生物技术在园艺作物上的应用

生物技术在园艺作物上的应用
第一篇：生物技术在园艺作物上的应用
生物技术在园艺作物上的应用
改革开放以来，中国人民感觉到的最大最实在的变化就是农业的变化，特别是园艺产业的变化对我国人民生活质量的提高起了重要的推动作用。

目睹近十几年来琳琅满目的园艺产品大市场的巨大变化，分析园艺产业发展的动力和科技问题，不难发现，生物技术的应用对园艺产业发展的贡献。

例如，组织培养技术带动了兰花产业的发展，无病毒苗木快繁技术改变了以前香蕉、草莓以及许多花卉的繁殖方式。

生物技术的发展减少了人类对自然的依赖程度。

有人认为，21世纪是生命科学的世纪。

生物技术是目前生命科学中最为活跃的领域。

它侧重在技术，必然与产业联系紧密。

生物技术的种类包括：（1）基因工程
（2）细胞工程，包括动、植物细胞的体外培养技术、细胞融合技术（细胞杂交技术）、细胞器移植技术等。

（3）酶工程，包括酶的固定化技术、细胞的固定化技术，酶的修饰改造技术及酶反应器的设计等技术。

（4）发酵工程，也称微生物工程。

（5）蛋白质工程等
一，园艺植物组织培养的理论基础与基本技术
（一）植物组织培养（Plant Tissue Culture）：指通过无菌操作分离植物体的一部分，接种到培养基上，在人工控制的条件下（包括营养、激素、温度、光照、湿度）进行培养，使其产生完整植株的过程。

也称之为离体培养。

（二）植物组织培养的理论基础
1.植物细胞全能性（Cellular totipotency）：
定义：任何具有完整细胞核的植物细胞，都拥有形成一个完整植珠所必须的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。

原理：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体
的每一个活细胞都应该具有全能性。

差异：（1）受精卵的全能性最高；
（2）受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的低。

全能性体现的两个过程: 一个已分化的细胞要表现它的全能性，必须经历两个过程，即首先要经历脱分化过程，然后再经历再分化过程。

再分化的过程有两种方式：一是器官发生方式二是胚胎发生方式分化〔differentiation〕：细胞在分裂过程中发生结构和功能上的改变，从而在个体发育中形成各类组织和器官完成整个生活周期。

