織或器官在最短時間內得到最適生長、發育和分化，這是一件繁復而關鍵的任務。培養生殖器官和組織的培養基，通常用p.r.懷特、j.p.尼奇、c.尼奇和f.斯科格等培養基。在上述基本培養基中，可以附加不同濃度的酪蛋白水解物，酵母提取物或椰子乳，各種植物生長素、赤黴素，各種氨基酸和其他化合物與各種植物提取物等。②無菌條件：包括培養基和研究材料的消毒，工作臺和培養室的淨化等。③培養材料通氣。
新技術的應用植物實驗胚胎學藉助各種近代的物理和化學的手段，例如透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、 x射綫、放射自顯影、熒光免疫技術、超微組織化學和其他生物化學、細胞生物學等方面的新技術，使植物實驗胚胎學的研究提高到分子水平，並進一步嚮廣度和深度發展。
起源和發展一般認為植物實驗胚胎學始於德國植物胚胎學家e.漢尼希1904年對植物胚的培養。他用的蘿蔔屬幾種植物（raphanus rativus,r.landra, r.cau-datus等）和辣根的後期胚作材料，在人工培養基(包括無機????和糖）上首次成功地培養出幼苗。1924年德國植物學家k.迪特裏希做了幾個科的離體胚培養，發現幼胚在人工培養基上可越過休眠期直接長成幼苗；接着德國植物學家 f.萊巴赫(1925,1929)第一個利用胚培養解决了遠緣雜交時胚敗育問題，獲得亞麻雜種。美國園藝學家h.b.圖基1933～1945年在培養早熟櫻桃等雜種中，利用胚培養方法成功地獲得雜種後代。這些工作為後來胚培養在雜交育種上的應用打下了基礎。
中國植物生理學家李繼侗、瀋同在1934年報道銀杏雌配子體對胚生長的影響，1943年植物生理學家羅士韋、植物胚胎學家王伏雄報道吲哚-3-乙酸(iaa)對鬆科植物幼胚生長的影響。
美國 j.van奧弗貝剋等發現椰子乳對曼陀羅幼胚生長有顯著作用，這在胚培養技術上是一個突破。胚培養最重要的問題是對不同階段發育胚的生長的調節，也就是說要弄清胚的生長隨着育齡的變化怎樣受外界物理和化學控製機製的影響。這樣就需要各種不同的滋養培養技術。
此外，在控製培養胚的形態發生時，必須加外源物質，促進胚的器官發生過程。所以，胚培養除了能得到正常雜交不能成功的雜種和剋服種子休眠問題外，也有助於對種子生理和發育的研究。目前幼胚培養尚有一定限製，特別是培養器官未分化的球形胚睏難更大。這方面的基礎研究，將開拓胚培養應用於實際的新領域。
美國植物生理學家c.d.拉魯在30年代開始即進行了胚、花藥、胚乳培養等開創性工作，為擴大實驗胚胎學的新領域做出了貢獻。50年代以來，印度在p.馬赫什瓦裏教授指導下，s.古哈和s.c.馬赫什瓦裏從曼陀羅花藥培養中獲得單倍體植株，引起各國植物學家的註意。中國自1970年以來，已在煙草、小麥、水稻等幾十種植物中培養出單倍體植株並開始在育種上應用。到20世紀80年代，花藥培養技術在茄科和禾本科植物兩個科中取得了很大成功。花藥培養迅速開展的主要原因在於它能加速純合性的獲得並便於遺傳組合的分析。當純合的單倍體加倍之後，可望選擇理想的基因組合。對遺傳學家和植物育種工作者實際應用來說，花藥培養技術還有許多限製因素；如花藥在培養時的生理育齡；花藥壁對花粉胚狀體發育的影響；單倍體的獲得頻率偏低；混倍植株的存在等。20世紀60～70年代的研究證明，單細胞的小孢子，通過一係列的細胞分裂、分化，最後可以獲得單倍體植株。在産生新的突變型方面，單倍體植株是很好的實驗材料。單倍體的遊離細胞還可以廣泛應用於誘變、原生質體培養和體細胞雜交等研究。
