論植物組織培養(yǎng)技術(shù)在林木育種中的應(yīng)用

宋敏

【摘 要】林木育種是推動(dòng)林業(yè)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)性工作。近年來，針對(duì)國(guó)內(nèi)水土流失、土地沙漠化等生態(tài)問題，國(guó)家加大了對(duì)林業(yè)發(fā)展的重視程度，各級(jí)政府和林業(yè)部門也積極響應(yīng)國(guó)家“綠色發(fā)展”理念，擴(kuò)大林木種植面積。在這種情況下，林業(yè)發(fā)展對(duì)優(yōu)質(zhì)樹種的需求量不斷上升，而傳統(tǒng)的樹種培養(yǎng)周期較長(zhǎng)，短時(shí)間內(nèi)難以滿足地區(qū)林業(yè)發(fā)展需要，植物組織培養(yǎng)技術(shù)具有繁殖速度快、苗木質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代林木育種中受到了廣泛的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】植物組織培養(yǎng) 林木育種 品種改良

植物組織培養(yǎng)是利用植物的某一組織或器官，在無菌環(huán)境下進(jìn)行培養(yǎng)，并最終生產(chǎn)成完整植株的無性繁殖方法。隨著相關(guān)生物技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，植物組織培養(yǎng)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于植物育種工作中，在推動(dòng)我國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。文章首先分析了組織培養(yǎng)技術(shù)在林木育種中的具體應(yīng)用，隨后對(duì)其應(yīng)用意義進(jìn)行了論述，最后就組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用前景進(jìn)行了總結(jié)展望。

1 組織培養(yǎng)技術(shù)在林木育種工作中的具體應(yīng)用

1.1 實(shí)現(xiàn)苗木的快速、優(yōu)質(zhì)繁殖

目前，利用植物組織或器官實(shí)現(xiàn)繁殖育苗主要有三種形式：一是誘導(dǎo)母本植株上的腋芽發(fā)育，生成新的植株；二是誘導(dǎo)植株組織形成新的體胚，然后在利用特殊培養(yǎng)方式，促使體胚發(fā)育成新的植株；三是將植物組織誘導(dǎo)生成新的愈傷組織，利用愈傷組織的再分化能力，生成新的植株芽體，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)繁目的。三種林木育種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，因此在開展植物組織培養(yǎng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，做到有針對(duì)性的科學(xué)選擇。

例如，在一些地理位置相對(duì)偏遠(yuǎn)、交通不便的原始林區(qū)，由于人工管理困難，在林木種植上選擇松樹、柏樹林為主。這類樹木由于生長(zhǎng)環(huán)境相對(duì)惡劣，因此對(duì)樹種的質(zhì)量要求較為嚴(yán)格，以此來提高樹種移植后的成活率。在組織培養(yǎng)技術(shù)選擇上，通常以誘導(dǎo)母本腋芽發(fā)育方式為主，確保培養(yǎng)出的樹種能夠完全繼承母本優(yōu)良形狀，在短時(shí)間內(nèi)適應(yīng)移植后的新環(huán)境。而在城鎮(zhèn)郊區(qū)或是一些交通便利的農(nóng)村地區(qū)，林業(yè)發(fā)展多以速生林為主，例如楊樹、桉樹、槐樹等。這類林木的優(yōu)點(diǎn)在于生長(zhǎng)速度快、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，因此對(duì)于樹種的需求量也相對(duì)較大。在選擇組織培養(yǎng)方式上，多以誘導(dǎo)愈傷組織培養(yǎng)新植株的方法，來提高單位時(shí)間內(nèi)的樹種培養(yǎng)速度。誘導(dǎo)植株組織培養(yǎng)方式主要適用于果樹樹種繁育，一來是果樹生長(zhǎng)周期相對(duì)較長(zhǎng)，對(duì)于樹種需求量較為緩和，二來是果樹對(duì)于樹種的優(yōu)良性質(zhì)要求較高，誘導(dǎo)植株組織的培養(yǎng)方式能夠?qū)崿F(xiàn)“基因優(yōu)選”功能，確保果樹經(jīng)濟(jì)價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。

