植物組織培養(yǎng)概述

　　摘要： 本文介紹了植物組織培養(yǎng)的特點(diǎn)，組織培養(yǎng)的基本原理，以及影響組織培養(yǎng)的內(nèi)在和外在因素，從而進(jìn)一步闡述了組織培養(yǎng)在植物上的應(yīng)用現(xiàn)狀、前景及存在的問題。
　　關(guān)鍵詞： 植物組織培養(yǎng) 原理 營養(yǎng) 激素 環(huán)境
　　一、植物組織培養(yǎng)原理
　　植物組織培養(yǎng)技術(shù)，是20世紀(jì)興起的一項(xiàng)植物細(xì)胞工程技術(shù)。它的基本內(nèi)容是：從外界植物體上取下任意的一個(gè)到幾個(gè)細(xì)胞或者一塊組織在全人工的離體條件下進(jìn)行培養(yǎng)，經(jīng)過細(xì)胞或者組織的分裂、分化及幾何增殖達(dá)到植株的形態(tài)重建和快速繁殖的目的。
　　植物細(xì)胞具有全能性，即任何一個(gè)植物細(xì)胞都具有形成該植物體的能力，這種“全能性”就是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)。
　　二、植物組織培養(yǎng)與營養(yǎng)
　　培養(yǎng)基是從無土栽培的營養(yǎng)液發(fā)展而來的，在某種意義上說就是模擬土壤。最初的培養(yǎng)基就是簡單的馬鈴薯浸出液，即土豆汁。后來隨著植物生理學(xué)和生物化學(xué)的研究的深入，培養(yǎng)基越來越復(fù)雜，成分越來越多。當(dāng)支持物（如：瓊脂、明膠）的發(fā)現(xiàn)并且應(yīng)用到培養(yǎng)基的培養(yǎng)中時(shí)，固體培養(yǎng)基隨之誕生。固體培養(yǎng)基是組織培養(yǎng)基中最常用的一種培養(yǎng)基的類型。人工合成培養(yǎng)基通常包括大量元素、微量元素、鐵鹽、有機(jī)復(fù)合物、糖、支持物和植物激素。
　　三、植物組織培養(yǎng)與激素
　　植物激素，是植物組織培養(yǎng)中發(fā)揮生物學(xué)效力最強(qiáng)的培養(yǎng)因素。植物激素包括五大類：生長素類、細(xì)胞分裂素類、赤霉素、乙烯類和生長抑制素類。在植物組織培養(yǎng)中最常用的是生長素和細(xì)胞分裂素。生長素包括很多種，如1-萘乙酸、吲哚乙酸和2，4-D等。細(xì)胞分類素包括6-芐基腺嘌呤、6-糠氨基嘌呤和玉米素等。植物激素在培養(yǎng)基中的用量通常在0.01—10mg/L（ppm）變化，細(xì)胞分裂素的濃度在非生根培養(yǎng)中要大于生長素。需要指出的是，植物激素的用量要考慮組織內(nèi)源激素的含量及其生理學(xué)周期效應(yīng)。
　　四、植物組織培養(yǎng)與環(huán)境
　　植物組織培養(yǎng)的成功與否取決于外植體的制備、無菌操作和人工培養(yǎng)環(huán)境的好壞。外植體的制備的好壞是能否建成離體繁殖系要過的第一關(guān)。有活性是外植體制備的前提［1］。
　　無菌操作貫穿于整個(gè)組織培養(yǎng)過程的一門關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)常使用的無菌操作設(shè)備是超凈工作臺(tái)。超凈工作臺(tái)通常借助紫外光結(jié)合逆壓滲透的超濾風(fēng)技術(shù)來滿足無菌要求。無菌操作者的操作手法和習(xí)慣的好壞也是無菌操作成功與否的關(guān)鍵，通常進(jìn)行無菌操作的實(shí)驗(yàn)人員也要經(jīng)過嚴(yán)密的無菌操作訓(xùn)練并建立嚴(yán)格的“無菌概念”［2］—［３］。
　　能否把植物組織培養(yǎng)做到滿意的人工調(diào)控，關(guān)鍵在于人工培養(yǎng)環(huán)境的好壞。人工培養(yǎng)環(huán)境包括能量的來源——光照，新陳代謝的保證——溫度，氣—水平衡——濕度，生物原料的來源——培養(yǎng)基［４］。
　　五、植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用前景
　　植物組織培養(yǎng)在生產(chǎn)實(shí)踐上有著廣闊的應(yīng)用前景，從已經(jīng)產(chǎn)生的效果來看，大致包括以下幾個(gè)方面［４］，［６］。
　　第一，快速繁殖。用組織培養(yǎng)法可以在短時(shí)間內(nèi)大量繁殖植物。它比傳統(tǒng)的扦插、嫁接等方法，繁殖速度要快幾十、幾百甚至上千倍。
　　第二，培育無病毒植株。許多農(nóng)作物體內(nèi)都帶有病毒，病毒在植物體內(nèi)是沿維管束分布的，在莖尖、根尖分生組織中，由于代謝十分旺盛、細(xì)胞分裂速度快等因素，不含病毒。因此，用莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)可以獲得無病毒植株，再用這種植株進(jìn)行快速繁殖，就可以增殖出大批的無病毒植株，供應(yīng)生產(chǎn)［７］。
　　第三，培育作物新品種。組織培養(yǎng)為育種開辟了新途徑。例如，用花粉進(jìn)行組織培養(yǎng)，能形成單倍體植株。然后，通過染色體加倍，就培育出了純系的植物新品種，這就是單倍體育種。對(duì)一般的草本植物來說，用雜交的方法培育一個(gè)新品種需8—10年，單倍體育種只需2—3年，這就大大縮短了育種年限。
　　第四，植物產(chǎn)品的工廠化生產(chǎn)。植物細(xì)胞在代謝過程中，能夠產(chǎn)生一些有機(jī)化合物，如人參皂甙（人參）、奎寧（金雞納）、除蟲菊酯（除蟲菊）、茉莉花油（茉莉）、番紅素（番紅花），它們可以用做藥物、殺蟲劑、香料、色素等。以前，人們都是利用植物體來提取或合成這些有機(jī)化合物的。20世紀(jì)50年代，生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，植物細(xì)胞在液體培養(yǎng)基上的分裂速度，比在固體培養(yǎng)基上的要快得多。經(jīng)過三十多年的努力，人們終于能夠大規(guī)模培養(yǎng)植物細(xì)胞，并從中提取所需的物質(zhì)了。
　　此外，組織培養(yǎng)在遺傳、生理、生化、病理等方面的研究中也得到了廣泛應(yīng)用［８］，［９］。
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