百摩网
当前位置: 首页 生活百科

单个体细胞如何成为整棵植物(9.植物的体细胞为什么可以成长为整株植物)

时间:2023-05-31 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 生活百科

而更为激进的植物竟然可以通过单个体细胞来产生新的个体。所以植物生长素可能对于植物自然的体细胞分化为胚胎细胞的过程起重要作用,比如对于那些通过叶子边缘顶端的细胞分化为整体植株的植物来说,这些地方往往有更高浓度的生长素存在。发育生物学家们则热衷于这种细胞分化在植物和动物之间的比较研究,的确植物控制自己体细胞进行生殖的过程类似于动物细胞的克隆和动物肢体的再生过程。

对于植物来说一个体细胞就可以发育为整株的植物,这到底是怎么发生的?有许多人因此提出了所谓的全息生物学的概念,然而这仅仅是给了一个概念而已,而根本并没有给出任何答案。下面就来科普这个问题:

9. 单个体细胞怎样成为整株物? How Does a Single Somatic Cell Become A Whole Plant?

植物的生存和繁殖在枝体上存在很大的灵活性。植物的根可以向水源不断生长,其叶子也可以面向阳光不断伸展,但是整体上植物是不能移动的(这是植物区别于动物的特征),所以植物无法自由逃避掠食者对其枝体的伤害以及自由地寻找自己的同伴。正因为如此,作为一种补偿,许多植物都进化出强大的自我修复功能和自我繁殖策略。植物可以不用接触同伴而发展出各种各样的繁殖方式来进行生存繁衍。比如植物可通过它的一部分,例如根、茎、枝叶或瓣的自然向外生长来产生新的植株。而更为激进的植物竟然可以通过单个体细胞来产生新的个体。例如,大多数柑橘类植物可以通过未受精的配子周围的组织细胞产生新的个体,这是任何动物都没有的技能(如图1所示)。

图1 橙子树可以通过其单个体细胞产生新的植株个体

再比如我们经常看到的一类叫落地生根的家养植物,它可以通过叶子边缘的体细胞逐渐发育为一个新的植株(如图2所示),这就像希腊智慧女神雅典娜从宙斯的头部生长出来一样。

图2 一类落地生根类植物通过叶子边缘的体细胞生长出植株

在大约50年以前,科学家开始发现在实验室里可以通过诱导胡萝卜的体细胞就让其产生新的个体。随后,人们就开始利用这种被称为体细胞胚胎繁殖术成功繁殖出几十种种类的植物,包括咖啡、木兰、芒果以及玫瑰等。一个加拿大的公司甚至通过这种组织培养的方法种植出整个冷杉树的森林。但是像研究人员克隆动物一样,植物学家也对如何实际控制植物分化的过程知之甚少。对这些问题答案的寻找可能进一步阐明细胞在分化中如何固化自己的功能或为什么植物要设法保持细胞这种分化能力的灵活性。

其实科学家们并不知道植物的哪些细胞具有成为植物的胚胎细胞的能力。尽管早期的研究工作都假定植物的所有细胞都有成为胚胎细胞的灵活性,但近期的证据表明只有部分种类的细胞才可以分化为植物体的胚胎细胞。但是这些细胞分化前的组织结构和面貌依然是一个迷。科学家们利用植物胚胎培养的影像资料并没有发现明显可以标识出哪些细胞可以成长为胚胎的变化图案,而对特定基因表达进行图案染色的做法也不能给出确切的结果。

图3 1950年Saward等人对胡萝卜进行的体细胞培养过程

但研究人员已经发现有些分子参与到体细胞分化为胚胎细胞的一些线索。在实验室里,研究人员发现一种除草剂,2-4二氯苯氧基乙酸(是一种叫2-4D的除草剂),它可以促进细胞的伸长,让细胞形成新的细胞壁,并让其向植物胚胎细胞的方向分化。这种除草剂其实是一种人工合成的植物激素叫生长素,这种植物生长素可以用来控制植物对光、重力的生长反应以及植物果实的成熟过程。所以植物生长素可能对于植物自然的体细胞分化为胚胎细胞的过程起重要作用,比如对于那些通过叶子边缘顶端的细胞分化为整体植株的植物来说,这些地方往往有更高浓度的生长素存在。最近的研究工作还表明对拟南芥类植物某种基因的过度或欠表达也可以促进一些普通的叶细胞分化为植物的胚胎细胞。

图4 细胞生长中重要的激素在植株中的分布

对植物无性生殖的梳理有利于科学家们进一步理解植物为了保持生存的灵活性而保持了细胞的哪些分化能力,而这种细胞的分化能力又如何能被植物有效地加以控制(避免过度繁殖比如植物很少出现动物的癌症现象 )。发育生物学家们则热衷于这种细胞分化在植物和动物之间的比较研究,的确植物控制自己体细胞进行生殖的过程类似于动物细胞的克隆和动物肢体的再生过程。

当然在实际的层面上,科学家更喜欢将实验室发展的技术更多应用到需要通过授粉才能繁殖的农作物上,比如玉米。细胞分化胚胎的技术将更有利于加速新农作物的培育过程和新品种的杂交育种周期,而这才是农民和消费者都会感到高兴的事情。(文GRETCHEN VOGEL)

    推荐阅读
  • 减肥常识大全集(中名网健康减肥的常识与误区)

