10.2 组织培养的原理

为什么一小段茎、一小片叶的组织，甚至一个细胞，在离体的情况下，会形成一棵完整的植株呢？这是由于植物细胞具有遗传的全能性，而且也和培养过程中植物激素的作用有着密切关系。

一、植物细胞的全能性

所谓植物细胞的全能性，是指植物体上任何一个器官中已分化成熟细胞，具有形成完整植物体的遗传潜力。为什么植物细胞具有全能性呢？我们知道，一个植物体的全部细胞，都是从受精卵经过有丝分裂产生的。受精卵是一个特异性的细胞，它具有本种植物所特有的全部遗传信息。因此，植物体内的每一个体细胞也都具有和受精卵完全一样的DNA序链和相同的细胞质环境。当这些细胞在植物体内的时候，由于受到所在器官和组织环境的束缚，仅仅表现一定的形态和局部的功能。可是它们的遗传潜力并没有丧失，全部遗传信息仍然被保持在DNA的序链之中，一旦脱离了原来器官组织的束缚，成为游离状态，在一定的营养条件和植物激素的诱导下，细胞的全能性就能表现出来。于是就象一个受精卵那样，由单个细胞形成愈伤组织或胚状体，再进而长成一棵完整的植株。所以离体培养之所以能够成功，首先是由于植物细胞具有全能性的缘故。

二、细胞的脱分化和再分化

各种植物细胞在植物体内都处于分化状态。要使植物细胞从分化状态过渡到有繁殖能力的分生状态，其细胞结构必须发生深刻的变化，否则无法完成这个过渡。这种在植物体上已分化的细胞和组织，在培养条件下逐渐恢复到分生状态的过程，叫作脱分化。已经脱分化的细胞在一定条件下，又可经过愈伤组织或胚状体，再分化出根和芽，形成完整植株，这一过程叫作再分化。组织培养的过程，就是植物细胞的脱分化和再分化的过程，而这一过程又是在细胞全能性的基础上进行的，是细胞全能性发挥作用的结果。

三、器官分化中激素的调节

接种的材料（通常叫作外植体）能不能分化成完整的植株，植物激素的调节作用极为重要。大量的组织培养工作表明，在植物激素中，细胞分裂素和生长素二者的浓度比例，对外植体是分化芽还是分化根，有重要影响。如果培养基中所加的细胞分裂素与生长素浓度之比大（即细胞分裂素的浓度大），对分化芽有利，反之，则有利于生根。