教學目的與要求：
掌握細胞離體培養的基本理論基礎，從而深入理解培養條件下組織細胞脫分化和再分化
的調控原理，了解體細胞胚形成過程及其與合子胚的差異。
第一節 細胞全能性及其表達
一、細胞全能性概述
簡單地講，一個生活細胞所具有的產生完整生物個體的潛在能力稱之為細胞的全能
性。
參照動物細胞研究分類類型，植物細胞也可分為三類：
第一類是莖尖、根尖及形成層細胞，這類細胞始終保持分裂能力，從一個周期進入另
一個周期，為周期細胞。
第二類是篩管、導管、氣孔保衛細胞等特化細胞，他們為永久失去分裂能力的細胞，
為終端分化細胞。
第三類是表皮細胞及各種薄壁細胞，這類細胞在通常情況下不分裂，但在受到外界刺
激后可重新啟動分裂，稱為Go細胞
一個植物細胞向分生狀態回復過程所能進行的程度，取決于它在自然部位上所處的位
置和生理狀態。
二、培養條件下的細胞脫分化
培養條件下使一個已分化的細胞回復到原始無分化狀態或分生細胞狀態的過程就是細
胞脫分化（dedifferentiation）。
1．細胞脫分化過程中生理活動與細胞結構的變化
脫分化過程中細胞結構會發生急劇變化。這些變化總體上包括：細胞質顯著變濃，大液
泡消失，核體積增加并逐漸移位至細胞中央，細胞器增加。
液泡蛋白體的出現和質體轉變為原質體被認為是細胞脫分化的重要特征。
根據脫分化過程的時空順序，細胞的脫分化過程可分為三個階段：
第一階段為啟動階段，表現為細胞質增生，并開始向細胞中央伸出細胞質絲，液泡蛋白
體出現；
第二階段為演變階段，此時細胞核開始向中央移動，質體演變成原質體；
第三階段為脫分化終結期，細胞回復到分生細胞狀態，細胞分裂即將開始。
2．細胞脫分化的調控機理
細胞周期調控
激素的作用
PSK的調控作用
染色體變化
3．細胞分裂與愈傷組織形成
脫分化是細胞生理狀態的改變，而形成愈傷組織是離體培養中的一個階段。

三、細胞分化
育方式改變的過程（許智宏，1998）。
一個細胞在不同的發育階段上可以有不同的形態和機能，這是在時間上的分化；同一
種細胞后代，由于所處的環境（如部位）不同而可以有相異的形態和機能，這是在空間上的分化。
單細胞生物僅有時間上的分化，如噬菌體的溶菌型和溶原型。多細胞生物的細胞不但
有時間上的分化，而且由于在同一個體上的各個細胞所處的位置不同，因而發生機能上的分工，于是又有空間上的分化，如一個植物個體在其頂端、根、莖、葉等不同部位具有不同的細胞。
1．細胞分化與基因組變化
染色體重復復制
DNA的差異擴增
基因重排
2．極性與細胞分化
所謂極性是指植物的器官、組織、甚至單個細胞在不同的軸向上存在的某種形態結構
以及生理生化上的梯度差異。極
性無論在低等植物或高等植物中均普遍存在。
極性一旦建立，在一般情況下不可逆轉。
在很多情況下，細胞的不均等分裂是細胞極性建立的標志。
3．TE細胞分化及其調控
作為維管系統的主要成分，管狀分子（tracheary elements，TEs）在維管系統的形成中
具有中心作用。在植物系統發育條件下，TEs由根和芽的原形成層或次生形成層細胞分化形成。在離體培養條件下，TEs則由愈傷組織薄壁細胞分化形成，這也是愈傷組織細胞分化器官的前提。
4．激素在細胞分化中的調控作用
激素在植物生長發育中具有重要的調控作用，也是離體培養條件下調控細胞脫分化和
再分化的主要因素，其中生長素和細胞分裂素是兩類主要的調控培養條件下細胞生長和分化的植物激素。此外，在有些試驗中也顯示，GA3、ABA、乙烯等也在細胞分化中起到一定的調節作用。
第二節 器官發生
植物的離體器官發生是指培養條件下的組織或細胞團（愈傷組織）分化形成不定根
（adventitious roots）、不定芽（adventitious shoots）等器官的過程。
一、離體培養中器官發生的方式
通過器官發生形成再生植株大體上有三種方式：
第一種方式是先芽后根
第二種方式為先根后芽
第三種方式是在愈傷組織的不同部位形成芽和根，再通過維管組織的聯系形成完整植
株。
二、器官分化過程