植物細胞全能性（totipotency），指的是植物的每個(gè)細胞都包含著(zhù)該物種的全部遺傳信息，從而具備發(fā)育成完整植株的遺傳能力。植物細胞全能性是植物組織培養的理論基礎。

中文名

植物細胞全能性

外文名

totipotency

發(fā)現者

哈伯蘭特

基本概念

植物細胞全能性（

totipotency

）：指植物的每個(gè)細胞都包含著(zhù)該物種的全部遺傳信息，從而具備發(fā)育成完整植株的遺傳能力。在適宜條件下，任何一個(gè)細胞都可以發(fā)育成一個(gè)新個(gè)體。植物細胞全能性是植物組織培養的理論基礎。

成因

為什么植物細胞具有全能性呢？我們知道，一個(gè)植物體的全部細胞，都是從受精卵經(jīng)過(guò)有絲分裂產(chǎn)生的。受精卵是一個(gè)特異性的細胞，它具有本種植物所特有的全部遺傳信息。因此，植物體內的每一個(gè)體細胞也都具有和受精卵完全一樣的DNA序鏈和相同的細胞質(zhì)環(huán)境。當這些細胞在植物體內的時(shí)候，由于受到所在器官和組織環(huán)境的束縛，僅僅表現一定的形態(tài)和局部的功能。可是它們的遺傳潛力并沒(méi)有喪失，全部遺傳信息仍然被保持在DNA的序鏈之中，一旦脫離了原來(lái)器官組織的束縛，成為游離狀態(tài)，在一定的營(yíng)養條件和植物激素的誘導下，細胞的全能性就能表現出來(lái)。于是就象一個(gè)受精卵那樣，由單個(gè)細胞或離體組織形成愈傷組織然后成為胚狀體，再進(jìn)而長(cháng)成一棵完整的植株。所以離體培養之所以能夠成功，首先是由于植物細胞具有全能性的緣故。

歷史驗證過(guò)程

1902年，德國植物學(xué)家哈伯蘭特預言植物體的任何一個(gè)細胞，都有長(cháng)成完整個(gè)體的潛在能力，這種潛在能力就叫植物細胞的“全能性”。為了證實(shí)這個(gè)預言，他用高等植物的葉肉細胞、髓細胞、腺毛、雄蕊毛、氣孔保衛細胞、表皮細胞等多種細胞放置在他自己配制的營(yíng)養物質(zhì)中（人工配制的營(yíng)養物），稱(chēng)為培養基。這些細胞在培養基上可生存相當長(cháng)一段時(shí)間，但他只發(fā)現有些細胞增大，卻始終沒(méi)有看到細胞分裂和增殖。1934年，美國的懷特用無(wú)機鹽、糖類(lèi)和酵母提取物配制成懷特培養基，培養番茄根尖切段，400多天后，在切口處長(cháng)出了一團愈合傷口的新細胞，這團細胞被稱(chēng)為愈傷組織。法國的高斯雷特制成了一種固體培養基，使山毛柳、黑楊形成層組織增殖，最后形成了類(lèi)似藻類(lèi)的突起物。1946年，中國學(xué)者羅士韋培養菟絲子的莖尖，在試管中形成了花。

以后許多科學(xué)家為證實(shí)這一論斷做了不懈的努力。1958年，Steward等將高度分化的胡蘿卜根的韌皮部組織細胞放在合適的培養基上培養，發(fā)現根細胞會(huì )失去分化細胞的結構特征，發(fā)生反復分裂，最終分化成具有根、莖、葉的完整的植株；1964年，Cuba和 Mabesbwari利用毛葉曼陀羅的花藥培育出單倍體植株；1969年Nitch將煙草的單個(gè)單倍體孢子培養成了完整的單倍體植株；1970年Steward用懸浮培養的胡蘿卜單個(gè)細胞培養成了可育的植株。至此，經(jīng)過(guò)科學(xué)家們50余年的不斷試驗，植物分化細胞的全能性得到了充分論證，建立在此基礎上的組織培養技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。

細胞核全能性

1.花藥離體培養

2.植物組織培養

3.動(dòng)物細胞培養

表達難易程度

不同的細胞表達難易程度不同。最易表達的是受精卵，其次是生殖細胞（未受精的卵細胞和花粉細胞），第三是分生組織等薄壁細胞，然后是其他已分化的組織。總之，分化程度越低的組織越易培養，分化程度越高的組織越難培養。