脱分化〔dedifferentiation〕: 已分化好的细胞在人工诱导条件下，恢复分生能力，回复到分生组织状态的过程。

再分化〔redifferentiation〕: 脱分化后具有分生能力的细胞再经过与原来相同的分化过程，重新形成各类组织和器官的过程。

2.激素（植物生长调节剂）调控
植物生长调节剂是培养基中的关键性物质，用量极少，但起着十分重要明显而调控作用。

植物生长调节剂包括生长素、细胞分裂素及赤霉素等多种，它们在植物组织培养中具有不同的作用。

（1）生长素
用于诱导愈伤组织的形成，体细胞胚的产生以及试管苗的生根，更重要的是配合一定比例的细胞分裂素诱导腋芽和不定芽的产生。

常用的生长素:2,4—二氯苯氧乙酸（2，4-D）、萘乙酸（NAA）、吲哚乙酸（IAA）和吲哚丁酸（IBA）等。

作用强弱顺序:2，4-D＞NAA＞IBA＞IAA。

(2)细胞分裂素
促进细胞分裂与分化，延迟组织衰老，增强蛋白质合成，促进侧芽生长及显著改变其他激素作用的特点。

常见的细胞分裂素有：2—异戊烯腺嘌呤（2-iP）、玉米素（ZT）、6—苄基氨基腺嘌呤（6-BA）、激动素（KT）、苯基噻二唑基脲（TDZ）。

作用强弱顺序: TDZ ＞2—ip＞ZT＞6—BA＞KT。

(3)赤霉素
在植物组织培养中应用的仅有GA3一种，它是一种天然产物，能促进已分化芽的伸长生长。

其他植物生长调节剂: 如脱落酸（ABA）、乙烯利（CEDP）等在植物组织培养中也有一定的应用。

生长素/细胞分裂素的比值: 大时有利于根的形成，这时生长素起主导作用；比值小时，则促进芽的形成，这时细胞分裂素起主导作用。

（三）基本技术
1, 快速繁殖种苗2.无病毒苗(virus free)的培养3，倍性育种，缩短育种年限，杂种优势明显。

4，克服远缘杂交的不亲合性和不孕性（胚培养）5，工厂化育苗
二，园艺植物脱毒与离体快速繁殖
植物快速繁殖技术概念：将外植体在人工培养基和合适的条件下进行培养，以在短期内获得大量遗传性一致的个体的方法。

包括无菌培养物的建立，芽的增殖，诱导生根和试管苗的驯化和移栽四个阶段。

脱毒方法：（1）物理方法：X射线，紫外线，超短波，热处理等。

（2）化学方法：许多化学药品
（3）生物方法：种子繁殖，茎尖培养脱毒三，园艺植物的细胞工程
生物技术在农业上己展现出广阔的应用前景。

尤其是植物花药培养及细胞突变体的筛选已直接用于作物育种。

安徽省农科院园艺研究所于60年代起从事水稻花药培养,在获得花培新品种晚粳76一2基础_匕又开展了体细胞无性系变异的利用及筛选方法的研究。

该项研究在1984年国际植物遗。

（《北方园艺》
1991年10期）四，园艺植物的染色体工程
植物细胞染色体工程李国英译（东北农业大学园艺系·哈尔滨）１．前言所谓植物细胞染色体工程的含义所指的是，原来多倍体和单倍体等以染色体组的增减和异倍体的产生为目的．对于染色体数的操作是通过杂交进行的，而随着近年来植物细胞组织培养及染色体操作等技术的不断进步。

通过花粉培养育成单倍体及采用ＰＥＰ等减数化处理，由分离的染色体移植产生异倍体及基因的部分导入，染色体基因测绘等，包括各种各样内容的操作技术，已经可以进行了。

对此，在植物细胞水平的染色体操作，最近已经开始引起人们的注意，即是染色体分离，识别、鉴定、移植等问题已成为人们谈论的话题。

２．从培养细胞分离染色体染色体的分离，可能在细胞分裂期开始进
行，因此，染色体能够分离的植物体的部位是茎尖及根尖分生组织，或者仅限于花粉母细胞和卵细胞等生殖器官的细胞。