法國s.諾厄姆1976年首次從大麥未傳粉子房培養誘導産生了單倍體植株。在中國，1979年以來陸續在煙草、小麥、水稻等植物的未傳粉子房中獲得單倍體，並從胚胎發生方面做了較深入的研究。已傳粉的胚珠培養或種子培養可用於各種蘭花的快速繁殖。在棉花中已經證明，胚珠和纖維的生長受外源激素調節。胚珠培養還對研究細胞壁生物合成機製和細胞生長提供了很好的方法。在無菌條件下,對子房和胚珠進行試管傳粉和受精,是剋服不親和障礙嚮可配合性前進的重大的一步，這個技術將嚮屬間和種間雜交開闢新的研究領域。試管受精自1962年k.甘達等第1次試驗成功後,已有幾十種植物在實驗室育種工作中取得不同程度的成就。今後有可能應用於實際。
胚乳組織長期以來被認為是“死的”，不可能有形態發生和器官分化。但是，自1933年l.蘭普和c.o.米爾進行玉米離體胚乳和胚生長與發育的研究之後，到20世紀80年代已有10多種植物的胚乳培養獲得成功，而且還産生了無限生長的愈傷組織，並分化出三倍體的根、苗和小植株。由胚乳培養成的植株可以為園藝和遺傳研究提供材料。
展望近年來,在植物生殖生物學的研究中,隨着對形態結構與生理功能關係的深入認識，對植物器官、組織和細胞培養技術的應用，和對植物細胞胚的産生與有關全能性概念的瞭解，使實驗胚胎學的研究在理論和實際應用兩方面都發生了巨大的變化。在理論上，植物實驗胚胎學將重點集中於對胚的單細胞起源、發育及其與周圍環境相互作用的探討，對胚的器官發生、組織和細胞分化的研究逐漸深入到和領域。在應用上，通過近代生物學理論和技術的應用，對植物生殖過程的控製包括對、受精以及胚胎發生的控製等將會使育種和繁殖更加朝着人類願望的方向發展。
參考書目
鬍適宜：《被子植物胚胎學》，人民教育出版社，北京，1983。
p.馬赫什瓦裏著，陳機譯：《被子植物胚胎學引論》，科學出版社，北京，1983。
b.m.johri, experimental embryology of vascular plants, springer-verlag, berlin, heidelberg, new york,1982.
王伏雄張述祖陳祖鏗 | | 植物實驗胚胎學是以實驗方法研究植物發育過程的分支學科。植物實驗胚胎學以離體培養為主要手段，如雌雄性器官培養，試管受精，花粉萌發和花粉管生長，胚和胚乳的培養，誘導多胚及單倍體胚狀體等。
它的主要目的在於：①瞭解控製各個時期的過程；②改變整體或離體部分的環境條件，從而探索調控這些發育過程的規律性,使其在人工控製條件下,嚮有利於人類的方向發展。植物實驗胚胎學與細胞學、生理學、生物化學以及遺傳學有着密切的關係，而且又直接與植物育種有關。 | | 1、離體培養：主要包括3個方面：①選擇適當的培養基，使各種細胞、組織或器官在最短時間內得到最適生長、發育和分化，這是一件繁復而關鍵的任務。培養生殖器官和組織的培養基，通常用P.R.懷特、J.P.尼奇、C.尼奇和F.斯科格等培養基。在上述基本培養基中，可以附加不同濃度的酪蛋白水解物，酵母提取物或椰子乳，各種植物生長素、赤黴素，各種氨基酸和其他化合物與各種植物提取物等。②無菌條件：包括培養基和研究材料的消毒，工作臺和培養室的淨化等。③培養材料通氣。
2、新技術的應用：植物實驗胚胎學藉助各種近代的物理和化學的手段，例如透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、 X射綫、放射自顯影、熒光免疫技術、超微組織化學和其他生物化學、細胞生物學等方面的新技術，使植物實驗胚胎學的研究提高到分子水平，並進一步嚮廣度和深度發展。 | | 一般認為植物實驗胚胎學始於德國植物胚胎學家E.漢尼希1904年對植物胚的培養。他用的蘿蔔屬幾種植物（Raphanus rativus,R.landra, R.cau-datus等）和辣根的後期胚作材料，在人工培養基(包括無機????和糖）上首次成功地培養出幼苗。1924年德國植物學家K.迪特裏希做了幾個科的離體胚培養，發現幼胚在人工培養基上可越過休眠期直接長成幼苗；接着德國植物學家 F.萊巴赫(1925,1929)第一個利用胚培養解决了遠緣雜交時胚敗育問題，獲得亞麻雜種。美國園藝學家H.B.圖基1933～1945年在培養早熟櫻桃等雜種中，利用胚培養方法成功地獲得雜種後代。這些工作為後來胚培養在雜交育種上的應用打下了基礎。
