植物組織培養(yǎng)技術(shù)早起源于1904年，我國(guó)從20世紀(jì)中期開始對(duì)其進(jìn)行研究。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者不斷加強(qiáng)該類技術(shù)的研究力度，部分植物器官已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了移植栽培，極大地推動(dòng)了生物技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，在園藝上也不斷發(fā)展，加快了園藝植物組織培養(yǎng)的商業(yè)化進(jìn)程。本文主要對(duì)植物組織培養(yǎng)技術(shù)在園藝上的應(yīng)用及提升措施進(jìn)行了研究。
1、植物組織培養(yǎng)技術(shù)綜述
根據(jù)相關(guān)資料，目前在植物繁育方面，植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到了廣泛的運(yùn)用。與傳統(tǒng)的植物繁育方法不同，植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以有效地提升繁殖系數(shù)，被培養(yǎng)物體的體形微小、表面積相對(duì)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(zhǎng)環(huán)境上來看，植物組織培養(yǎng)技術(shù)能夠促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，被培養(yǎng)物的生長(zhǎng)發(fā)育處于佳狀態(tài)中，礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)成分、植物激素水平、溫度、光照等因素都可以人為調(diào)控到佳狀態(tài)。并且，運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，正常繁殖條件不能發(fā)生變異，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(dǎo)被培養(yǎng)物的正常發(fā)育，尤其是觀賞植物育種，可以促進(jìn)植物發(fā)育，為新品種的選育提供方便[1]。
現(xiàn)階段，我國(guó)對(duì)上千種植物進(jìn)行了組織培養(yǎng)工作，已經(jīng)建設(shè)了多個(gè)研究院，在各行各業(yè)中，植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到了推廣和應(yīng)用。一方面，由于單倍植物較弱的特性，將植物組織培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用到單倍體育種中，植物的生長(zhǎng)和發(fā)育會(huì)發(fā)生很大的變化。為了促進(jìn)植物的生長(zhǎng)效率，可以應(yīng)用秋水仙素對(duì)組織進(jìn)行培養(yǎng)，使其變?yōu)槎扼w植物，這樣不但能夠改變植物的染色體結(jié)構(gòu)，還能縮短植物的生長(zhǎng)周期。另一方面，在基因工程中，植物組織培養(yǎng)技術(shù)有利于控制植物的生長(zhǎng)基因，提高植物的品種品質(zhì)，誘使其產(chǎn)生基因突變。并且，通過開展植物組織培養(yǎng)活動(dòng)進(jìn)行培育，在物種保護(hù)方面可以確保質(zhì)量、保存物種。另外，通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)能夠充分發(fā)揮生物技術(shù)的綜合效益價(jià)值，可以滿足科研、經(jīng)濟(jì)、醫(yī)療等方面的需求，有利于對(duì)某種植物進(jìn)行大規(guī)模培育[2]。
2、植物組織培養(yǎng)技術(shù)在園藝上的應(yīng)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。在正常條件下，植物組織培養(yǎng)條件可被誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織，許多植物組織和器官也不易產(chǎn)生愈傷組織，可以通過組織培養(yǎng)誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織。因此，在園藝上，植物組織培養(yǎng)技術(shù)主要應(yīng)用于以下4個(gè)方面。
2.1在無性繁殖上的運(yùn)用