在这里，从花粉母细胞以外所获得的分裂细胞数对染色体的分离是不合适的。

由于减数分裂期的花粉母细胞是大体完全同步的分裂系，所以对于染色体的提取也是效率高的最好材料。

然而，由于花蕾获得时期的限制，不能提供经常实验，这是个缺欠。

（来源：《北方园艺》1995年第02期作者：李国英）五，园艺植物遗传转化
诱发多倍体技术秋水仙素是育种工作者用于染色体数目加倍的一种非常重要的化学物质。

其作用是抑制细胞有丝分裂中纺锤丝形成和阻滞染色体运动，从而使染色体分散，但不形成新的细胞壁，因此，使经处理的细胞多出一组额外的染色体。

秋水仙素有巨毒，使用时必须小心。

常用的剂量为0.05——0.2％，溶液最好新鲜配制。

在配制时，应先将其粉末溶解在几滴工业酒精中，而后再补足需加的水。

处理单子叶植物的种子或籽苗时，可直接浸渍于秋水仙素溶液。

但处理双子叶的籽苗时，通常是将一滴秋水仙素溶液滴在生长点上，在子叶张开后，每天滴一次或两次，连续滴几天。

如果植株表面有蜡质或毛，可以先将植株浸湿，然后再滴。

除此之外，已长大的植株或它的一部分，也可以处理，但必须是分生组织或愈伤组织。

有时，处理茎上的腋芽、接穗和砧木切割的表面也会有效。

若将百合的鳞茎浸泡在0.1％的秋水仙素溶液中八小时左右，其鳞茎表面生出的不定芽，也会从鳞片中吸收到溶液，并可产生高比率的染色体加倍。

其它带有鳞茎的植物，也可以用类似的方法诱发。

但是，以秋水仙素处理水仙，却遇到了困难。

1976年North在处理前先将鳞茎切成小块，并使每块上带有两个鳞芽，在鳞片之间滴加溶液处理，结果十分容易地使鳞芽细胞的染色体得到了加倍。

在处理籽苗或植株的局部时，不会使整个籽苗或整条枝条的细胞染色体都得到加倍，因此，必须对材料进行检测，其指标可以以叶子的大小和宽度的增加或以气孔及叶片表皮细胞大小的差异性来表示。

当检测局部的指标时，可以用镊子小心地撕下表皮，将处理过的和未
处理的材料分别放在显微镜下进行同步镜检。

凡得到染色体加倍的材料，其气孔的大小普遍增加10——30％。

具体操作方法是，用指甲油在叶片上涂一薄层，待干后，将其表皮剥下放在显微镜下测量。

这种方法对许多材料都能迅速办到，但是，对一些叶片上带毛的植物则不易办到。

此外，以花粉粒的多少为指标进行测定也是可能的，因为多倍体的花粉一般都比二倍体多；但是需要等到开花后才能进行（详细操作待另篇叙述）。

有时用茎的频繁扦插和热冲击的办法也可以诱导染色体加倍，但都不如用秋水仙素处理来得可靠。

当用秋水仙素溶液处理得不到预期效果时，还可以考虑在加压的条件下使用一氧化二氮。

这一方法曾成功地获得四倍体的郁金香，并用它来生产种子。

六，园艺植物生物技术与生物信息学
科学基础：1，发达的，复杂的，可相互交流的数据库系统；2，强有力的创新算法和软件；
3，自动化的大规模高通量的生物学研究方法和平台技术
本质：利用计算机科学和网络技术来解决生物学问题
生物技术是在分子生物学基础上建立的、为创建新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物，在园艺作物应用较为广泛的包括细胞工程、染色体工程、基因工程、分子标记等技术。

l 细胞工程、染色体工程与园艺作物育种细胞工程是以细胞为基本单位，在离体条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞的某些生物学特性按人们的意志发生改变，从而改良生物品种和创造新品种，加速动物和植物个体的繁殖，或获得某些有用的物质的过程。

主要包括组织快繁、花药培养、原生质体培养、人工种子等几个方面。

染色体工程包括染色体操作和染色体组操作，它不仅在改良植物的遗传基础和培育新品种上受到重视．而且也是基因定位和染色体转移等基础研究的有效手段，在蔬菜育种中应用最多的是单倍体育种、多倍体育种和体细胞融合等。

1．1 组织培养快速繁殖组织培养快速繁殖是目前植物细胞、组织培养中应用最多、最有效的一种快速生产脱毒种苗的手段，其突出特点是快速，而且材料来源单一，遗传背景均一，
不受季节和地区等限制，重复性好。

生物技术在南瓜育种中的应用来源：《蔬菜》2011年第02期
作者：闫世江;张继宁;刘洁;选择
南瓜为葫芦科(Cucurbitaceae)南瓜属(Cucurbita)中的1年生草本植物,起源于美洲大陆,栽培种及野生近缘种共有27个[1]。

南瓜栽培种有5个,而我国栽培的主要有3个:南瓜(Cucur bita moschataD.)又名中国南瓜,笋瓜(C.maxima D.)又名印度南瓜,西葫芦(C.pepo L.)又名美洲南瓜[2]。

