生物技術(shù)在園藝作物培植中的應(yīng)用

李海冉

摘 要：二十一世紀(jì)是生命與科學(xué)的世紀(jì)。隨著生物基因密碼的破解，萬物生長規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，生物技術(shù)開始受到世界各國的廣泛關(guān)注?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，通過生物技術(shù)可以解決一系列的民生問題，例如環(huán)境保護、糧食危機、疾病預(yù)防等。除了這些領(lǐng)域，生物技術(shù)也在其他行業(yè)產(chǎn)生了翻天覆地的影響。在本文中，我們將簡單敘述生物技術(shù)在園藝作物培植中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：生物技術(shù) 園藝作物培植 應(yīng)用現(xiàn)狀

引言

園藝培植在我們生活中隨處可見。隨著我國鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)化事業(yè)的發(fā)展、國民生活水平的日漸提高，人們對生活環(huán)境的要求和審美的需求也越來越高。各地區(qū)政府開始意識到，加強城市綠化建設(shè)是滿足民生需求的一項重要指標(biāo)，而綠化建設(shè)則離不開園藝作物的培植。此外，當(dāng)代的果蔬種植也是園藝作物培植的一部分，園藝作物培植技術(shù)不僅能夠有效提高瓜果蔬菜的產(chǎn)量，還能夠改良蔬果的品種，使瓜果蔬菜的口味更加符合人們的要求。伴隨著現(xiàn)代城市化的不斷加深，越來越多的人認(rèn)識到園林事業(yè)尤其是園藝果樹對于經(jīng)濟、環(huán)境等方面的重要作用[1]。我們在都市街頭看到的魁梧挺拔的大樹，繽紛絢爛的花卉；在公園里看到的多姿多彩的盆景，蒼翠茂盛的草木；在果園里看到的結(jié)滿果實的樹木；在蔬菜大棚里看到的水靈靈的蔬菜：這些奇花異草、瓜果鮮蔬，很多都是通過生物技術(shù)培植出來的。生物技術(shù)在園藝作物的培植中有著廣泛的應(yīng)用，比如植株離體快速繁殖與脫毒、植株胚胎培養(yǎng)、花粉花藥培養(yǎng)、植物基因工程基本技術(shù)、基因分離與克隆等。

一、園藝作物培植中的生物技術(shù)

園藝植物培植中的生物技術(shù)有很多種，科學(xué)家們通常會根據(jù)不同植株的特性，采用不同的生物技術(shù)進行培養(yǎng)繁殖。最常用的生物技術(shù)有組織培養(yǎng)、細(xì)胞工程、染色體工程和基因工程。

1.組織培養(yǎng)

組織培養(yǎng)是指在無菌和人工控制的環(huán)境下，利用人工培養(yǎng)基，對各種外植體進行離體培養(yǎng)，使外植體再發(fā)育成為完整的植株的過程。組織培養(yǎng)的外植體一般是植物的胚胎、組織、器官或者是細(xì)胞體。實現(xiàn)時，在切取外植體后，通過無根接種；然后誘導(dǎo)外植體形成愈傷組織；愈傷組織經(jīng)過再次分化形成芽或者是體細(xì)胞胚；芽再生長成根；根和體細(xì)胞胚萌發(fā)后，就是棵完整的植株體了。

2.細(xì)胞工程

細(xì)胞工程是應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理方法，通過某種工程學(xué)的手段，以植物細(xì)胞為基本單位，在細(xì)胞離體的條件下進行培養(yǎng)和細(xì)胞的增殖，或者是人為地使細(xì)胞的某些生物學(xué)特性發(fā)生改變，用以改良和創(chuàng)造新品種，加速繁殖或獲得某種有用物質(zhì)的過程。細(xì)胞工程還包括體細(xì)胞雜交，即將兩個不同的物種細(xì)胞游離成原生質(zhì)體，融合形成雜種細(xì)胞，然后經(jīng)過愈傷組織、誘導(dǎo)、分化，獲得雜種植株。細(xì)胞工程在一定程度上包括了組織培養(yǎng)的內(nèi)容，因為組織培養(yǎng)盡管多數(shù)情況下是對組織進行操作，但是廣義的組織也包括了一部分的細(xì)胞。

3.染色體工程

染色體工程主要分為兩個層次。第一個層次是在整個染色體上進行的倍數(shù)操作，比如染色體的加倍、減倍。第二個層次是應(yīng)用比較多的個別染色體工程，主要體現(xiàn)在單個染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)的變異，其中數(shù)目的變化有單體、三體、四體等，結(jié)構(gòu)的變異有缺失、易位、倒位、重復(fù)等。染色體工程在園藝作物上的應(yīng)用比較少，這是因為大多數(shù)園藝植物的染色體不容易分開。

