植物組織培養(yǎng)技術及其在園藝上的應用研究

鄧麗麗 曹麗萍 趙璇

摘要 植物的組織培養(yǎng)是根據(jù)植物細胞具有全能性這個理論，近幾十年來發(fā)展起來的一項無性繁殖的新技術。在生物科學技術的發(fā)展下，我國的植物組織培養(yǎng)技術水平得到了快速提高，并在各行業(yè)領域中得到了廣泛應用。對此，本文對我國植物組織培養(yǎng)新技術的應用現(xiàn)狀以及在園藝上的應用策略進行了總結。

關鍵詞 植物組織培養(yǎng)、園藝、技術與應用

1前言

目前在植物繁育方面，植物組織培養(yǎng)技術得到了廣泛的運用。與傳統(tǒng)的植物繁育方法不同，植物組織培養(yǎng)技術可以有效地提升繁殖系數(shù)[1]，被培養(yǎng)物體的體形微小、表面積相對較小，尤其是在母本材料有限的情況下，可以節(jié)省繁殖材料，如植物徑尖分生組織僅為0.01～0.05mm。從生長環(huán)境上來看，植物組織培養(yǎng)技術能夠促進植物的生長發(fā)育，被培養(yǎng)物的生長發(fā)育處于最佳狀態(tài)中，礦質營養(yǎng)成分、植物激素水平、溫度、光照等因素都可以人為調(diào)控到最佳狀態(tài)，并且被培養(yǎng)物可以免受微生物病源和昆蟲的侵害，可以人為誘導被培養(yǎng)物的正常發(fā)育，尤其是觀賞植物育種，可以促進植物發(fā)育，為新品種的選育提供方便[2]。

2植物組織培養(yǎng)新技術的應用

國內(nèi)外學者通過結合環(huán)境控制技術與植物組織培養(yǎng)技術的方法，在提高組培苗生長速度、提高組培苗質量、降低生產(chǎn)成本這幾個方面建立了一些新技術和方法。

1.1開放式組培技術

崔剛等[3]進行開放式組培的抑菌劑研究，建立了一套比較完整的植物開放式組培模式，在地被菊、矮牽牛、金葉連翹、繡球、紅掌、蝴蝶蘭等多種觀賞植物上應用開放式組培技術，均獲得成功。趙青華等[4]進行魔芋開放式組培研究，成功解決了有菌環(huán)境下魔芋組培的污染問題，簡化了組培環(huán)節(jié)，減少了生產(chǎn)成本。

1.2光自養(yǎng)組培技術

采用CO2氣體代替?zhèn)鹘y(tǒng)培養(yǎng)基中的糖作為碳源給不同種類的組培苗提供適宜的生長條件，從而使植株能快速繁殖出優(yōu)質種苗[5]。光自養(yǎng)組培技術目前已經(jīng)成功應用于半夏、草莓、花椰菜等植物的培養(yǎng)中，并且獲得了很好的成效。

1.3新型光源的應用

侯甲男等[6]以鐵皮石斛原球莖及試管苗為材料，研究發(fā)現(xiàn)采用適當比例的CCFL光源的光質配比，有利于組培苗的光合作用和干物質積累。此外，新型光源還具有高效、節(jié)能、空問高效利用等優(yōu)點，在農(nóng)業(yè)和生物領域顯示巨大的應用潛力。

3植物組織培養(yǎng)技術在園藝上的應用

在園藝生產(chǎn)和新品種改良上，植物愈傷組織的再生特征能夠提供捷徑。愈傷組織具有分化新根、莖的再生性特征，能夠發(fā)育成新的植株全能性。在園藝上，植物組織培養(yǎng)技術主要應用于以下4個方面。

3.1在無性繁殖上的運用

近年來，為了滿足城市綠化園藝的規(guī)劃需求，采用植物培養(yǎng)組織技術可以提升植物的生長效率，有利于對某一種或多種植物進行克隆，從而增加綠化植物。如將植物的莖尖作為培養(yǎng)材料，應用微繁殖技術來刺激植物莖尖的分生，能夠促使植物生長規(guī)模擴大百萬倍，并生長出大量的芽莖，產(chǎn)生芽原基，從而提升植物的繁殖速度。目前，我國采用這種組織培養(yǎng)方法來繁育蘭花、迎春花等園藝植物，極大地改善了城市生態(tài)環(huán)境。

