淺談生物技術(shù)在園林中的應(yīng)用

陳守耀

(許昌林業(yè)科學(xué)研究所 河南許昌 461000)

近年來(lái),隨著生物技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛,生物技術(shù)的高新技術(shù)育種方式日益達(dá)到重視,隨著園林綠化生態(tài)化、唯美化、景觀化的要求,園林植物需求種類日益繁多,生物技術(shù)在園林中的應(yīng)用市場(chǎng)得到不斷發(fā)展,科學(xué)的生物育種技術(shù)得到更加廣泛的應(yīng)用,從而推動(dòng)了園林植物在生產(chǎn)規(guī)模以及性狀改良方面得到了前所未有的發(fā)展,在其他方面在園林綠化中也得到了應(yīng)用。

1 利用植物生物技術(shù)的現(xiàn)狀

(1)伴隨著高新科技術(shù)發(fā)展的需要,2002年時(shí),全球轉(zhuǎn)基因作物的種植經(jīng)過(guò)科學(xué)實(shí)踐證明具有較大發(fā)展空間,得到了種植人群的認(rèn)可,種植面積達(dá)到18.23億hm2,比2001年轉(zhuǎn)基因作物的種植面積增加了611.5萬(wàn)hm2,增長(zhǎng)率為12%。世界上已有16個(gè)國(guó)家的550萬(wàn)-600萬(wàn)農(nóng)民認(rèn)可轉(zhuǎn)基因作物,并廣泛種植轉(zhuǎn)基因作物。隨著種植面積的擴(kuò)大,種植人群的認(rèn)可,成效也較明顯,為了獲得更大的發(fā)展,各國(guó)加大了對(duì)于轉(zhuǎn)基因植物的研究開發(fā),并經(jīng)過(guò)科學(xué)技術(shù)人員的努力,在各方面取得了重大突破,目前已經(jīng)進(jìn)入田間試驗(yàn)的轉(zhuǎn)基因作物已超過(guò)500多種。

(2)目前包括我國(guó)是眾多發(fā)展中國(guó)家是采用轉(zhuǎn)基因作物最迅速的國(guó)家,并在基因組研究上取得了一系列重大突破,在轉(zhuǎn)基因技術(shù)的利用等重要關(guān)鍵技術(shù)方面也取得了較大成績(jī)。隨著植物生物技術(shù)逐漸得到人們的認(rèn)可,我國(guó)眾多涉及園林生物技術(shù)研究的各類機(jī)構(gòu)也逐漸壯大發(fā)展起來(lái),并且在生物技術(shù)應(yīng)用上取得了一第列成績(jī)。在推動(dòng)生物技術(shù)的應(yīng)用上,我國(guó)以國(guó)家為主導(dǎo)的研究體系在較大程度上對(duì)研究的科研人員通過(guò)多各種激勵(lì)機(jī)制進(jìn)行了推動(dòng),并給研究者提供了培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的轉(zhuǎn)基因作物的相關(guān)政策支持,由于我地大物博,在生物技術(shù)的利用上需求量較大,目前我國(guó)政府在植物生物技術(shù)方面的投資已大幅度提高,投資額已占到全球政府在該領(lǐng)域投資的1/3,用于激勵(lì)的經(jīng)費(fèi)增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他發(fā)展中國(guó)家。

2 園林建設(shè)原則有效的推動(dòng)了生物技術(shù)的利用率

(1)園林景觀主題設(shè)計(jì)統(tǒng)一協(xié)調(diào)的原則。隨著人們對(duì)生活水平要求日益提高,園林建設(shè)中的植物景觀設(shè)計(jì)緊密結(jié)合種植植物的種類、色彩、線條、質(zhì)地及比例現(xiàn)狀,進(jìn)行科學(xué)有序差異和變化,以在建設(shè)中充分顯示園林內(nèi)植物形成景觀的多樣性、相互作用性,從而確保植物的種植以景觀要求為共同主題,在園林植物種植上充分保持植物種植的統(tǒng)一感,嚴(yán)格做到與景觀主題融合。由于景觀在設(shè)計(jì)中要求每一種植物群落須具有一定的規(guī)模和面積,并且要利用空間或面積等手段,利用一定的層次來(lái)表現(xiàn)植物景觀群落的種類組成,從而以林植物種植的技術(shù)促進(jìn)規(guī)范群落的水平結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu),達(dá)到群落的發(fā)育和穩(wěn)定狀態(tài)。園林植物群落的組合不是簡(jiǎn)單植物間的組合,而是通過(guò)種植不同的植物和不同層次的植物,提高園林景觀的層次感和美感,為提高園林的生態(tài)和生物健康化,設(shè)計(jì)人員必須要結(jié)合自然界或城市原有的較穩(wěn)定的植物群落中去尋找生長(zhǎng)健康、穩(wěn)定的組合,在此基礎(chǔ)上應(yīng)利用生物技術(shù)結(jié)合生態(tài)學(xué)和園林美學(xué)原理建立適合城市生態(tài)系統(tǒng)的人工植物群落。

