植物组织培养研究和发展的轨迹、特点和方向

我国植物组织培养研究和发展的轨迹、特点和方向

胡安生1，郑春明2

(1浙江柑橘研究所，2浙江台州科技职业学院，浙江台州黄岩，318020)

摘要：本文以“植物组织培养”为关键词，搜索了从２０世纪５０年代至今的大量文献，并对其中获得再生体系的文献进行研究分柝。研究结果认为我国植物组培发展历程经历了先导期、全面启动期和全面发展、自主创新期。作者认识到我国植物组培事业的发展是具有我国特色的，完全与生产实际相结合为“三农服务”的，今后应加强产、学、研结合，协同攻关加快自主刨新步伐。

关键词：植物组织培养，先导期，全面启动期和全面发展，自主创新期。

我国植物组织培养研究和发展是与国际同步的，如箸名植物生理学家罗士韦、李继侗、罗宗洛、崔澂等都是公认的该领域的奠基人之一。为进一步认识我国植物组织培养研究和发展及其产业化的轨迹，以“植物组织培养”作“篇名”、“主题”或“关键词”，在“cnki”、“维普”、“万方”的检索结合“baidu”“google”的搜索，检出二十世纪初至二十一世纪初几个时间段或时间点的中文文献，并仅将其中己成功从外植体重建再生植株部分，也就是说可以成功转化为产业化的自主创新的部分重点列出，对检出的文献进行分析研究，同时参考了一些研究者对我国植物组织培养发展的认识和观点1-11,可以认识到我国植物组织培养研究和发展是经历了这样几个发展过程：

先导期。二十世纪的50-60年代是我国植物组织培养研究和产业化的先导期。这个时期正是西方国家已认识到植物组织培养有广阔的发展前景和巨大的经济利益，把理论成果转化为技术成果进而产业化，法国的摩瑞尔（Morel）是代表人物，以开发花卉产业为其特征。我国科学家在此期间己经在国内进行植物组织培养研究和产业化的先期工作（如表5—1）：

罗士韦在1955-1964年间先后在国内权威学术期刊发表多篇“植物组织培养”论文，引导了国内在该领域内的研究发展方向，同时发表“无菌的组织培养中橡胶的形成”和“人参组织培养”，成为植物组织培养理论成果转化的先导。崔澂是植物组织培养基础理论——“根芽激素理论”的发现者之一，1964又报道他的新发现，提出荸荠汁中存在似细胞分裂素的生理活性物质，为创新培养基增加了一种普遍易得的重要生理活性物质。这些箸名科学家在此期间极其活跃和极富成效的工作，为我国植物组培业的启动和快速发展奠定了基础。

全面启动期。从二十世纪的70年代末—90年代初检出的文献分析，可以认为是我国植物组织培养研究和产业化在经济作物如马铃薯、甘蔗等的带动下进入了全面启动期。

马铃薯既是产业链很长的经济作物又是粮食作物，2007年我国马铃薯总产为1 295.70万吨（己按５：１折算成纯粮），成为世界马铃薯种植第一大国。但是马铃薯的退化现象是我国马铃薯主产区存在的一个严重问题，也是长期困扰世界马铃薯产业的难题。马铃薯的退化现象是指：马铃薯因感染病毒病致使生长期间出现植株变矮、分枝减少、叶片皱缩、生长势衰退、块茎小、产量大幅降低，一般可降低40-60％，且一年不如一年，经一年或数年后最后失去种植价值。从1980-1990年检出文献136篇中明确反映出，在此期间我国科学家和广大农技推广工作者协同作战，深入实际，针对生产中的重大问题，以“马铃薯脱毒和脱毒种薯繁殖”为中心，全力解决马铃薯的退化问题。即用茎尖组织培养法，获得组培苗，经

