植物组织培养在实际生活中的应用

植物组织培养在实际当中的应用
摘要：植物细胞要表现出全能性，须经过脱分化、再分化等一系列过程。

在实际应用中可用胚状体作为特定的优良基因型个体的无性繁殖手段，同时在研究胚胎发育中也有很重要的理论意义。

随着科学技术的不断进步，植物组织培养这门崭新的技术将日益普及和深入，成为现代农业生产中重要的技术手段
关键字：脱分化,愈伤组织,原生质体,脱毒苗,培养基
形成芽的培养基条件常有不同，可以同时在组织培养中形成，一般说，培养物中形成的芽如胡萝卜悬浮培养，油菜愈伤组织等。

在组织培养中通过根、芽诱导再生植株方式有三种：一种在芽产生之后，于芽形成的基部长根而形成小植株，一种是在根上生长出芽来，另一种即在愈伤组织的不同部位分别形成芽和根，然后两者结合起来形成一株植物。

除营养芽之外，在组织培养中有时也有花芽的形成，如烟草、花生等。

也有变态器官的形成，如百合鳞片切块分化出的芽，形成小鳞茎，唐菖蒲茎端可诱导形成小球茎，马铃薯的茎切段可以形成块茎。

在很多禾谷类作物的组织培养中发现，用较高浓度的生长素（2，4-D）诱导形成的愈伤组织，当培养在除去生长素，或适当浓度的活性较低的生长素中时，就可以诱导芽的形成。

Nitsch等用Linsmaier(LM)培养基附加10-5摩尔2，4-D 培养水稻愈伤组织可以生根，一旦转入无生长素的培养基时就能产生芽。

Rangan 将小米愈伤组织从含生长素的培养基转移到无生长素的培养基，一个星期内就形成了芽。

但在另一些例子中激素比例控制器官分化的问题则出现完全相反的情况。

苜蓿在有2，4-D和细胞分裂素的培养基中，可以形成愈伤组织，转入不加以上两种激素的培养基中能分化，但分化的情况与原来的激素比例有关。

如果愈伤组织是在高细胞分裂素/生长素比例的培养基中形成的，易于生根，而在高生长素/
细胞分裂素比例的培养基中形成的，易于生根，而在高生长素/细胞分裂素比例的培养基中形成的愈伤组织，则易生芽。

由此看来，分化与激素的关系同植物的
遗传性有着密切的关系，用五个品种的烟草做实验，用相同的生长素/细胞分裂素比例，结果有的品种形成很多芽，有的形成很少芽，有的完全不生芽。

培养基的物理因素和外界条件对器官建成有一定影响。

固体培养基有利于诱导愈伤组织，而液体培养基有利于细胞和胚状体增殖。

蓝光有利于芽的分化，而红光、远红光对芽分化有抑制作用，但促进根分化，紫光对生芽有刺激作用。

石刁柏、虎耳草属、凤梨科植物分化前期需要低光强，后期要求高光强，降低氧浓度促进胡萝卜愈伤组织芽的形成，增加氧浓度促进不定根形成。

胚状体是指在组织培养吕从一个非合子细胞，通过合子胚相似的胚胎发生过程所形成的胚状结构。

从胚状体可以形成完整的植株，这是植株细胞全能性的最强有力的一个证据。

在植物组织组织培养中，诱导胚状体与诱导芽相比较，具有显著的优点，一是数量多，二是速度快，三是成苗率高。

由于胚状体具有这些优点，所以在育种工作及园艺工作中，可用胚状体作为特定的优良基因型个体的无性繁殖手段，同时在研究胚胎发育中也有很重要的理论意义。

培养基的激素成分和氮源影响胚状体的发生。

有的植物可在无激素培养基上诱导出胚状体，如烟草、曼陀萝、水稻、小麦花药培养；有的植物需要生长素与细胞分裂素的一定比例诱导胚状体，如油茶、酸枣、桃等。

石龙芮下胚轴，石刁柏愈伤组织，还有一些植物先在有激素的培养基上，然后转入无激素培养诱导胚状体。

有人证明培养基中还原态氮对胚状体有利，但我国使用的N5培养基硝酸盐含量高，也有很好的作用。

水解酪蛋白或多种氨基酸对胚状体发生有促进效应。

胚状体的发生还与外植体来源和年龄、培养的时间、植物的遗传型等因素有关。

植物组织培养的应用：
（一）增加遗传变异性，改良作物。

单倍体育种：通过花药培养，从小孢子获得单倍体植株，染色体加倍后获得正常二倍体植株，这是一条育种的新途径。

单倍体育种可以缩短育种年限，节约人力物力，较快地获得优良品种，目前已有四十多种植物获得了单倍体植株。

我国在水稻、小麦、烟草、柏树、橡胶、辣椒等植物的单倍体育种的工作上，处于领先地位。

胚培养、子房培养、胚珠培养：为了克服远缘杂交的不亲和性，可采用胚、子房、胚珠培养和试管受精等手段。

最早成功的例子是两个栽培种亚麻的杂交胚发生败育，利有杂种胚培养克服了一些障碍，得到种子。

现在在棉花、黄麻上也获得成功。

从玉米的离体子房培养，经体外受粉可以得到种子。

突变体的选择和应用：由于植物的单细胞培养成功，可以用这个方法诱发单细胞进行突变，通过筛选所需要的突变体，然后使细胞分化成植株，再通过有性世代使遗传性稳定下来，这是从细胞水平来改造植物的一种途径。