南瓜在我国有悠久的栽培历史,可作粮食、蔬菜、籽用、观赏和饲料等之用。

南瓜还可以入药,饮食须知、本草纲目等古籍对南瓜也有记载。

随着科学技术的发展,人们对南瓜又有了更深的了解,南瓜含有丰富的维生素A、维生素C、胡萝卜素、糖类、淀粉、钙质等,有很高的营养价值和较高的医疗保健作用[3]。

随着生产的发展,传统的育种技术已不能满足人们的需要,因此在南瓜育种中运用生物技术逐渐被大家所重视。

作为一种高新技术,生物技术是分子遗传学、生物化学、微生物学等基础学科发展的产物,在整个科学领域中占据了越来越显著的地位。

作为世界新技术革命的重要组成部分,生物技术已经成为人类彻底认识和改造自然界,克服人类自身所面临的人口膨胀、粮食短缺、环境污染、疾病危害、能源资源匮乏等一系列重大问
总而言之，生物技术对于园艺产业及人类发展均有积极作用，可以改善人类生存环境并对人类健康有积极促进作用，提高食物营养水平，改善环境，但不可否认它也有一定的消极作用，有很多的不确定因素，有很多还有待于进一步研究与改良。

我们应用辩证的眼光去看待生物技术在园艺产业中的作用，既要看到积极的一面，也要留意消极的一面。

第二篇：生物技术及应用专业
生物技术及应用专业
培养目标：
本专业培养具有系统的生物技术基本理论、基本知识、基本技能的人才，受到严格的科学思维训练，了解生物技术及相关学科的发展和前沿，具备从事与分子生物学、细胞工程、发酵技术、食用菌栽培、
农产品加工等生物技术有关的研究、开发与管理的基本能力，能适应社会需求且有一定创新能力和创业潜力的高端技能型专门人才。

主干课程：
生物化学、细胞生物学、遗传学、分子生物学、微生物学、细胞工程、发酵技术、食用菌栽培、酶应用技术、农产品贮藏与加工技术、生物农药与肥料等。

就业方向：
毕业生主要就业领域为生物技术方面的应用技术开发领域、食品加工、医药工业、环境保护、生物化工等领域；有关科研院所和大专院校的实验工作、食用菌工厂、花卉苗木公司及在应用生物技术、食品发酵、植物与细胞组织培养等领域。

第三篇：生物技术在园艺中的应用
生物技术在园艺设计植物中的应用
摘要：用植物组培来培育无毒育苗木、优良品种苗快速繁殖、园艺树木新品种的培育等等。

生物技术使园艺植物在设计中得到更好，更广泛的应用，不仅局限在造型、体态上面，从内在基因、细胞、组织上改变植物；使植物资源多样化，给设计带来了新鲜感。

Abstract: Plant tissue culture , cell engineering , gene engineering and other modern biotechnology to develop non-toxic sterile seedling, seedling rapid propagation of superior varieties, gardening trees breeding and so on.Biological technology make it better in the design of horticultural plants, more widely used, not only in shape, body, and change the plant from the internal genes, cells, tissue;be diversify.关键词：园艺植物、生物技术、组织培养、应用、景观环境、设计生物技术在园艺植物的研究和培育上有着重大的意义。

生物技术在园艺科学上的研究主要内容包括园艺植物组织培养，园艺植物细胞工程，园艺植物染色体工程，园艺植物基因工程和园艺植物分子标记。

本文主要是对植物组培技术的研究。

园艺植物组织培养是指在无菌和人工控制的环境条件下，利用人
工培养基，对园艺植物组织的胚胎、器官、组织、细胞、原生质体等进行立体培养，使其再
[1] 生发育成完整植株的过程。

