園藝植物組培育苗技術(shù)與改善對(duì)策

單春生

（徐州市園林建設(shè)管理中心 江蘇徐州 221009）

植物組織培養(yǎng)育苗技術(shù)，簡(jiǎn)稱組培育苗技術(shù)，它是指在無(wú)菌操作下利用植物體的某種器官，如植物的根、莖、葉、花、果實(shí)等的組織（如表皮、胚乳等）以及單個(gè)細(xì)胞（如孢子、體細(xì)胞等），給予它們適合生長(zhǎng)發(fā)育的條件，使之分生成完整植株的育苗方法。組培育苗技術(shù)利用的是細(xì)胞分化全能性原理。目前，園藝植物組培育苗技術(shù)已成為工廠化育苗的主要方式，對(duì)我國(guó)園藝植物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。

1 園藝植物組培育苗技術(shù)簡(jiǎn)介

植物的組織培養(yǎng)是根據(jù)植物細(xì)胞具有全能性這一理論，近幾十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)無(wú)性繁殖新技術(shù)。植物的組織培養(yǎng)廣義又叫離體培養(yǎng)，指從植物體分離出符合需要的組織、器官或細(xì)胞、原生質(zhì)體等，通過(guò)無(wú)菌操作，在無(wú)菌條件下接種在含有各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及植物激素的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)以獲得再生的完整植株或生產(chǎn)具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的其他產(chǎn)品的技術(shù)。狹義是指用植物各部分組織，如形成層、薄壁組織、葉肉組織、胚乳等進(jìn)行培養(yǎng)獲得再生植株，也指在培養(yǎng)過(guò)程中從各器官上產(chǎn)生愈傷組織的培養(yǎng)，愈傷組織經(jīng)過(guò)再分化形成再生植物。與傳統(tǒng)的園藝植物培養(yǎng)方法不同，植物組培育苗技術(shù)可以有效地增加增殖系數(shù)。由于栽培對(duì)象較小，表面積相對(duì)較小，特別是在母材有限的情況下，植物的直徑尖端分生組織只有0.01 mm～0.05 mm，可以節(jié)約繁殖材料[1]。根據(jù)它們的成長(zhǎng)環(huán)境特點(diǎn)來(lái)看，植物組培育苗技術(shù)能促進(jìn)培養(yǎng)物的生長(zhǎng)，又因?yàn)榈V物質(zhì)養(yǎng)分、溫度、陽(yáng)光、水分等因素都是人為可以控制的，可以使培養(yǎng)植株處于發(fā)育的最佳狀態(tài)，為植物的生長(zhǎng)發(fā)育提供了有利條件。

目前，中國(guó)已經(jīng)開展了數(shù)千種植物的組織培養(yǎng)工作，建立了若干研究所，植物組培技術(shù)被應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。植物組培育苗技術(shù)是我國(guó)現(xiàn)在生物技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了由實(shí)驗(yàn)室走向工廠，更加貼近人們的生活，并為人們的生活創(chuàng)造了巨大的財(cái)富。

2 園藝植物組培育苗技術(shù)的現(xiàn)狀

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，觀賞型植物的病毒高達(dá)幾百種，并呈逐年上升的趨勢(shì)，所以植物的脫毒顯得尤為重要。在20世紀(jì)60年代，研究人員在進(jìn)行蘭花組織培養(yǎng)時(shí)，利用植物組培技術(shù)實(shí)現(xiàn)了脫毒早芽的年產(chǎn)量，即蘭花離體早芽原代球莖根培養(yǎng)。隨后通過(guò)組培技術(shù)的改進(jìn)，蘭花組培技術(shù)的生產(chǎn)規(guī)模逐步形成，同時(shí)也形成了“蘭花產(chǎn)業(yè)”的產(chǎn)業(yè)新格局。這是快速傳播和接種無(wú)病毒苗的高潮，世界各地也在進(jìn)行接種無(wú)病毒苗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球1985年組培早苗單株為1.3億株/年，1991年增至5 億株，現(xiàn)在已超過(guò)10 億株。隨著組織培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，植物培養(yǎng)的過(guò)程變得更加簡(jiǎn)單，更有利于普及，越來(lái)越多的組織培養(yǎng)企業(yè)具有更大的規(guī)模[2]。