1.2 植物組織、細(xì)胞及器官功能分析

植物組織培養(yǎng)所選用的必須是具有完全遺傳信息的組織或器官，包括母本植株的莖、葉、胚芽等，雖然這些組織或器官中的遺傳信息都是相同的，但是其培養(yǎng)效果也會(huì)受培養(yǎng)環(huán)境、培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分等外界因素的影響。根據(jù)這一生物特性，可以對(duì)植物的組織和器官的形成過程、結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行技術(shù)分析。例如，更加大量的植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明，以植物莖作為組織培養(yǎng)對(duì)象，培養(yǎng)過程中植株的細(xì)胞膜的通透性更強(qiáng)，對(duì)于外界病毒入侵的抵抗力更明顯，根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)結(jié)論，我們?cè)谶M(jìn)行植物組織培養(yǎng)時(shí)，可以有針對(duì)性的選取母本植物的組織或器官。例如松樹雖然具有較高的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但是幼苗期的松樹抗病蟲能力較低，很容易發(fā)生病害侵襲影響，影響松樹幼苗的成活率。通過改良植物組織培養(yǎng)技術(shù)，能夠極大的改善這一影響因素。

1.3 植物組織培養(yǎng)中的滅菌工作

在植物組織培養(yǎng)中，最重要的一點(diǎn)就是要防止組織或器官受到外界細(xì)菌、病毒、微生物的干擾。目前，植物組織培養(yǎng)大多數(shù)在無菌室內(nèi)進(jìn)行，但是這只是從硬件方面確保了工作環(huán)境的安全，除此之外，操作人員還應(yīng)當(dāng)保持良好的工作習(xí)慣，例如要保持操作臺(tái)干凈整潔，刀具、儀器使用前后都要做好消毒處理、佩戴標(biāo)準(zhǔn)消毒作業(yè)設(shè)備等。

植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的滅菌方法主要分為物理法和化學(xué)法，其中物理法主要包括加熱、蒸煮、射線處理、無菌水清洗等，化學(xué)方法主要是利用一些特殊的化學(xué)制劑，例如雙氧水、高錳酸鉀、漂白粉、酒精等。不同的化學(xué)藥品所針對(duì)的細(xì)菌種類也不盡相同。但是無論采取何種滅菌措施，都不可能達(dá)到完全滅菌的效果。尤其是一些帶有芽孢組織的細(xì)菌和霉菌，生存力較強(qiáng)，即便是采取消毒措施后也既有可能存活下來，一旦遇到富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基，這些細(xì)菌和霉菌就會(huì)大量繁殖。因此，植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)當(dāng)定期做好消毒措施，嚴(yán)格執(zhí)行消毒標(biāo)準(zhǔn)，真正實(shí)現(xiàn)“無菌操作”。

2 植物組織培養(yǎng)技術(shù)在林木育種中的意義和展望

由于組織培養(yǎng)周期短，增殖率高及能全年生產(chǎn)等特點(diǎn)，加上培養(yǎng)材料和試管苗的小型化，這就可使有限的空間培養(yǎng)出大量的植物，在短期內(nèi)培養(yǎng)出大量的幼苗。組織培養(yǎng)突出的優(yōu)點(diǎn)是“快”，通過這一方法在較短時(shí)期內(nèi)迅速擴(kuò)大植物的數(shù)量，以一個(gè)莖尖或一小塊葉片為基數(shù)，經(jīng)組織培養(yǎng)一年內(nèi)可增殖到10000-100000株。

不可否認(rèn)的是，現(xiàn)階段的植物組織培養(yǎng)仍然面臨一些技術(shù)和操作上的問題，其中主要集中在以下幾方面：首先，繁殖效率和繁殖質(zhì)量之間的矛盾問題日益突出，在近幾年植樹造林活動(dòng)的影響下，各地區(qū)的林業(yè)建設(shè)活動(dòng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，無形之中增加了植物組織培養(yǎng)的工作壓力。部分管理人員盲目追求經(jīng)濟(jì)利益，將一些未達(dá)到移植條件的植株銷售給林業(yè)部門，導(dǎo)致樹苗成活率低。因此，如何做好植物組織培養(yǎng)速率與市場(chǎng)需求之間的矛盾，成為當(dāng)前組織培養(yǎng)單位所面臨的首要問題。其次，培養(yǎng)過程中不可避免會(huì)出現(xiàn)變異植株，也會(huì)造成一定的苗木資源浪費(fèi)。

“綠色發(fā)展”理念被納入“十三五”發(fā)展規(guī)劃中，為林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展指明了方向。未來一段時(shí)間內(nèi)，隨著林業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)于樹種、苗木的需求量也會(huì)逐漸攀升，植物組織培養(yǎng)能夠很好的滿足當(dāng)前林木育種的各種需求，具有廣闊的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用推廣價(jià)值。

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