4.基因工程

基因工程是以分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)，以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的方法為手段，將不同來源的基因按預(yù)先設(shè)計的藍(lán)圖，在體外構(gòu)建出DNA分子。將該DNA分子導(dǎo)入到園藝植物細(xì)胞中，就能改良原有植株的遺傳特性?；蚬こ痰牟襟E主要分為分離克隆目的基因、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、基因遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)化以及轉(zhuǎn)基因植株的檢測與鑒定。

二、生物技術(shù)在園藝作物培植中的應(yīng)用

1.實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)種苗的快速無性繁殖

生物培養(yǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)植物種苗的工廠化生產(chǎn)，幫助無性繁殖和不易繁殖的作物實現(xiàn)快速繁殖。它主要應(yīng)用在當(dāng)代的一些稀有珍貴的花卉高效率繁殖上，比如一些蘭科植物、花燭類植物、盆栽及切花植物等。生物技術(shù)能夠幫助這些不易生長的植物實現(xiàn)周年化繁殖，從而為人類提供了更多的觀賞機會。生物技術(shù)還可以應(yīng)用在一些珍貴的樹木快速繁殖上，比如海南的黃花梨樹、老紅木等，可以通過組織培養(yǎng)技術(shù)來拯救這些瀕危樹種。此外經(jīng)濟類植物的快速繁殖上也有生物培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用。比如野生百合不僅具有超高的觀賞價值，其鱗莖還能食用和入藥，是一款多用途的經(jīng)濟型植物?？墒且吧俸系母履芰Ψ浅Ｈ酰N群脆弱，極易受損，自我繁殖能力很低。2015年，中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所申請了“野生百合快速繁殖的組織培養(yǎng)方法”的發(fā)明專利，通過組織培養(yǎng)技術(shù)幫助了百合實現(xiàn)無性繁殖，提高了野生百合的產(chǎn)出率[2]。

2.通過莖尖培養(yǎng)生產(chǎn)脫毒種苗

種苗脫毒的應(yīng)用原理是病毒在植物體上分布不均勻，莖尖等生長點因為無維管束，病毒只能通過孢間連絲傳遞，趕不上細(xì)胞分裂生長的速度，所以植株的莖尖幾乎不含有病毒?？茖W(xué)家們將植株的莖尖組織或者細(xì)胞作為外植體進行組織培養(yǎng)，從而培養(yǎng)出無毒的植株。這種無性繁殖技術(shù)脫毒效果好，后代穩(wěn)定。以馬鈴薯為例，病毒是導(dǎo)致馬鈴薯退化的主導(dǎo)原因，生產(chǎn)脫毒種苗則是馬鈴薯病毒病防治的主要手段，現(xiàn)在市面上售賣的馬鈴薯大多是經(jīng)過莖尖培養(yǎng)脫毒的產(chǎn)物[3]。

3.大規(guī)模生產(chǎn)次生代謝物

利用植物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)次生代謝物是解決藥用植物資源短缺的有效途徑[4]。次生代謝物主要是指一些保健產(chǎn)品的生產(chǎn)，比如人工靈芝、人工人參、紅豆杉等。這些具有藥用價值的植物培養(yǎng)已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。大規(guī)模地生產(chǎn)次生代謝物需要嚴(yán)格的把控植物生長激素的調(diào)節(jié)，篩選出適宜種胚愈傷組織增殖培養(yǎng)基。

結(jié)語

本文概述了園藝作物培植中的生物技術(shù)以及生物技術(shù)在園藝作物培植中的應(yīng)用?？梢钥闯觯锛夹g(shù)的應(yīng)用對園藝作物培植產(chǎn)生了翻天覆地的變化，給我們的生活帶來了積極的影響。我們應(yīng)該合理地利用科學(xué)技術(shù)手段，在保證人與自然和諧相處的前提下，恰當(dāng)改良植物的品種，使生物技術(shù)造福人類社會。此外，希望本文能夠激發(fā)同學(xué)們對生物技術(shù)的興趣，更多地投身生命科學(xué)事業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃慶愈. 淺談園藝果樹中的問題及園藝技術(shù)分析[J]. 農(nóng)技服務(wù)， 2017（10）：107.

[2] 鄭慶偉. “野生百合快速繁殖的組織培養(yǎng)方法”獲得國家發(fā)明專利授權(quán)[J]. 農(nóng)藥市場信息， 2015（22）.

[3] 盛繼群， 鐘曉玲. 馬鈴薯組織培養(yǎng)簡化脫毒技術(shù)[J]. 湖北工程學(xué)院學(xué)報， 2001， 21（6）：54-56.

[4] 李晨東， 胡鐵強， 盛長忠，等. 細(xì)胞培養(yǎng)在獲得藥用植物有效成分中的研究[J]. 中草藥， 2003， 34（7）.endprint