(2)園林內(nèi)景觀獨(dú)具個(gè)性原則。園林的景觀不能走大眾化,每個(gè)景區(qū)都應(yīng)具有自身的特點(diǎn),所以園林景觀設(shè)計(jì)布局上要求植物的種植層次應(yīng)特別表現(xiàn)出種植植物群落的美感和和諧。這不僅需要設(shè)計(jì)人員和種植人員能夠熟練掌握各種植物材料的觀賞特性,還要熟知種植植物的相互作用性,在實(shí)際設(shè)計(jì)和種植中對(duì)整個(gè)群落的效果有整體把握。種植人員在進(jìn)行園林種植植物配置時(shí),在選種植物上要堅(jiān)持種植時(shí)因地制宜、因時(shí)制宜,種植時(shí)不僅要確保植物能正常生長(zhǎng),而且還要能充分發(fā)揮種植植物的觀賞特性。

(3)園林內(nèi)景觀設(shè)計(jì)的生態(tài)性原則。園林其實(shí)也是一個(gè)不同生物生長(zhǎng)的獨(dú)立環(huán)境,只有充分利用好園林中各種作物在生態(tài)系統(tǒng)中的功能作用,切實(shí)的反映了物種與物種之間、與環(huán)境之間的關(guān)系,就能為人們提供一個(gè)好的生活環(huán)境。為了提高園林內(nèi)的生態(tài)性,在園林設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮園林內(nèi)各種物種的生態(tài)性特征、合理選配植物種類、避免物種間直接競(jìng)爭(zhēng),從而在實(shí)際運(yùn)用中形成結(jié)構(gòu)合理、功能健全、種群穩(wěn)定的復(fù)層群落結(jié)構(gòu),并能充分調(diào)節(jié)物種間形成互相補(bǔ)充,從而達(dá)到充分利用環(huán)境資源,形成優(yōu)美的景觀。

(4)園林作物選擇的抗病性原則。園林中的傳統(tǒng)的植物在生長(zhǎng)過(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)交叉感染病毒病的現(xiàn)象,所以園林種植植物過(guò)程中要特別注意種植植物相互間的影響。通過(guò)運(yùn)用生物技術(shù)可以在一定程度上可以提高植物的抗病能力,可以運(yùn)用生物技術(shù)的手段,培育出能在自然環(huán)境下與人侵植物進(jìn)行交配,形成三倍體無(wú)粉無(wú)子、觀賞性強(qiáng)的下一代,而自身不能繁殖的單性植物品種。這樣就即可以少量的投入,消滅入侵植物,又可以增加城市觀賞性。

3 當(dāng)前園林植物種植中主要應(yīng)用的生物技術(shù)

(1)生物技術(shù)中微繁殖技術(shù)在園林植物培育中的應(yīng)用。這種生物技術(shù)的應(yīng)用主要就是利用組織和細(xì)胞培養(yǎng)方法,使用多種營(yíng)養(yǎng)液促使植物組織或細(xì)胞在試管中得到大量增殖,經(jīng)過(guò)培育,等試管內(nèi)繁殖的小苗適合種植時(shí),再移入溫室或田間進(jìn)行種植培育成成品來(lái)滿足市場(chǎng)的需求。目前這種高效率、大規(guī)模生產(chǎn)苗木的技術(shù)已被人們廣泛應(yīng)用,并形成了專業(yè)的產(chǎn)業(yè)。如培育非洲紫羅蘭、大花營(yíng)草、月季、三倍體西瓜、黑穗醋栗、文竹等都要運(yùn)用這種技術(shù)。