中國植物生理學家李繼侗、瀋同在1934年報道銀杏雌配子體對胚生長的影響，1943年植物生理學家羅士韋、植物胚胎學家王伏雄報道吲哚-3-乙酸(IAA)對鬆科植物幼胚生長的影響。
美國 J.van奧弗貝剋等發現椰子乳對曼陀羅幼胚生長有顯著作用，這在胚培養技術上是一個突破。胚培養最重要的問題是對不同階段發育胚的生長的調節，也就是說要弄清胚的生長隨着育齡的變化怎樣受外界物理和化學控製機製的影響。這樣就需要各種不同的滋養培養技術。
此外，在控製培養胚的形態發生時，必須加外源物質，促進胚的器官發生過程。所以，胚培養除了能得到正常雜交不能成功的雜種和剋服種子休眠問題外，也有助於對種子生理和發育的研究。目前幼胚培養尚有一定限製，特別是培養器官未分化的球形胚睏難更大。這方面的基礎研究，將開拓胚培養應用於實際的新領域。
美國植物生理學家C.D.拉魯在30年代開始即進行了胚、花藥、胚乳培養等開創性工作，為擴大實驗胚胎學的新領域做出了貢獻。50年代以來，印度在P.馬赫什瓦裏教授指導下，S.古哈和S.C.馬赫什瓦裏從曼陀羅花藥培養中獲得單倍體植株，引起各國植物學家的註意。中國自1970年以來，已在煙草、小麥、水稻等幾十種植物中培養出單倍體植株並開始在育種上應用。到20世紀80年代，花藥培養技術在茄科和禾本科植物兩個科中取得了很大成功。花藥培養迅速開展的主要原因在於它能加速純合性的獲得並便於遺傳組合的分析。當純合的單倍體加倍之後，可望選擇理想的基因組合。對遺傳學家和植物育種工作者實際應用來說，花藥培養技術還有許多限製因素；如花藥在培養時的生理育齡；花藥壁對花粉胚狀體發育的影響；單倍體的獲得頻率偏低；混倍植株的存在等。20世紀60～70年代的研究證明，單細胞的小孢子，通過一係列的細胞分裂、分化，最後可以獲得單倍體植株。在産生新的突變型方面，單倍體植株是很好的實驗材料。單倍體的遊離細胞還可以廣泛應用於誘變、原生質體培養和體細胞雜交等研究。
法國S.諾厄姆1976年首次從大麥未傳粉子房培養誘導産生了單倍體植株。在中國，1979年以來陸續在煙草、小麥、水稻等植物的未傳粉子房中獲得單倍體，並從胚胎發生方面做了較深入的研究。已傳粉的胚珠培養或種子培養可用於各種蘭花的快速繁殖。在棉花中已經證明，胚珠和纖維的生長受外源激素調節。胚珠培養還對研究細胞壁生物合成機製和細胞生長提供了很好的方法。在無菌條件下,對子房和胚珠進行試管傳粉和受精,是剋服不親和障礙嚮可配合性前進的重大的一步，這個技術將嚮屬間和種間雜交開闢新的研究領域。試管受精自1962年K.甘達等第1次試驗成功後,已有幾十種植物在實驗室育種工作中取得不同程度的成就。今後有可能應用於實際。
胚乳組織長期以來被認為是“死的”，不可能有形態發生和器官分化。但是，自1933年L.蘭普和C.O.米爾進行玉米離體胚乳和胚生長與發育的研究之後，到20世紀80年代已有10多種植物的胚乳培養獲得成功，而且還産生了無限生長的愈傷組織，並分化出三倍體的根、苗和小植株。由胚乳培養成的植株可以為園藝和遺傳研究提供材料。 | | | 近年來,在植物生殖生物學的研究中,隨着對形態結構與生理功能關係的深入認識，對植物器官、組織和細胞培養技術的應用，和對植物細胞胚的産生與有關全能性概念的瞭解，使實驗胚胎學的研究在理論和實際應用兩方面都發生了巨大的變化。在理論上，植物實驗胚胎學將重點集中於對胚的單細胞起源、發育及其與周圍環境相互作用的探討，對胚的器官發生、組織和細胞分化的研究逐漸深入到和領域。在應用上，通過近代生物學理論和技術的應用，對植物生殖過程的控製包括對、受精以及胚胎發生的控製等將會使育種和繁殖更加朝着人類願望的方向發展。 |
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