组织培养技术给园艺植物带来了很大的变革。

从以前的单一色彩，单一种类，变化到多种色彩，多种形态。

给设计提供了很多的便捷资源。

组织培养技术提高了园艺植物的质量，也提高了生产的效率。

给设计师们带来了新的构思。

花卉、树木的种类繁多，色彩艳丽，培养方式的多样化，在园林景观中起着非常重要的作用。

组织培养技术使花卉、树木的应用形式越来越多样化。

园艺植物不仅给人们带来优美舒适的生活环境，更重要的是创造了是与人类生存的生态环境。

园艺植物在现代社会中的应用越来越多，在绿化景观环境中体现的愈发明显。

通过以下几个方面来讲述组织培养在园艺植物中的应用：一．种质资源的保存
植物的种质资源的多样性，使得设计有多样性，对于一些没法预料的灾害等，我们可以通过这种方式来保存物种多样性，使一些珍贵的植物能够保存下来。

现在已经有很多的种植物灭绝，通过组织培养的技术就可延续和保存这些植物种类，使这些植物得到较为永久性的保存，增加种质资源的多样化。

植物种质的保
[2]存与监测研究对生物多样化包补和生物技术都有着十分重要的意义。

园艺树种种质资源的长期保存主要采用超低温的方法。

一般以液氮（-196℃）为冷源，是温度维持在-196℃以下。

在这温度下，新陈代谢活动基本停止，也不可能发生遗传变异，因而对种质进行了长期的保存。

二．快繁技术
自然条件很难达到快速、高效的目的繁殖植物，通过组织培养我们可以有效的快速繁殖植物。

植物组织培养快繁技术是利用植物组织培养技术对外植体进行
[2]离体培养，使其在短期内获得遗传性一致的大量再生植物的方法。

使用这种方法，繁殖效率高，不受季节、气候条件的影响，而且
培养条件可控制便于对各种环境进行调控。

占用的面积小，管理方便。

可以自动化控制生产。

已有数百种植物由愈伤组织分化出小植物，也可由愈伤组织再分化，最后产生不定芽或胚状体，形成植株。

但是从它产生的植物常常会发生多倍体、非整倍体和各种基因水平上的变异，不能全部保存原种特性，因而妨碍了它在快速繁殖上的广泛的应用。

另一个不利的因素是愈伤组织在经过多次继代培养后，常会丧[3]失再生植株的能力。

但是，这的确加快了植物的繁殖速度，我国的园林设计正处于起步阶段，所以快繁技术对植物的需求量和丰富度都有着重要的作用，快繁技术可以促进植物的生长满足园艺设计的需求。

三．植物脱毒植物在生长发育的过程中会感染各种的病毒病害。

导致植物的生长受到抑
[4]制，形态变异，产量下降等，会造成极大的经济损失。

由于基因的变异等原因，造成很多的植物感染病毒。

园艺植物在景观设计中的作用非常大。

，病毒导致园艺植物的生命短暂，或者形态不美观，影响设计的美感。

所以培养无病毒植株，能够提高植物的质量，对园艺设计景观有种重要的作用，培育无病毒植株是解决植物病毒问题的首选，通过植物组培技术培养脱毒的植株来阻止病毒的传播，来提高植物的质量和产量。

四．遗产转化
园林遗传转化是指通过某种途径将外源基因导入受体园林植物基因组中，并
[5]使之在受体园林植物内实现功能表达。

通过基因转移技术可以把不同来源的基因导入植物细胞，并整合到植物基因组中，获得转基因植物。

通过遗传转化转化可以改良园林植物品种。

提高育种效率，育成不同种类的新品种。

转基因可以改变植物的颜色、形态、种类等各种特性。

这些都给园艺植物增
[6]加了很多的特色，如蓝色的月季，黄色的仙客来，红色的鸢尾等，在设计中，能够应用这些不同的形态特点来创造出不同的主题，表达不同的思想，给人以不同的需求，满足人们不同的审美需求。

综述：现在，随着人们生活水平的提高，许多地方，以观光、旅游、采摘等为主体闲园艺、生态景观等迅速发展。

城市景观的设计越来越受到注重，绿色的园艺植物也被广泛的应用起来。

所以生物技术在园艺植物中起了很大的作用，通过组培技术我们能够大量的生产园艺植物，并得到优良质量的植物，满足园艺设计对植物的大量需求，促进我国园林设计快速的发展起来。