植物組培育苗技術(shù)的應(yīng)用范圍很廣，所產(chǎn)生的意義價(jià)值是不可代替的，它是種苗工廠化、規(guī)范化生產(chǎn)的主要方式。近幾年來(lái)出現(xiàn)了新型的植物組培育苗技術(shù)，比如植物無(wú)糖組織培養(yǎng)快繁技術(shù)，它是指在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中改變碳源的種類，以二氧化碳代替糖作為植物體的碳源，并控制影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的環(huán)境因子，促進(jìn)植物進(jìn)行光合作用。植物無(wú)糖組織培養(yǎng)快繁技術(shù)在苗木生產(chǎn)中可以盡快實(shí)現(xiàn)一種新的植物的快速繁殖。此外，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基主要由蛭石、纖維、珍珠巖、巖棉、石砂等多孔無(wú)機(jī)材料組成，成本低、透氣性好，據(jù)報(bào)道，可以使小植株的生根率和質(zhì)量大大提高。無(wú)糖組織微增殖的研究和實(shí)驗(yàn)雖然已經(jīng)取得了成功，但仍存在一些問(wèn)題，體細(xì)胞無(wú)性系的物理特性，需要特定的生長(zhǎng)環(huán)境、微觀環(huán)境，如不同的基質(zhì)和容器。與一般的微型繁殖相比，無(wú)糖組織是培養(yǎng)自養(yǎng)的，這就要求外植體具有優(yōu)質(zhì)的芽和莖，便于進(jìn)行光合作用，以確保正常生長(zhǎng)。

3 園藝植物組培育苗技術(shù)的特點(diǎn)

植物組織培養(yǎng)之所以發(fā)展得如此之快，應(yīng)用的范圍如此之廣泛，是由于具備以下幾個(gè)特點(diǎn)。

3.1 培養(yǎng)條件可以人為控制

組織培養(yǎng)采用的植物材料完全是在人為提供的培養(yǎng)基質(zhì)和小氣候環(huán)境條件下進(jìn)行生長(zhǎng)的，擺脫了大自然中四季、晝夜的變化以及災(zāi)害性氣候的不利影響，且生長(zhǎng)條件均衡，對(duì)植物生長(zhǎng)極為有利，便于穩(wěn)定地進(jìn)行培養(yǎng)生產(chǎn)。

3.2 生長(zhǎng)周期短，繁殖率高

植物組織培養(yǎng)由于人為控制培養(yǎng)條件，根據(jù)不同植物不同部位的不同要求而提供不同的培養(yǎng)條件，因此生長(zhǎng)較快。另外，植株也比較小，往往20 d～30 d為一個(gè)周期。所以，雖然植物組織培養(yǎng)需要一定設(shè)備及能源消耗，但由于植物材料能按幾何級(jí)數(shù)繁殖生產(chǎn)，且能及時(shí)提供規(guī)格一致的優(yōu)質(zhì)種苗或脫病毒種苗[3]，故總體來(lái)說(shuō)成本低廉。

4 園藝植物組培育苗技術(shù)的改善對(duì)策

4.1 接種室定時(shí)滅菌

在每次接種的前半個(gè)小時(shí)內(nèi)都要用消毒劑對(duì)接種室內(nèi)的設(shè)備、工作臺(tái)面、器材等進(jìn)行殺菌滅毒，再用紫外線光燈照射20 min。在組培的過(guò)程中，除了培養(yǎng)基、接種材料、器皿等要保持無(wú)菌以外，接種時(shí)更要嚴(yán)格進(jìn)行無(wú)菌操作。

4.2 嚴(yán)格把控植物材料的選擇

由于不同的植物材料品種、不同的取材部位、取材大小等的帶菌量也不同，為此，在取材時(shí)也應(yīng)仔細(xì)選擇，盡量避免選擇有細(xì)菌的材料。如果外植體的生存條件比較臟的話，可以在室內(nèi)或無(wú)菌條件下對(duì)枝條進(jìn)行液體催芽培養(yǎng)，從而降低污染率。

