从预言到现实

一些种花者对花木真是情有独钟，只要是喜爱的花木，不论价格多贵， 他们都会慷慨解囊。但是许多花木似乎却那样不近人情，尽管人们每天不忘给花木浇水施肥，可它们往往先发黄、落叶，然后死亡。而另一些人常常在无意中折些柳枝和仙人掌之类的植物“残肢”插入泥沙中。无意插下的柳枝和仙人掌断片，十有八九都会生根、发芽，茁壮成长。真可谓：“有心栽花花不发，无意插柳柳成荫。”

能否使名贵花木也能像柳枝、仙人掌那样分割成十块、百块，甚至更多块，然后再由这些小块长成完整的植物呢？要是能使植物分身有术，那么新品种的培育、幼苗的繁殖就能在实验室里进行，苗木就可以在工厂里生产了。

施旺的假说

对于生物体有无分生能力的问题，细胞学说的创立人施旺早就很关心， 他在与施莱登创立细胞学说时就推测：“每个细胞应该可以独立生活和发展。”按照这种推测，我们每个人大约由 1800 万亿个细胞组成，那么在每个

细胞能独立生活和发展的情况下，一个人就能很快地变成 1800 万亿个人，这真比《西游记》里的孙猴子还厉害！施旺在作出这种推测时也明确指出：“每个细胞独立生活和发展的条件必须与每个细胞在整体内相同。”

施旺提出的推测在 70 余年中一直没有得到事实依据。可到 1902 年，施旺的同胞哈伯兰特却又提出了“植物细胞具有全能性”的预言，按照他的看法，“每个细胞都像胚胎细胞那样，可以在体外培养成一棵完整的植株”。在提出这种看法以后，他也曾尝试用培养植物叶片的细胞来证明自己的预言，可直到他临终时，依然未能使植物的叶片细胞长成一棵完整植物。但是， 他的假说却在许多科学家的脑海里深深地扎下了根。

殊途同归

1937 年，美国科学家怀特在施旺和哈伯兰特的推测和假说基础上，从寻找细胞独立生活和发展的条件着手，将已知的化合物和植物生长调节物质按一定比例混合起来，制成了植物细胞离开整体以后的营养物质（这种营养物质叫做培养基），当他把取自烟草茎的形成层细胞以及从胡萝卜根上切下的小块放在培养基上时，发生了意想不到的变化。无论是烟草的形成层细胞还是胡萝卜根切块上的细胞都能进行旺盛的分裂，最终长出一团花菜状的瘤状物（也称愈伤组织）。无独有偶，就在怀特取得这些结果时，法国的高斯雷特和诺贝库尔特，几乎同时在培养胡萝卜根的小块组织，他们也得到了与怀特一样的实验结果。这三位不同国籍的科学工作者的成功为建立植物细胞独立生活和发展的技术体系奠定了基础。

但是，仅仅使细胞能够因分裂而增多是远远不够的，怎样才能使细胞或愈伤组织在人为条件下转变成一棵新的植株呢？大约在怀特取得成功的十年以后，我国科学家崔徵和美国学者斯柯克合作，用出色的工作对上述问题作出了可喜的回答。他俩在培养烟草茎切段和髓部组织时，在培养基中加入了适当比例的腺嘌呤和植物生长素。他们发现，当腺嘌呤与生长素的比例高时， 愈伤组织就长芽；比例低时，愈伤组织就形成根。这种植物生长调节剂能调节器官分化的研究成果，为离开整体的植物细胞和组织独立生活和发展成完整植株开辟了道路。

1956 年，一个叫米勒的科学家发现了一种叫做激动素的植物激素，这种

激素使植物愈伤组织生芽的效果竟比腺嘌呤高出 3 万倍。从此以后，激动素就取代了腺嘌呤的地位，成为控制植物器官分化的重要物质。

离体的细胞长大了

到 1958 年，美国科学家斯蒂伍特用打孔器从胡萝卜的根上取下一块组织，并把取下的组织放在液体营养液（也叫液体培养基）内进行转动，胡萝卜组织的细胞一个个离开组织而进入液体培养液中，居然能在培养液中不断分裂，并长出像胚胎状的结构，这种结构叫做体细胞胚（也叫胚状体）。这种体细胞胚在液体培养基中还能进一步长成一棵棵胡萝卜小苗，当把这些小苗移栽到土壤中后，小苗终于长成能开花结实的胡萝卜植株。斯蒂伍特的研究，完成了从一块胡萝卜组织到细胞、由细胞再发育成一株胡萝卜的整个循环过程。这项研究成果不仅使哈伯兰特在 50 余年前提出的预言变成了现实， 而且也开创了植物科学中的一个新天地——植物组织培养。