近年來，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，我國(guó)城市綠地面積越來越小，對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)影響嚴(yán)重。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(shù)可以提升植物的生長(zhǎng)效率，有利于對(duì)某一種或多種植物進(jìn)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(yīng)用微繁殖技術(shù)來刺激植物莖尖的分生，能夠促使植物生長(zhǎng)規(guī)模擴(kuò)大百萬倍，并生長(zhǎng)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，為了確保城市綠化效果，我國(guó)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。
2.2在脫毒上的運(yùn)用
受微生物、細(xì)菌等因素的影響，在正常生長(zhǎng)發(fā)育期，園藝植物會(huì)產(chǎn)生植物發(fā)病，甚至出現(xiàn)大面積死亡的情況。如目前全世界僅草莓就有70余種病毒，為了提升園藝植物的抗病毒能力，可以采用病株脫毒技術(shù)來確保植物安全、穩(wěn)定的生長(zhǎng)繁殖[3]。
2.3在新品種培育中的運(yùn)用
植物組織培養(yǎng)技術(shù)能夠提升植物的品種質(zhì)量，改良園藝植物的品種。在園藝中，對(duì)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(hù)生物的多樣性，會(huì)增加植物的突變規(guī)律。如在郁金香的品質(zhì)質(zhì)量、種類數(shù)量、規(guī)模等方面，荷蘭學(xué)者運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，極大地促進(jìn)了植物園藝的發(fā)展，該技術(shù)領(lǐng)先于全世界，開發(fā)出了很多新品種。而我國(guó)很多地區(qū)都是鹽堿地，干旱缺水，無法種植更多的園藝植物，土地資源有限。通過開展植物組織培養(yǎng)工作不但可以創(chuàng)新植物品種，還能提高植物的抗干旱、抗鹽能力，促使植物細(xì)胞變異，改善當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境，增加土地資源利用率，提高植物的抗性，從而發(fā)揮其綜合效益價(jià)值。
2.4在物種保護(hù)上的運(yùn)用
傳統(tǒng)模式下，物種保護(hù)需要投入大量的人力和財(cái)力，一般都會(huì)采用建立保護(hù)園區(qū)的方式對(duì)瀕臨滅絕植物進(jìn)行保護(hù)，但保護(hù)效果較差，物種的多樣性難以維系。而利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，不但能夠有效提升保護(hù)效果，還能使物種得以延續(xù)下去，獲得大量繁殖。如種類繁多、繁殖能力弱的蘭花胚胎發(fā)芽率較低，利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以提升野生蘭花種源的保護(hù)效果，有效擺脫野生蘭花數(shù)量急劇減少的問題。
3、植物組織培養(yǎng)技術(shù)的提升措施
植物組織培養(yǎng)技術(shù)主要包括開放組培技術(shù)、植物無糖組培技術(shù)。其中，開放組培技術(shù)是利用抗菌劑來替代高壓滅菌工作，并用塑料杯替代了培養(yǎng)瓶，不需要復(fù)雜的操作流程和環(huán)境要求，可以降低操作成本；植物無糖組織技術(shù)是在操作過程中增加CO2提供碳源，來監(jiān)控其他環(huán)境因素，使植株的生長(zhǎng)類型轉(zhuǎn)變?yōu)樽责B(yǎng)型，可以控制污染源、降低被污染風(fēng)險(xiǎn)。目前在植物組織培養(yǎng)中，固體培養(yǎng)基在使用時(shí)會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)吸收不均衡的現(xiàn)象，培養(yǎng)物各個(gè)部分不能與培養(yǎng)基有效接觸，培養(yǎng)物產(chǎn)生的代謝廢物另一部分會(huì)進(jìn)入培養(yǎng)基中，新陳代謝較慢，另一部分則會(huì)附著在培養(yǎng)物表面，這樣會(huì)導(dǎo)致培養(yǎng)基中摻進(jìn)雜質(zhì)，不能更好地接觸培養(yǎng)基，影響培養(yǎng)物的生長(zhǎng)。
近年來，在諸如大花蕙蘭的培育過程中，為了增強(qiáng)培養(yǎng)基的效果，傳統(tǒng)的固體培養(yǎng)基被一些更適合的材料所取代，加入了巖棉這種新型培養(yǎng)基后，根部長(zhǎng)度明顯增加，培養(yǎng)物生長(zhǎng)速度快。但巖棉需要根據(jù)培養(yǎng)物的自身特點(diǎn)來選擇。一直以來，植物組織培養(yǎng)都是圍繞著玻璃器皿來選擇培養(yǎng)皿，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于器皿耐熱耐壓的特性，給培養(yǎng)過程造成很大的不便。為此，目前很多都采用使用簡(jiǎn)單、便于運(yùn)輸?shù)乃芰掀髅螅叻肿幽ぶ瞥傻钠髅笠约熬鬯姆蚁渲瞥傻钠髅�，極大地解決了培養(yǎng)過程中玻璃器皿造成的不便。
2024-5-25
2023-12-23
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