4.3 提高植物組培育基質(zhì)量

培養(yǎng)基好比土壤，它是植物組織培養(yǎng)過(guò)程中離體材料獲取營(yíng)養(yǎng)而賴以生存的條件。培養(yǎng)基的基本組成成分有：無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物、碳源、維生素、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)和有機(jī)附加物等。根據(jù)培養(yǎng)基形態(tài)的不同，可以將培養(yǎng)基分為固體培養(yǎng)基與液體培養(yǎng)基[4]。固體培養(yǎng)基是指加凝固劑的培養(yǎng)基，加入凝固劑后，加熱溶解，將它們分別裝入常用的培養(yǎng)器皿中冷卻即可得到固體培養(yǎng)基；而液體培養(yǎng)基一般是指不加凝固劑的培養(yǎng)基。目前，大多數(shù)企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中仍以固體介質(zhì)為主要介質(zhì)，這是因?yàn)橐后w培養(yǎng)基容易出現(xiàn)由于缺氧造成培養(yǎng)物死亡的現(xiàn)象，而固體培養(yǎng)基方便觀察培養(yǎng)物，而且移動(dòng)方便，同時(shí)固體培養(yǎng)基可以使植物生長(zhǎng)得更快。但一些固體培養(yǎng)基比如橡膠固化劑等存在一些明顯的問(wèn)題，它會(huì)使?fàn)I養(yǎng)分布不均勻，使得植物生長(zhǎng)發(fā)育不一致，這主要是由于培養(yǎng)基的接觸面積小，各種養(yǎng)分的擴(kuò)散速度不同，所以會(huì)造成養(yǎng)分在培養(yǎng)基上分布不均勻，進(jìn)而造成植物的不良生長(zhǎng)。

近年來(lái)，由于固體培養(yǎng)基存在各種缺陷，人們也在不斷探索發(fā)現(xiàn)新的培養(yǎng)基。相關(guān)研究人員在研究新型培養(yǎng)基時(shí)，在培養(yǎng)容器中種植巖棉并將其作為培養(yǎng)基載體，結(jié)果表明，使用巖棉后，植物苗的根數(shù)和根的長(zhǎng)度明顯增加。此外，使用巖棉塊可以使試管苗下部的根部獨(dú)立，從而減少了根部之間相互纏繞的現(xiàn)象，減少了植物苗根部受到的傷害。

4.4 提高植物組培育苗器皿的質(zhì)量

傳統(tǒng)的植物組培育苗器皿一般有玻璃瓶、試管、罐頭瓶等，還有一些塑料容器。玻璃器皿如玻璃瓶、試管等具有很強(qiáng)的性能，但玻璃器皿一般價(jià)格較貴，不方便保存及運(yùn)輸，極易受到損壞，容易摔碎。所以，目前很多工廠一般都會(huì)選擇塑料容器。塑料容器重量輕、運(yùn)輸方便，清洗過(guò)程中不會(huì)有損耗，但塑料容器不易清洗、透光性不好，植物的生長(zhǎng)效果不是太好，而且塑料容器會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染。

近幾年來(lái)，相關(guān)研究人員也在不斷探索研究新型培養(yǎng)容器，研究出了一系列價(jià)格合適又環(huán)保的培養(yǎng)器皿。比如高分子膜培養(yǎng)器皿，它具有很強(qiáng)的透氣性，可以有效地保證植物根部的呼吸作用，加快容器內(nèi)外氣體交換的速率，但它的價(jià)格比塑料容器稍貴。研究人員可在此基礎(chǔ)上不斷研發(fā)出更加符合需要的培養(yǎng)器皿[5]。

5 園藝植物組培育苗技術(shù)的相關(guān)結(jié)論

植物組培技術(shù)作為一種有效的技術(shù)手段已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。任何產(chǎn)業(yè)都需要人才和技術(shù)來(lái)支撐。園藝植物組培育苗技術(shù)涉及多個(gè)領(lǐng)域，需要各個(gè)領(lǐng)域的人才。為了打造更加和諧、文明的城市環(huán)境，政府部門必須加強(qiáng)園林工程建設(shè)，重視植物組培育苗技術(shù)的應(yīng)用，加強(qiáng)實(shí)踐工作，從而培育出更為優(yōu)質(zhì)的植物苗。生物技術(shù)的發(fā)展將會(huì)帶動(dòng)園林植物組培育苗技術(shù)的發(fā)展，加快植物組培育苗技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。所以，在未來(lái)，植物組培育苗技術(shù)的科技手段將會(huì)越來(lái)越成熟，在園藝領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。