3.2在脫毒上的運用

受微生物、細菌等因素的影響，在正常生長發(fā)育期，園藝植物會產(chǎn)生植物發(fā)病，甚至出現(xiàn)大面積死亡的情況。為提升園藝植物的抗病毒能力，可以采用病株脫毒技術來確保植物安全、穩(wěn)定的生長繁殖[7]。具體做法為：選取一株植物上沒有被感染的健康組織（例如莖尖）經(jīng)過特殊處理使組織細胞脫分化成愈傷組織，經(jīng)再分化獲得完整無毒植株，具有效率高、速度快、成本低的優(yōu)點。

3.3在新品種培育中的運用

植物組織培養(yǎng)技術能夠提升植物的品種質量，改良園藝植物的品種。在園藝中，對于植物組織培養(yǎng)工作來說，植物培養(yǎng)數(shù)量比較多、規(guī)模較大，為了維護生物的多樣性，會增加植物的突變規(guī)律。如在郁金香的品質質量、種類數(shù)量、規(guī)模等方面，荷蘭學者運用植物組織培養(yǎng)技術，極大地促進了植物園藝的發(fā)展，開發(fā)出了很多新品種。

3.4在物種保護上的運用

為保證物種資源多樣性，發(fā)展植物種質資源保存技術顯得無比重要。目前，我國主要運用原位保存和移位保存兩種方式保護種質資源。但是這兩種方法存在保存時間短、保存質量低、耗費人力物力等不足之處。而植物組織培養(yǎng)保存種質資源就能克服這些缺點。甘薯試管苗庫和馬鈴薯試管苗庫是我國通過植物組織培養(yǎng)成功建立的兩個試管苗庫，把離體組織保存在試管里可以有效保存種質資源。除此之外，超低溫保存技術也日漸興起。所謂冷凍保存就是把離體植物組織用防凍材料保護處理后置于-196℃液氮環(huán)境中，此時細胞代謝完全停止，并阻斷了變異的可能性，可以達到長時間穩(wěn)定保存種質資源的目的。由此可見，利用植物組織培養(yǎng)技術保存種質資源是必然的發(fā)展趨勢。

4展望

植物組織培養(yǎng)作為一種快速繁殖的手段，有著十分廣闊美好的應用前景。但現(xiàn)在的植物組織培養(yǎng)仍然處于發(fā)展階段，它的潛力還遠遠沒有發(fā)揮出來。相信在今后的幾十年內(nèi)，組織培養(yǎng)在我國將會有更大的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)、制藥業(yè)、加工業(yè)等方面將會發(fā)揮更大的作用，創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

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[2]唐佳佳，徐飛揚.植物組織培養(yǎng)中污染防治方法研究[J].現(xiàn)代園藝，2020，（2）：152-153.

[3]崔剛，單文修，秦旭， 等.葡萄開放式組織培養(yǎng)外植體系的建立[J].中國農(nóng)學通報，2004，20（6）：36-38. DOI：10.3969/j.issn.1000-6850.2004.06.013.

[4]趙青華，陳永波，滕建勛， 等.開放式組織培養(yǎng)下魔芋快繁技術研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011，（13）：114-115. DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2011.13.065.

[5]Pakrasi， Himadri B.，Gopalakrishnan， Saratram，Maranas， Costas D..Elucidation of photoautotrophic carbon flux topology in Synechocystis PCC 6803 using genome-scale carbon mapping models[J].Metabolic engineering，2018，47：190-199.

[6]侯甲男，王政，尚文倩， 等.CCFL光源不同光質比對鐵皮石斛原球莖增殖及試管苗生長的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學，2013，42（1）：86-89，101. DOI：10.3969/j.issn.1004-3268.2013.01.021.

[7]萬麗麗，王轉茸，辛強，等.油萊不同類型外植體組織培養(yǎng)及再生研究[J].中國農(nóng)學通報，2019（12）.

作者簡介：

鄧麗麗（2000，10-）女，四川自貢，四川農(nóng)業(yè)大學，學生，本科，園藝。

曹麗萍（2000，4-）女，四川自貢，四川農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，學生，本科，動物科學。

趙璇（1999，12-）女，四川攀枝花，四川農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院，學生，本科，煙草。

1四川農(nóng)業(yè)大學 園藝學院 四川成都611130;2四川農(nóng)業(yè)大學 動物科技學院 四川成都 611130;

3四川農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院 四川成都 611130