    ,我来为大家科普一下关于减肥常识大全集?以下内容希望对你有帮助!减肥常识大全集健康减肥的常识与误区教你学会瘦身最快秘籍减肥误区一辣椒是可以帮助人体加快新陈代谢,燃烧脂肪,但是对肠胃伤害及其的大,要应人而异,如果火气本来比较大的,建议不要食用辣椒,那只会让你脾气更差。

  • 肠道有寄生虫会出现急性腹泻吗(连续腹痛腹泻2个月)

    没有充分的加热后食用,无法杀死这些寄生虫,最终可能诱发肠道疾病、肝脏疾病等。血常规检查单中各项指标均正常,唯独嗜酸细胞指标升高,并且达到了48.2。这项指标和寄生虫、免疫反应、过敏反应有关。目前已经发现,当人体感染寄生虫后,可能出现5种损伤。为了避免人体受到寄生虫的威胁,人们也该擦亮眼睛,尽量避免食用可能暗藏寄生虫的食物。

  • 无硅油的洗发水哪个好用(无硅油洗发水怎么选择)

    洗发、梳头、都会使得毛鳞片张开,翘起,特别是烫染,高温干燥环境损伤极其大。但另一方面会有硅油累积的风险,造成头发油腻,堵塞毛孔。“无硅油”洗发水,很多其实是取用替代品,用于取代硅油,起到调理效果。水之密语也是资生堂旗下产品,品牌是水之密语。配方表无硅油海藻和发酵薄荷配方,植物配方,温和洁净不伤头皮和发质。功效方面算是非常均衡的。

  • 介意是什么意思(介意的意思)

    以下内容希望对你有帮助!介意是什么意思介意是一个汉语词语,拼音为jièyì,意思是在意,把令人不高兴的事放在心上。《后汉书·度尚传》:“所亡少少,何足介意!”

  • 葡萄牙历史上为什么能大国崛起(葡萄牙这个欧洲小国)

    亨利去世后,其子阿方索一世在1139年宣布独立,建立了葡萄牙王国,并在1143年获得卡斯提尔王国的承认。13世纪后期,迪尼斯一世在葡萄牙全面推行葡萄牙语,葡萄牙已经成为了欧洲第一个民族国家。葡萄牙的罗卡角是欧洲大陆的终点,被誉为“欧洲的天涯海角”。1415年,葡萄牙在亨利王子的带领下袭击了阿拉伯人在北非的据点——休达。因而,航海技术成为阻碍葡萄牙的一道障碍。1444年,葡萄牙终于到达了非洲中部的“绿色国家”。

  • 南航选座提示航班变动(南航国内航班推行100)

    南航方面表示,成功购票后,旅客可通过南航官方电子渠道进行座位预选。对航班起飞前4小时未主动选座的旅客,南航将自动为旅客预选座位,并办理网上值机手续。在支持电子登机牌的机场,旅客可以在航班起飞前通过上述南航官方电子渠道获取电子登机牌,并凭电子登机牌直接通过安检、登机,无须再排队打印纸质登机牌。目前南航在广州、北京等39个国内机场支持电子登机牌。原则上机场人工柜台不受理座位调整需求,仅提供行李托运服务。

  • 老头环仿身泪滴的骨灰如何获得

    艾尔登法环仿身泪滴的骨灰如何获得?下面小编就带来艾尔登法环仿身泪滴的骨灰获取方法介绍,一起来看看吧。艾尔登法环仿身泪滴的骨灰获取方法介绍用血量召唤,模仿出一个完全一样的自己,甚至可以使用你物品快捷栏里的东西,又肉又有输出,强横无匹,适合想要强力骨灰有没有蓝量的弱智战士。位置如下,需要用到石剑钥匙。

  • 最有音乐天赋的三个星座(具备音乐敏感度)

    如果是风象星座在这几个宫位的话,被这些才华熏陶的概率会更高。一些上升在风象星座,天顶在风象星座的,也会有很高的音乐敏感度,还有一部分是,上升星座或天顶星座本身与太阳星座、月亮星座,又或者说与群星风象的能量有接触,表现出这些才能的概率也会更高一些。当然,这个上升、天顶的能量,如果能是水瓶座这类的固定星座的能量,对于其本身特长的稳定度也会高一些,能把擅长的稳定发挥。

  • 富有诗意女孩网名(清新诗意的女孩网名)

    清新诗意的女孩网名1、爱你我有病*2、知道吗,我喜欢你3、~仰起頭·讓眼淚:倒流4、╰つ我把我唱给你听.5、你你的情绪,打湿尘埃!6、只影向谁去7、脉搏ぃ8、抛弃我的心房依会受伤9、要是能死就好了/10、、假如你返来1。

  • 服装整理销售数据(服装商户臧伟徐利平)

    头脑灵活加上吃苦耐劳,臧伟在生意最红火时年销售额一度达到千万元。响应国家政策的号召,臧伟开始谋划把店转移到外地。2018年,臧伟举家搬至沧州,并花费30万元购买了占地50平方米的店铺,产权20年。据统计,沧州明珠国际商贸城共承接北京商户1万多户,这意味着上万个家庭的迁徙。2020年,受疫情影响,徐利平开始琢磨将销售模式从单纯的线下批发发展成线上线下相结合。