什麼是器官發生？

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器官發生

器官發生是指植物器官（即枝條、花和根）從外植體或培養愈傷組織中形成的過程。

一株完全生長的植物由各個器官組成，每個器官都專門負責一項特定的任務，例如根從土壤中吸收養分和水分，葉子進行光合作用，花進行繁殖。這些器官包含分生組織、皮層、韌皮部和表皮等組織。器官發生是各種器官發育和開始的過程。

介紹

根系、花和枝條系統等植物器官的生長由分生組織細胞完成。根以上的器官，即後來的器官，是由頂端分生組織產生或發育的。從頂端分生組織再生出來的器官，如葉子、莖、芽和花，具有器官發生的能力。當這些細胞在體外受到刺激時，就會長出一株全新的植物。器官發生一詞指的是整個過程。

Skoog（1944）證明了培養基中化學新增劑可以控制器官發生過程。在他的研究中，他發現向培養基中新增生長素會刺激根的發育，同時抑制枝條的發育。相反，他發現透過提高培養基中蔗糖和無機磷酸鹽的濃度可以促進枝條的形成。他根據自己的觀察和他同事的觀察推斷，生長素與細胞分裂素的比例調節著這個過程，在生長素濃度較高的情況下，觀察到根的發育。

器官發生可以以三種不同的方式發生

• 來自外植體。

• 來自愈傷組織培養。

• 來自腋芽。

去分化和再分化是器官發生過程中的前兩個階段。

• 去分化：它導致外植體組織產生具有快速細胞分裂的愈傷組織。去分化在外植體組織分離後不久開始，此時細胞分裂速度加快，併產生大量未分化的細胞（稱為愈傷組織）。

• 再分化，另一方面，導致從愈傷組織細胞集合中形成原始體。再分化，也稱為植物組織培養中的出芽，可以在初始愈傷組織細胞形成後的任何時間開始。

在這個過程中，單個或多個愈傷組織細胞分化成稱為器官原始體的組織。器官原始體產生小的分生組織，其細胞核非常大，並且充滿了原生質。

在分生組織形成一段時間後，可以觀察到器官組織生長部位縱軸的極性。特化的細胞再次發育成幾種型別。新的器官透過形成的迴圈系統連線到它們的母體外植體或愈傷組織團塊。

直接器官發生

直接器官發生是指植物組織培養中芽和枝條直接從組織中長出而無需愈傷組織階段的過程。

當直接器官發生產生沒有遺傳變異的種植材料時，就會發生克隆。種植材料保證是統一的。這種方法有助於種植繁殖速度更快的植物（每個外植體的植物數量更多）。

由於它可以提高植物繁殖率和克隆繁殖效率，並且沒有遺傳多樣性，因此直接器官發生更像是一種工業程式。

間接器官發生

間接器官發生是指植物器官從外植體愈傷組織（在切割或傷口部位發育的組織）中發育而來的過程。轉基因植物的開發更多地受益於間接器官發生過程。透過間接器官發生方法，可以以兩種方式之一建立轉基因植物：

• 使用轉化的愈傷組織產生新的轉基因植物。

• 為了在枝條中發育愈傷組織，使用修飾的外植體。

影響器官發生的因素

外部因素

影響器官發生的外部因素包括

• 化學

• 環境

化學物質

兩種必需分子生長素和細胞分裂素對植物器官（包括根和枝條）的發育有重大影響。根據實驗和研究，生長素模擬根系的資訊並阻止枝條的生長，細胞分裂素促進枝條的生長。

環境

周圍環境和環境在器官發育中很重要。健康、營養豐富的環境會促進器官發生，而艱苦、惡劣的環境則會抑制器官發生。

內部因素

影響該過程的內部因素包括：

• 赤黴素

• 碳水化合物

• 乙烯

赤黴素

赤黴素是一種抑制枝條和根部形成的激素。不僅如此，赤黴素還會降低澱粉含量並抑制芽的形成。

碳水化合物

它們作為滲透劑和呼吸系統的能量來源。可以透過用甘露醇部分替代蔗糖來維持滲透調節功能。培養物中的滲透脅迫會影響愈傷組織的形態和生長。

乙烯

雖然乙烯是一種在原始階段加速發育過程的激素，但它會抑制器官發生。

結論

器官發生是指植物器官（包括枝條、花和根）從外植體或培養愈傷組織中形成的過程。器官發生過程通常對生命是必要的。

器官發生有兩種形式：直接器官發生和間接器官發生。器官發生過程受多種內部和外部因素的影響。