植物生理學(xué)和生物工程初探

劉型炳

摘 要：植物生理學(xué)的誕生是人類歷史上的巨大進(jìn)步，通過植物生理學(xué)可以控制和合理的調(diào)配農(nóng)業(yè)的發(fā)展途徑，為農(nóng)業(yè)的發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。植物生理學(xué)可以控制植物的生長，了解植物的合理施肥基礎(chǔ)，通過控制植物的激素和人工合成的植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，幫助生物科學(xué)生長，為了能夠保證工程領(lǐng)域的各項應(yīng)用得以在現(xiàn)實生產(chǎn)和種植中全面實現(xiàn)，目前，人類積極地將對于生物工程領(lǐng)域的研究與植物生理學(xué)相結(jié)合，以便于輔助解決由于人工合成調(diào)節(jié)除草劑、工業(yè)發(fā)展人口猛增、地球環(huán)境惡化、植物品種減少、耕地面積縮小等多方面環(huán)境惡化因素，給地球生態(tài)環(huán)境所帶來的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞：植物 生理學(xué) 生物工程 初探

前言

現(xiàn)代植物培育學(xué)家根據(jù)植物的雜交培育原理，結(jié)合植物生理學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)人們的需求，從大基數(shù)植物群體中通過反復(fù)篩選之后，分離出優(yōu)良的植株品種，然后選取不同性狀的植物新品種，以便于促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展領(lǐng)域的快速發(fā)展。為了提升人類所最為關(guān)注的農(nóng)作物天然抗原的促進(jìn)和發(fā)展、顯著提升農(nóng)作物的耐旱和耐鹽堿性特征等，人們做出了很多努力，為人類的生產(chǎn)和農(nóng)作物的生長也帶來了很大的助益?；诂F(xiàn)代分子生物學(xué)和基因工程技術(shù)發(fā)展起來的生物工程學(xué)科的全面興起，使人們看到了植物生理學(xué)和生物工程發(fā)展的共性。

1、植物生理學(xué)應(yīng)用的內(nèi)容

植物生理學(xué)的目的，主要是通過對植物生長情況的考量和剖析，研究其內(nèi)在規(guī)律和機(jī)理，從而可以調(diào)節(jié)和控制植物生長，幫助植物有效的排除內(nèi)外環(huán)境的不利影響，提升植物生命發(fā)展活動的學(xué)科。人們通過對于植物生理學(xué)應(yīng)用的逐漸細(xì)化，在應(yīng)用中結(jié)合了許多具體的實例，比如說，利用一系列植物組織和細(xì)胞的培養(yǎng)技術(shù)來研究新的品種，希望能夠控制特定的植物生長形態(tài)，將理想中的植物種類變成現(xiàn)實；在生產(chǎn)的實踐角度改善生物技術(shù)，希望能夠結(jié)合植物生理學(xué)的遺傳變異特征，將種子在農(nóng)業(yè)方面的普及率提升。諸多方面的應(yīng)用表明了植物生理學(xué)在實際生產(chǎn)生活中的重要意義，這將對生產(chǎn)量和生產(chǎn)率兩方面有顯著的推進(jìn)提升作用，尤其是農(nóng)業(yè)方面，將會有新的突破。

2、基于植物生理學(xué)的多樣化生物工程應(yīng)用

2.1 改良原生態(tài)的融合細(xì)胞雜交品種

創(chuàng)造更多的遺傳變異可能性，擴(kuò)大可利用的原生態(tài)胚胎資源，使用胚胎改良技術(shù)就可以突破組織培養(yǎng)的瓶頸和局限，將微生物甚至動物的基因轉(zhuǎn)移到植物的基因之中，形成各種各樣的轉(zhuǎn)基因植物，為人們增加可供變異的范圍，拓寬資源使用渠道，培養(yǎng)新型的典型農(nóng)作物，完善多樣化的農(nóng)作物使用功效。

2.2 改進(jìn)和改良農(nóng)作物育種選擇效率

尤其是在多樣化農(nóng)作物育種選擇的過程中，正是由于育種的選擇范圍比較廣泛，因此，每一步培養(yǎng)單體種苗的過程中可能需要大量的篩選過程，通過改良之后的植物生理學(xué)原理合理計算，之后配合生物工程的相關(guān)經(jīng)驗和軟件程序，就可以在細(xì)胞級別的水平之上，發(fā)展植物的育種和選擇過程，從而提升選擇效率。較常用的是結(jié)合分子生物學(xué)結(jié)構(gòu)技術(shù)的篩選系統(tǒng)，如：同工酶篩選技術(shù)，或者RFLP篩選技術(shù)等，這些有效的篩選系統(tǒng)可以快速建立起多種多樣的植物篩選模型，尤其是在花卉和藥品植物的選擇育種過程中，會大大地提升工作效率。

