关于植物组织培养的报道，国内外相当多。这里介绍的是七十年代以后出现的新颖培养系统，即细胞薄层培养。因为这一方法有许多优点，很快受到了生物学界的注目。国内在这一方面的研究尚刚刚起步，但可以相信，经过努力这一领域可能会有所突破。本篇文章比较全面地就细胞薄层培养问题进行了综述。

自1934年，怀特（White）通过对番茄根尖的离体培养，建立了第一个活跃生长的无性繁殖系以来，植物组织培养已经取得了巨大的进展。据不完全统计，目前已有约125科，800多种植物经离体培养得到了完整的再生植株。其中大部分是通过器官培养技术，少数是经过细胞培养和原生质体培养途径成功的。如今，植物组织培养技术在生产实践中的应用越来越引人注目。然而我们知道，在实际工作中，由于材料种类、材料的生理状态、取材的部位等不同，往往实验结果差异很大，而目前人们能培养一些植物得到成功，仍然靠经验和机遇。因此，要使植物组织培养技术取得突破性进展、必须对植物形态发生的理论问题进行深入研究，掌握植物形态发生过程的调控规律。只有这样，才能使我们从必然王国迈入自由王国。

在植物形态发生的研究中，人们一直想寻找一个尽善的实验系统，这样的实验系统应当简单明了，易于分析，在结构和生理上均一，对外界因子的作用反应敏感，而且具有尽量多样的形态发生途径。这些要求，原先已有的实验系统都难以很好地满足。单细胞培养和原生体培养确实可以称作简单均一的系统，但通过这样的培养形成完整植株难度较高，把握不大，而且再生植株的发生大多是经过胚状体途径，或者是先形成愈伤组织、再间接地发生根、芽器官，目前还未见有直接形成根、芽、花等器官的报道。再有，在将组织分散成单个细胞或原生质体以后，细胞已失去了原先在整体植株中所处的状态，这对研究已分化细胞的早期起动、脱分化也是不利的。

至于器官培养系统，人们通过器官培养形成完整植株的植物种类已有很多，而且广泛分布在各个科属植物之中。在再生过程中，除了胚状体途径以外，还有不定芽、小鳞茎、原球茎和芽生芽等发生途径，最近还见到了花芽直接发生的报道。如此丰富的植物种类和如此多样的发生途径，正是人们所希望的。但令人遗憾的是，器官培养的外植体，多是由结构功能全然不同的多种组织细胞所构成的，体积大，结构复杂，生理上不够均一，内源营养物质以及生长物质含量都较高，因而对外界理、化因子的作用反应不够敏感。这种外植体具有较大的发育上的惯性，这种惯性使人们在试图改变其发育方向时，必须施以较大的外界影响。

为了解决上述这些矛盾，细胞薄层培养系统出现了。所谓细胞薄层培养，就是取植物体某一组织的少数几层细胞进行固体或液体培养，也许这倒是一种真正的“组织培养”。采用这一系统有如下优点，首先，与细胞培养和原生质体培养比较，由于外植体是由几层细胞组成的群体结构，因而在发生上较为容易，具有多种发生途径，有人甚至认为。由于薄层培养解除了不同组织间的相互约束，因而可以比器官培养表现出更大的发育潜能。其次，这样的外植体在生理上较为一致，有利于形态发生过程中的生理、生化必威在线网站首页网址 的研究。第三，由于外植体体积小，细胞数目少，因此内源生长物质和营养物质含量较低、对外界因子的调节较为敏感。实际上，细胞薄层培养方法的特点，就在于取材方法上的改进。我们认为再结合培养观察方法的进一步改进，可以对植物形态发生的过程作活体研究，在活体状态下，可以连续观察已分化细胞是如何起动、脱分化以及再分化的。这样，在进行其它方面的研究时，会变得更有目标，这样的实验系统，将会特别有利于，离休培养中的细胞，早期必威在线网站首页网址 的研究，也将有助于形态发生过程的调控机制的探讨。

关于薄层细胞培养，最早是由两名法国科学家在1970年报道的。他们取自一种叫Nautilocalyx Lynchei的叶表皮组织进行培养，直接发生了根和芽，成功地建立了植物细胞薄层培养系统。以后他们的实验室在薄层培养领域开展了广泛的工作。他们以烟草为材料，取材自成花的茎段，薄层外植体重量约为0.5毫克，结果得到了一系列不同的形态发生过程。由外植体可以直接发生根、芽甚至花芽。也可以通过愈伤组织问接地产生各种器官。从烟草薄层组织直接发生花芽已被当作最为复杂的形态发生过程加以研究。他们实验通过毛叶海棠（Begonia rex）表皮组织的培养还得到了单细胞毛，这被当作一个最简单的形态发生过程。