检测确证为无毒幼苗，然后通过茎段扦插繁殖，结出微型种薯（种薯重1-2ｇ，每m2采种

薯近千粒），既可用于生产，又可作为脱毒原种进行良繁，形成了约５０天一周期的工厂化生产。马铃薯经过茎尖脱毒、组织培养生产原原种、用脱毒原种进行推广至大田供生产。脱毒马铃薯产量高，比普通马铃薯增产30—40％，薯块大小均匀，表面光洁，商品性能好，市场售价高，大大提升了马铃薯产业的经济效益。植物组培解决了马铃薯退化，在此过程中建立起科研、推广、产业化生产相结合的系统模式，从而取得巨大的社会效益和经济效，成为植物组培模块式的典型示例。

甘蔗是我国最主要的糖料作物，其产糖量占全国总产糖量的90 ％以上。从检出的73篇文献中可以认识到，解决甘蔗因感病而退化，也是这个时期我国植物组织培养研究和产业化的重点攻关项目。甘蔗是无性繁殖作物,多年连作后,极易感染病害引起甘蔗品种退化。危害甘蔗生产的主要病害有凤梨病、赤腐病、黑穗病、赤斑病、嵌纹病(又名花叶病)、宿根矮化病等,采用无病种苗是防治病害最有效的措施。建立甘蔗脱毒健康种苗生产繁殖体系，利用甘蔗茎尖培养技术结合热处理,可根除蔗株上的花叶病、宿根矮化病,生产无病、无毒的健康种苗。据报道,脱毒健康种苗的使用使甘蔗增产达20 %～40 %,蔗糖含量提高0. 5 %以上(绝对值）。甘蔗组织培养不仅大大加速了甘蔗无病种苗的快速繁殖,而且解决甘蔗因用种

量大而消耗大量原料蔗的问题（0.5～1t ／666.7m２）。通过茎尖组织培养与愈伤组织培

养获得甘蔗健康种苗,解决了甘蔗产业和甘蔗糖业的发展中的关键问题，成为我国植物组织培养研究和产业化中的又一模块式的范例。

香蕉的组织培养检出27篇文献。香蕉的主产区广东、广西、福建、云南、海南组织培养香蕉试管苗都先后走向工厂化生产阶段,取得了较高的经济效益。香蕉茎尖组培快繁能够迅速推广优良品种、繁殖系数高、周期短、不受季节限制，用一个优良单株单繁的无性系一年内可繁殖10万株苗以上；组培苗生长迅速、整齐、收获期一致，一般产量比传统繁殖增产15 %～30 % ,有的高达50 % ,有利于集约化经营和商品化生产。

其它如葡萄的组织培养快速繁殖检出60篇文献，草莓组织培养脱毒、快速繁殖检出33篇文献，苹果优良品种和矮化砧的组织培养检出60篇文献，都是用组织培养解决了其生产中的突出问题。

在经济作物如马铃薯、甘蔗等的带动下我国植物组织培养研究和产业化进入了全面启动期（见表5-2）。

表5—2 我国植物组织培养研究再生植株统计（20世纪70年代末—80年代初）年份再生植株名录科总数

1978中药、草药：三七（五加科）。

作物：红薯（旋花科）、木薯（大戟科）、花生（豆科）、黄豆（豆

科）、洋芋（茄科）。

干鲜果：柑桔（芸香科）。

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1979中药、草药：萝芙木（夹竹桃科）、地黄（玄参科）、西洋参（五

加科）、延胡索（罂粟科）。

作物：甘蔗（禾本科）、烟草（茄科）、洋芋（茄科）、小麦（禾

本科）。

干鲜果：椰子（棕榈科）、猕猴桃（猕猴桃科）。

林木：桉树（（桃金娘科））、油橄揽（木犀科）、杨树（杨柳科）、

桉树（桃金娘科）、山新杨（杨柳科）。

蔬菜、瓜：蕃茄（茄科）、海藻（海产藻类）。

15 17 中药、草药：金花茶（山茶科）、人参（五加科）、枸杞（茄科）、31 38