参考文献：
[1]园艺植物生物技术/巩振辉主编。

北京：科学出版社，2009 [2]园林植物组织培养技术/王金刚，张兴主编。

北京：中国农业科学技术出版社。

2008.8 [3] 朱至清.植物生物技术简介(一)——经济植物快速繁殖[J].生命世界，1984 [4] 赵爽、陈国菊，蔬菜作物抗病毒基因工程研究进展[J].中国蔬菜,2006 [5]李向辉等，植物遗传操作技术，科学出版社，1988 [6] 园林花卉应用设计·配置篇/耿欣、程伟、马娱、主编。

武汉：华中科技大学出版社，2009.7
第四篇：生物技术在制药行业中的应用
生物技术在制药行业中的应用
摘要：改革开放以来，随着人们生活水平的不断提高，人们对药物的疗效及质量和安全问题也越发的重视，而很多传统的药物，在长期被人们使用的前提下，已经逐渐变得不能满足现在人们的体质以及在生病后的疗效，在这期间生物技术（biotechnology）的问世，有针对性的解决了相关的问题；大量的生物技术应用于药品的生产上，开发新的药品，以及对传统药物进行改良，生物技术在制药行业的作用也越发明显。

也使得人们在生病后，能得到有效的药物治疗。

关键词：生物技术；制药行业；应用生物技术（biotechnology）（生物工程）的理念
生物技术（biotechnology），也被人们称作为生物工程，以现代生命科学为核心基础，结合其他类别的基础科学，并采用极为先进的科学技术手段，根据计划，对生物体进行改造或者是加工生物原料，进而生产人们所需要的产品。

生物技术（biotechnology），利用动植物体以及微生物对物质
原料进行加工，并生产处相关产品，为社会服务。

其主要分成现代生物技术以及发酵技术两大类别。

生物技术可以说是，现代生物学的发展以及和相关科学融合的产物，以DNA重组技术为根本，并包括了细胞工程、生化工程以及微生物工程和生物制品等。

生物技术在制药中的应用
2.1 细胞工程制药
就目前我国的生物技术（biotechnology）来讲，有关于细胞工程还没有一个统一的定义以及范围，通常认为，细胞工程就是根据分子生物学和细胞生物学的原理，并采用细胞的培养技术，对细胞进行水平的遗传操作。

细胞工程大致上可以分为细胞质工程以及染色体工程和细胞融合工程这三种。

而归根结底，细胞工程就是利用动物以及植物的细胞培养进而生产药物的技术。

例如，利用动物细胞培养可身缠人类生理活性因子以及疫苗和单克隆抗体等产品；再如利用植物细胞培养可以大量的生产经济价值极高的植物有效成分，提取药材精华，也可以生产人类活性因子以及疫苗等重新组合DNA产品。

值得注意的是植物细胞培养并不会受到客观的地理以及环境的影响，次级代谢的产物在产量上比较高。

例如，人身皂苷在该组织培养中含量占干重的27%，而全株只有可怜的1.5%。

现在不少药用植物，如三七和人参等的培养已经有了系统化的研究，并且充分优化了培养条件。

值得庆贺的是人参细胞培养物的化学成分以及药理活性，相比于种植人参并没有明显的差异。

关于细胞工程制药技术，在国外一些相关的细胞工程制药已经达到了商业化的生产水平，例如美国的Phyto公司的紫杉醇的生产商已经达到了75000L的生产规模，而日本植物细胞培养反应器的规模达到了4000L～20000L的惊人地步。

除却大规模的细胞培养技术，不定根组织与毛状根的培养也特别成功。

例如培养的黄芪毛状根的药效与药用黄芪不分上下，而在丹参毛状根的培养上，其含有的丹参碱，能在分泌中得到培养。

例如，希腊毛地黄细胞，在褐藻酸盐的固定化培养中，可以将其中有毒物质的毛地黄苷转化成为地高辛，在利用紫草细胞培养技术生产出紫草宁等。