利用薄层培养可以对形态发生过程中细胞的早期必威在线网站首页网址 进行研究。在蓝猪耳（Torenia fournieri）茎表皮的培养中可以看到，在培养24小时后的核、核仁体积增大，染色加深，至培养后48小时，则可见到第一次细胞分裂，以后其附近细胞也进行分裂形成分生中心。芽原基的起源有几种类型，可以是起源于某一个细胞或某几个细胞等。以薄层培养结合切片技术和放射自显影技术，可以发现，在一些烟草属植物培养24小时以后，表皮下细胞中有氚标记的胸苷的整合，而4天以后，由表皮下细胞中来的细胞中整合特别高，相反，表皮细胞（包括表皮下细胞）中却没有特别高的整合，由于薄层组织具有较好的生理均一性，因此有利于形态发生中的生理生化研究。1978年，托波（Thorpe）等对烟草的过氧化物酶进行了研究，从烟草花茎和营养茎段的不同节间取表皮层细胞进行电泳、发现由茎段基部向顶部过氧化物酶的谱带减少，染色变浅。从花茎取下薄层细胞在不同条件下培养，可以得到花芽、根、营养芽或愈伤组织。在培养过程中酶谱不断变化，酶带增加，而且不同的发生途径，酶谱也不相同。但以后这方面的报道却不多，我们猜想是因为发生频率与同步化问题未能很好解决。

植物的形态发生过程是受到内外复杂因子调控的。1974年，克利（Chlyah）研究了蓝猪耳器官中组织之间的相互作用。在茎段培养中，表皮能够发生芽，但将表皮取下单独培养，则不能成活，若将表皮取下后再置于原先的茎段上，则表皮能形成愈伤组织而后出芽。表皮下薄壁组织单独培养，则长根，如与表皮一同培养，则既可长根又可长芽，去掉表皮的茎段，也只能形成根。组织学切片表明，在表皮和表皮下组织构成&外植体中，芽广泛地起源于表皮和表皮下细胞，而根则起源于表皮下薄壁细胞，切断组织之间的相互关系，使某些组织受阻的发育潜能得以表达出来，却又抑制了另外一些组织的发育能力。不同发育时期的外植体的发育潜力也不相同，在烟草的薄层培养实验中发现，绿果期母体取材易发生大量花芽，而果实成熟期取材则发生大量根，在花枝的不同部位取材发现顶部材料比基部材料易发生花芽，可设想这种不同的发育潜力是受到尚不清楚的植物内部复杂因子的调节。

对外源物质反应敏感是薄层培养的又一个优点。在烟草薄层细胞培养中，不同激素可以诱导烟草苔段表皮组织发生根、芽、花等。此外一些非激素因子也起着重要作用。实验中发现糖在形态发生过程中起着重要作用，无糖的培养基上不能形成花而长成芽，且发生时间推迟。不同的糖在调节形态发生中作用也不同，在1/6 M时，葡萄糖比其它糖更有利于花的形成，在1/12 M时，蔗糖与果糖结合使用比单用果糖、蔗糖或葡萄糖更有效。培养基中加入甘露醇抑制花芽的形成，却促进营养芽的发生，形成的营养芽比较小。在使用甘露醇时，同时加入葡萄糖或蔗糖，可使之形成花芽，在光调节实验中，发现光强52，000 尔格/cm²/秒时，16小时的光周期比12小时或9小时或黑暗更为有利于花的形成。光强1050 尔格/cm²/秒时，红光促进花芽的形成，而黑暗和远红光有利于根的形成。营养芽和愈伤组织的形成，则不受单色光的影响。其他因素如水分势（加入培养基中的渗透因子，底物的固、液体性质）等也起着重要作用，采用固体的成花培养基可以形成花，而同样配方的液体培养基却只有少量营养芽的发生。

在得到染色体诱变新的基因型方面，薄层培养可能也将发挥一定的作用。在单倍体烟草的完整植株上形成的花药，不能形成有生活力的花粉粒，而从这些单倍体植株切下的薄层组织所再生形成的花药中，则形成了有生活力的花粉粒。另外，薄层培养也为理化因子诱变提供了良好条件。

有关细胞薄层培养的最新报道是关于低聚糖素（Oligosaccharins）的工作。经过多年研究，P. 阿尔贝森（Peter Albershein）和A. G. 达维尔（Alan G. Darvill）所在的美国科罗拉多大学的实验室发现了一种新的植物调节物质称低聚糖素（Oligosacchrins）。他们发现，低聚糖素可以活化植物细胞中抗生素合成所需的酶的编码基因，进一步的研究还发现，从三果悬铃木细胞壁多糖提取的混合低聚糖，能抑制在培养皿中受生长素促进的豆苗茎段的生长。他们进一步推测低聚糖素不仅在抗病和植物生长中有作用，可能在植物的器官发生中也起着重要的调节作用。

目前为止，有关细胞薄层培养的研究在国内未见有报道，经过一个阶段的努力，我们成功地建立了烟草、龙葵、海棠等植物的细胞薄层培养系统，并利用这一系统对植物形态发生过程中的细胞起动、脱分化及分化过程进行了活体观察，取得了一定的结果，我们相信，这一实验系统将会引起人们的广泛重视，并取得某些突破。这一系统的采用将为形态发生的理论研究创造有利的条件。