除细胞外，愈伤组织、花药、原生质体都可诱发突变。

70年代以来，世界各国在这方面已有不少成功的例子，如：已选育出抗花叶病毒的甘蔗无性系，抗1-2%NaCl的野生烟草细胞株，抗除草剂的白三叶草细胞株等，还有“丛枝菌根真菌在促进植物的生长发育，增强植物抗性，提高作物产量和品质等方面的作用已被大量研究所证实。

” （4）原生质体没有胞壁，容易接受外来的引入物质。

由于致癌农杆菌可以使多种植物形成肿瘤，以及已发现它所带的Ti质粒可以有效的插入植物细胞的基因组中，所以一些研究者也设想能否以Ti质粒作为载体，与固氮基因重组后转入植物的细胞中，如能实现将固氮基因转到非豆科植物如水稻、小麦、玉米等作物中，则遗传工程在创新植物类型上的前景，无疑是非常广阔的。

（二）繁殖植物。

组织培养中从一个单细胞，一块愈伤组织，一个芽（或其它器官）都可以获得无性系。

无性系就是用植物体细胞繁殖所获得的后代。

用植物组织培养技术繁殖的无性系可概括为五个类型：原球茎：细胞或组织培养经原球茎途径分化成植株。

大部分兰花属于这一类型，即兰花的各个部分的离体组织都能诱导形成原球茎，再经培养分化形成植株。

器官发生型：即从细胞或愈伤组织培养通过不定芽形成植株，如烟草愈伤组织培养分化所得的植株。

胚状体发生型：从细胞或愈伤组织通过胚状体途径，即由球形期、鱼雷期、心形期、子叶期经成熟胚发育成植株，如胡萝卜体细胞培养可通过胚状体途径形成植株。

器官型：从离休珠茎、花芽、叶、鳞片等，亦即从离体的母体组织直接产生小植株，如贝母、百合等。

无菌短枝扦插；选取已发育成熟的腋芽，连同短枝经表面灭菌后在无菌条件下培养，使其生根。

腋芽可用生长激素处理促使其萌发。

这一方法在较短时间内即可获得一个植株。

“将能继代的愈伤组织转入分化培养基进行生根培养，（玉米）5010和综3自交系获得了再生植株，并且植株移栽可成活。

”（5）对保存珍贵的优良树种或花卉品种是简易而有效的方法。

通过组织培养可以做到
快速繁殖。

1年中从一个芽得到103-106个芽，达到快速目的。

现在在国内外已掀起"试管苗"热，许多花卉、林木、果树、蔬菜都可通过组织培养进行大规模的无性繁殖。

国外在草莓、苹果、柑桔、兰花、石竹、铁线莲、杜鹃、月季、桉树等进行快速繁殖已达到商品化。

我国近年来已获成功的有甘蔗、月季、菊花、无籽西瓜、栎树、山楂、猕猴桃、雪松等。

通过组织培养可以进行无病毒植株的培育。

病毒是植物的严重病害，病毒病的种类不下五百多种。

受害的粮食作物有水稻、小麦、马铃薯、甘薯，蔬菜作物有：油菜、大蒜，果树有：柑桔、苹果、枣，花卉有：唐菖蒲、石竹、兰花等。

防治无方，只好拔除病株，因而造成很大经济损失。

病毒在植株上的分布是不均一的，老叶、老的组织和器官病毒含量高，幼嫩的未成熟组织和器官病毒含量较低，生长点几乎不含病毒或病毒较少。

1952年法国Morel用生长点培养法获得无病毒植株成功，以后许多国家开展了这方面的工作。

目前已在马铃薯、甘薯、大蒜、石竹、百合、兰花、草霉等植物上得到成功。

如果采用0.1毫米以下的生长点，则培养时间长，成活率低，故目前已多用0.1-0.5毫米大小生长点，结合热处理培育无病毒苗。

在我国已获得马铃薯无病毒苗，并进行了推广种植，在广东省进行了柑桔无病毒苗的培育。

“降低试管苗快繁成本，是实现植物试管苗快繁生产化，取得良好经济效益的关键，也是植物试管快繁技术研究的重要方面。

”
（6）组织培养除了在农业上的应用外，目前世界各国都在重视另一个方面，即有用化合物的工业化生产。

有用化合物包括药物、橡胶、香精油、色素……等。

这些化合物许多都是高等植物的次生代谢物，有些化合物还不能大规模地人工合成，而靠植物产生这些化合物来源有限。

因此，利用组织培养方法，培养植物的某些器官或愈伤组织，并筛选出高产、高合成能力、生长快的细胞株系，以进行工业化生产，是一条行之有效的途径。

由于植物组织培养技术在提高农作物产量、培育农作物新品种等方面具有广阔的应用前景，因此越来越受到各国科学家的重视。

20世纪60年代以后，植物组织培养技术开始在生产上应用，并且逐渐朝着产业化方向发展。

随着科学技术的不断进步，植物组织培养这门崭新的技术将日益普及和深入，成为现代农业生产中重要的技术手段。

参考文献：
（1）--------余守超《植物组织培养中外植体褐变机理研究进展》《山东林业科技》 20045 期
（2）-------王莉《培养基激素配比及琼脂用量对四倍体刺槐组培苗生根的影响》《林业科技》20042期
（3） --------- 周以正《太子参不同组培脱毒苗产量与氨基酸含量的比较》《福建农业大学学报》2004 3期
（4）--------任萌圃《几种丛枝菌根真菌对金叶连翘组培苗生长的影响》《北京林业大学学报》2004 6期
（5）--------张慧英《玉米幼胚离体培养和植株再生》《广西生物农业科学》20043期
（6）---------李春莲《芦荟试管苗增殖及壮苗定植体系的建立》《西北农林科技大学学报》 2004 11期。