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植物细胞全能性的揭示

植物细胞的培养过程，一般先是从消毒的植物的根，茎或叶片上切取一些小块组织，然后将它们放在含有适当营养物质和生长调节物质（激素）的灭菌试管培养基上进行培养。组织块切口处的细胞像在整体植株上一样，因创伤而发生脱分化，成为分裂的细胞，并且可以继续不断地进行分裂增殖，形成愈伤组织（一种相对没有分化的细胞团）。通过营养物质和生物调节物质的适当配比，可以从这种愈伤组织诱导出芽和根的顶端分生组织，并可由此再生出新的植株。

这种愈伤组织培养物可以放在摇床上，通过试管液体悬浮培养分散成单细胞。这种单细胞具有丰富的细胞质、小型的液泡和大的细胞核，具有胚性细胞的特征。这种细胞在适宜的培养基中可发育成胚状体，然后再继续发育成植株。这种从单个体细胞分裂、分化、发育成胚状体的过程，与受精卵分裂、分化和发育成胚的过程很相似。通过细胞壁的水解酶──纤维素酶和果胶酶除去细胞壁，获得分离的原生质体，然后通过原生质体培养也可产生再生植株。广泛的研究结果表明，几乎植物体上所有各部分的组织细胞，包括根、茎、叶，花药、子房及幼胚等，均可通过诱导出来的培养细胞再生新植株。这些结果说明，植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性（totipotency）。从这方面说，植物细胞的培养优于动物细胞。

然而，培养的植物细胞全能性的表达，在不同植物种类之间，甚至在同种植物的不同基因型之间都有很大的差别。大量的试验结果表明，有些植物种类，如烟草、胡萝卜、番茄、矮牵牛，拟南芥、油菜、马铃薯、甘蔗等，它们的培养细胞很容易再生出新植株，并在继代培养中，能够长时期地保持其全能性的表达。许多重要的农作物，诸如小麦、玉米、水稻、大豆、棉花等，它们中的一些品种或品系的培养细胞也能诱导出再生植株；但是。它们许多品种的培养细胞却难以进行再分化；即使能表达的品系，在多次继代培养后，也会丧失其全能性的表达能力。当然，这可能与我们人类现时的认识水平不够有关。因此，除继续深入探讨全能性的表达条件外，在我们现时的试验研究中，选择一个好的，能获得全能性表达的基因型，对于达到预期成功的目标具有极为重要的意义。