2.3 培養(yǎng)快速植物繁殖和發(fā)育的材料基礎(chǔ)

眾所周知，先進(jìn)的植物育苗栽培技術(shù)，目前已經(jīng)得到了廣泛的發(fā)展，在快速繁殖和繁育過程中，人們對于綠色植物和農(nóng)作物的生長周期縮短，要求越來越高，因此，采用生物工程結(jié)合細(xì)胞分子技術(shù)，就需要科學(xué)地、活學(xué)活用植物生理學(xué)原理的典型案例。結(jié)合植物的生長周期，選擇多樣化的種植物組織培育的快速繁殖技術(shù)，提供大量的優(yōu)質(zhì)育種材料，就可以有效地促進(jìn)農(nóng)作物的發(fā)展。從植物繁殖的角度來控制農(nóng)作物的生長發(fā)育速度，比如說，控制植物的開發(fā)周期，改善雄不育植物的發(fā)育情況，控制農(nóng)作物的雜交或者自交不親和性，并進(jìn)行有效的改良，控制植物的特定生物、生化分解過程，可以給人們的生產(chǎn)生活帶來更多的便利。又或者說，人們可以通過這種技術(shù)控制某種植物的成熟周期向后延長，同時也可以控制某一種水果里面的油脂成分，使得原本較為油膩的水果或者淀粉含量很多的蔬菜的成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)更加合理，研制新型蔬菜瓜果，以供人們健康食用。

3、基于現(xiàn)代化發(fā)展的植物生理學(xué)和生物工程未來趨勢

3.1 基于植物組織和細(xì)胞培養(yǎng)的進(jìn)一步發(fā)展

基于組織和細(xì)胞培養(yǎng)的發(fā)展，早在上個世紀(jì)開始就已經(jīng)得到了不斷的印證，培養(yǎng)全能性的植物細(xì)胞、漿細(xì)胞的培養(yǎng)和胚胎的培養(yǎng)，作為農(nóng)作物遺傳育種和植物資源開發(fā)利用過程中的優(yōu)秀手段，帶給現(xiàn)代農(nóng)作物生長很多的便利。在將來的研究中，植物育種工作會大范圍的接借助試管苗的方式進(jìn)行育種，此類諸多技術(shù)受到廣泛歡迎。通過植物體細(xì)胞的變異和突變體的選擇，結(jié)合一定的篩選技術(shù)和手段，是大量的培育科學(xué)基因轉(zhuǎn)移的好方法。植物組織和細(xì)胞培養(yǎng)對于植物生理工程方面的深入研究打下良好基礎(chǔ)，這對人類向更層次領(lǐng)域的探討作出貢獻(xiàn)，有助于人類的植物學(xué)進(jìn)步。

3.2 強(qiáng)化植物細(xì)胞的遺傳轉(zhuǎn)化和基因功能

目前，在強(qiáng)化組織培養(yǎng)基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的植物細(xì)胞遺傳轉(zhuǎn)化產(chǎn)品，有效的利用此類技術(shù)在生產(chǎn)活動中，并建立相關(guān)的植物數(shù)據(jù)種子庫，為農(nóng)作物的培育打下基礎(chǔ)，有助于異源植物的基因調(diào)和。借此可以促進(jìn)多種DNA轉(zhuǎn)化技術(shù)到完善和發(fā)展，利用直接或間接的轉(zhuǎn)化技術(shù)，插入植物核心組織中，將細(xì)胞質(zhì)的基因組合與不同植物種群的轉(zhuǎn)基因植物相融合，從而使得新型植物具有較高生長速率，具有很好的耐病毒性，誕生更為優(yōu)質(zhì)的新物種。這一未來發(fā)展趨向?qū)蟠筇嵘r(nóng)作物的抗病毒、抗病害、抗蟲害、抗除草劑等生長能力，從而提升世界范圍內(nèi)的植物農(nóng)作物的整體生長水平，這將會很好地促進(jìn)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

結(jié)束語

隨著現(xiàn)代化的微生物學(xué)免疫學(xué)分子、與生物學(xué)科和其他學(xué)科的綜合結(jié)合，生物工程已經(jīng)改變了原有的傳統(tǒng)觀念，對于動植物、微生物結(jié)構(gòu)生長發(fā)育、轉(zhuǎn)基因等領(lǐng)域都可以從分子水平去進(jìn)行分析。比如：識別蛋白質(zhì)中的抗原決定簇，利用分離技術(shù)合成人工所需要選取的優(yōu)良植物品種，結(jié)合植物生理學(xué)的有關(guān)理論和常識，將植物生理學(xué)和生物工程相互促進(jìn)，共同促進(jìn)人類現(xiàn)代化的植物分子革命。

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