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再议国兰现象

网络　 2006-08-13 　 　

看了兰海书经中的一些关于叶艺兰组织培养的文章，我也想提一些自己的看法。 首先，对于文章中提到的：中国兰花的每一个细胞其信息量不一样。对于这一点，我不表示反对。但我认为有两种可能： 一、具有叶艺的兰株其本身就是一个“嵌合体”，即同一植株体内的不同细胞所携带的遗传信息有所不同，不具绿色的艺斑处的细胞自然不具有表达叶绿素甚至是叶绿体的基因(这可能是突变的结果)，不同的基因表达不同的性状，而这些不同的细胞在叶片内的分布又随品种的不同而不同(当然品种间的有规律性又有可能牵涉到细胞间信息传递的问题，那就更为复杂)，这样就形成了我们所熟悉的各种叶艺。 二、兰株本身所有细胞所携带的遗传信息是一致的，即都有表达出叶绿素、叶绿体的基因，但是由于某些原因，有的细胞表达，而有的细胞不表达，这其中原因就很多，很有可能是细胞质中物质的作用，这也牵涉到细胞间信息传递。 以上也可以说是对作者观点的一个补充吧。但是有的文章提到：植物细胞具有长成新个体能力，未必具有全能性。因此，植物细胞的全能性在中国兰花里不具有完全有效性。这确实让我感到费解。植物细胞即使是极度分化的细胞具有全能性，这是很早就被证明了的，唯独在中国兰花中不适用我看也未毕，毕竟许多植物都有叶艺的现象。更有甚者竟然对DNA的半保留复制提出了挑战。但是我认为在提出一种新观点之前我们应该先用已知的理论去解释它，而不是冒然的去反对。其实“全能性”、“突变”以及“DNA半保留复制”等学说不但没有因为兰花的一些特殊现象而使人们怀疑，反而因为这些现象变得更令人深信不疑。 所谓植物细胞的“全能性”，就是植物的每个细胞，都有该植物的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。但是，处在完整植物体中不同部位的生活细胞，由于受到完整植株对他们的控制，使其某些基因受到控制或阻遏而只能是另一些基因发挥作用。当植物的器官组织与完整植物分离之后，就不再受完整植株对它们的控制。所以原本的一片叶子甚至是一个花芽都可以重新分化成为一个完整的植株。而像有些文章提到的：“中国兰花的每一个细胞其信息量不一样，不包含母株的全部遗传的密码，这样的分生细胞不具有全能性，但具有一定生长新个体的能力”，也不符合逻辑。既然每一个细胞的信息量都可能变得不一致，那么为什么又能够保证细胞不会把控制新个体增长的基因也丢失呢？依我来看，这并不是“全能性”出了问题，而恰恰是由于基因的稳定性造成的，这也证明了“DNA半保留复制”学说。 具叶艺的国兰在组织培养中确实存在著文章所提到的问题，而且这样的问题不光出现在国兰上。Cassells等人早在1980年就报道了有关杂色天竺葵组织培养中出现的一些问题。实验称：若从叶柄切段上直接产生不定芽发育成的植株，其叶子的杂色就消失，而出现单一绿色或单一白色的叶子。如果通过茎尖培养出来的植株，就能保持其原有的杂色特征。而这种杂色天竺葵之所以会出现这种情况是因为其就是“嵌合体”，这种情况叫做“嵌合体”的性状分离。这似乎就很支持我所提到的第一种可能性。 植株的再生途径大致可分为两种：一种是经过体细胞(单细胞)，通过形成胚状体获得再生植株(比如国兰，其形成“原球茎”)；另一种是相形成芽等器官(多细胞)，然后再形成完整植株。我们可以这样设想：如果培养出的植株来自于“脱分化”的分生组织，由于其本身含有来自于母株的多个细胞，如果这些细胞中含有“嵌合体”的两种基因型细胞，那么应该可以培养出具叶艺的兰株。但如果是单细胞进行组织培养，那结果必然是导致“嵌合体”的性状分离。但遗憾的是国兰一般都要经过“原球茎”这一步，这也是为什么国兰叶艺组培难的原因。但据我所知有很多人已经成功的完成了这项挑战，这与他们的聪明才智是分不开的。 那么既然叶艺兰是“嵌合体”，想来这两种细胞在体内应该是随机分布的，为什么会出现有规律的叶艺呢？其实不然。我们只要想一下，一个未分化的组织其内部细胞从解剖学上能够说是一致的，而随着分化的进行，总有一部分要形成茎，而另一部分形成根，等等。其实这也是间接受基因控制的(这其中的过程非常复杂)，而叶艺的分布也是这个道理。但稳定是相对的，变化是绝对的，毕竟控制叶艺的基因出现的要比控制分化的基因晚，其作用要受很多细胞内和细胞外的因素的影响，这也就是叶艺有时会出现变化，既养兰者所谓的“进化”和“退化”的原因。而这似乎也很容易解释为什么叶艺一经“退化”就很难再复原的现象。 以上我们使用第一种可能来解释上述现象，其使用第二种也可以解释，只是稍显难懂一点。很多事实表明，细胞本身对周围环境的反应能够促进或抑制基因的表达，这种信息反馈差异所造成的结果或许正是导致植物生长、分化、发育状况之不同的本质所在。可以认为，再分化过程中，细胞发育的不均一性使得某些细胞发育超前或滞后，这些保持一定发育状态的细胞，由于群聚效应形成了体积较大的细胞团，而后他们进一步发育成组织或器官。也就是说，基因是信息的载体，而细胞是表达实体，植株的发育状况则是二者相结合的产物。在上述过程中，起着能够发送信息，并使其它细胞聚集起来，导致分化发生的细胞称为指令细胞。它可以根据环境的变化进行信息反馈，再影响某些细胞的基因表达，因此，指令细胞的生理状态在很大程度上决定着植物的生长、分化、发育的方向。既然所有细胞的基因型都一样，那么细胞中的除基因以外的其他物质就显得至关重要了。而在其中起作用的物质以及作用的方式至今并不十分清楚。这样我们可以设想：如果指令细胞其本身叶绿素基因不表达，那么最终的结果可能是聚集的细胞都不表达，就形成了“幽灵苗”。而这一物质的作用可能不是一成不变的，这也就是为什么会有“先明性”，“后明性”以及“后暗性”的原因了。有些人认为即使出现了青叶芽也不应该掰去，因为基因并没有变，导致叶艺的基因仍旧存在，而且失艺后重新复艺的现象也屡见不鲜。用第二种可能性就可以很好的进行解释。 至于叶艺为什么会产生，有可能是基因突变，也有可能是所有兰株本来就具有这样的基因，受环境影响而使这一基因得以表达，就如现代生物学研究表明：人人都有癌基因，但不是人人都得癌。我想兰花的叶艺也是一样。 以上我对兰花叶艺的一些问题作了我自己的解释，当然不是说一定是哪一种可能性，这两种可能性是同时存在的，是相辅相成的。同样，也不排除有其他的可能性，这等待人们去探索，去发现。 以上仅是我的一些个人看法，还请大家多发表意见。（ 佚名）

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