(2)不定芽技術(shù)。就是通過(guò)生物的特性,利用植物的幼芽、生長(zhǎng)點(diǎn)或葉片的外植體,種植在含有低濃度生長(zhǎng)素和較高濃度的6一苯基嗦嶺或激動(dòng)素的培養(yǎng)基上,以促進(jìn)其快速生長(zhǎng)成獨(dú)立的小苗。目前園林業(yè)中大多在非洲紫羅蘭、無(wú)籽西瓜、蘭花、黑穗醋栗等植物培育上都采取了這種方法。這各培育方法即能夠保持原種特性,繁殖系數(shù)較高。還可以去除病毒,生產(chǎn)大量無(wú)病植株。

(3)利用胚狀體培育的技術(shù)。目前利用這種途徑植物體的方法的利用率最高,因生物技術(shù)可以利用從一塊愈傷組織,通過(guò)液體懸浮培養(yǎng)等方法有時(shí)可以產(chǎn)生數(shù)百個(gè)胚狀體和小值物。通過(guò)胚狀體可以液體培育形成數(shù)千個(gè)胚狀體。雖然這種方法能培育出更多的胚狀體,但由于這些胚狀體成長(zhǎng)受條件的限制,要想移栽到土中的形成完整小植物在技術(shù)上有時(shí)存在困難,還需要各植人員經(jīng)過(guò)數(shù)次固體培養(yǎng),達(dá)到種植的目的。

(4)利用愈傷組織技術(shù)培育。這種技術(shù)是研究人員在研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有數(shù)百種植物可以通過(guò)愈傷組織分化出小植物,或者通過(guò)某種手段也可由愈傷組織再分化,最后產(chǎn)生不定芽或胚狀體,形成植株。但因?yàn)檫@種技術(shù)的不足之處就是可能會(huì)產(chǎn)生不是如期的效果,培育產(chǎn)生的植物常常會(huì)發(fā)生多倍體、非整倍體和各種基因水平上的變異,而且在生長(zhǎng)過(guò)程中往往還會(huì)出現(xiàn)不能全部保存原種特性,因而這項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用中受了一定的局限性。

(5)培育中的改良植物的離體技術(shù)。這種技術(shù)主要包含園林所需種植培育作物的離體組織及細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、細(xì)胞雜交、突變體篩選等離體遺傳操作技術(shù),但由于目前這種技術(shù)具有一定穩(wěn)定性,在大多數(shù)的園林中植物離體技術(shù)已逐步應(yīng)用于植物育種實(shí)踐。

(6)利用培育植物細(xì)胞的培養(yǎng)技術(shù)。隨著生物技術(shù)的成熟,一些高端的技術(shù)日益被廣泛應(yīng)用,目前一些科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)植物細(xì)胞就像是一座夭然的化工廠,已經(jīng)知道植物的各類細(xì)胞中就含有2萬(wàn)多種化合物。隨著植物組織和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的日益現(xiàn)代化,為提高生物技術(shù)的應(yīng)用率和效果性,一部分科學(xué)家們已試圖完全擺脫對(duì)自然界和農(nóng)業(yè)的依賴,在一定條件下可能利用工業(yè)發(fā)酵的方法大量培養(yǎng)植物細(xì)胞,用來(lái)提取植物的次生代謝產(chǎn)物。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合上述的觀點(diǎn),隨著園林景觀設(shè)計(jì)過(guò)程的要求提高,對(duì)園內(nèi)種植的植物生物技術(shù)要求也日益提高,要想將營(yíng)造出新水平,并且保持植物的美觀,而且要保證種植作物的優(yōu)質(zhì)、綜合抗逆性強(qiáng)的特點(diǎn),而用傳統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行培育要想做到這點(diǎn),幾乎是不可能的。要想全方面的提高園林景觀的美,就必須要康健利用各植物的特點(diǎn)進(jìn)行培訓(xùn)、培育,在最短時(shí)間內(nèi)從而達(dá)到人類要全面達(dá)到實(shí)現(xiàn)新的綠色革命的目的,這仍需廣大科學(xué)家經(jīng)過(guò)十分艱苦的努力,才能通過(guò)研究植物細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、生理生化等,科學(xué)的應(yīng)用到園林建設(shè)中去。

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