植物组织培养在农业中的应用

植物组织培养在农业中的应用

［摘要］：植物组织培养是以细胞全能性为理论基础建立的一种离体培养技术，它作为一种基本的试验技术和基础的研究手段。综述了植物组织培养技术的原理及发展状。通过有关植物组织培养方面的文献综述植物组织培养在农业上离体无性系的快速繁殖、培养无病毒种苗、新品种的选育和人工种子和种质的保存方面的应用，并对应用的前景作简单的展望。

［关键词］：植物组织培养；无病毒种苗；应用；快速繁殖

Abstract: Plant tissue culture is a cell totipotency as the theoretical basis to establish a kind of in vitro culture technique, it as a basic test technology and basic research means. Plant tissue culture technology were reviewed the principle and development shape. Through the relevant plant tissue culture on literature review of plant tissue culture in agriculture in vitro clonal rapid propagation, training no virus seedlings, the breeding of new varieties and artificial seeds and germplasm preservation applications, and the prospect of the application prospect of a simple.

Key words: Plant tissue culture;No virus seedlings;Application;Rapid propagation

植物组织培养（tissue culture）是二十世纪初兴起的一项高新生物技术，至今已经有一百多年的历史，如今已成为了生物领域里面十分活跃的技术。植物组织培养开始走上工厂化和商业化始于20世纪六十年代，得利于花粉小孢子培养和原生质体培养的成功［1］。和植物组织培养的历史相比，中国的在这方面的研究起步算是比较早的，在二十世纪四十年代在这方面就有所研究，但是大范围的发展起来还是始于二十世纪七十年代的花药培养。

农业对农作物和经济植物的最终要求是提高产量和改进质量。常规方法是以有性杂交为作为指导进行育种，这种方法局限性很大，而且周期长，效果还不理想。植物组织培养为农业的优化提供了新的途径，如今，植物组织培养已广泛应用于植物育种，在单倍体育种、胚培养、体细胞杂交、细胞突变体筛选、遗传转化等方面均取得了显著成就。

1 植物组织培养概述

植物组织培养，是指在人工控制的条件下，将植物体的任何一部分，或器官、或组织，或细胞，进行离体培养，使之发育形成完整的植物体。所谓人工控制的条件，即营养条件和环境条件；植物体的任伺一部分是指根、茎、叶、花、果以及它们的组织切片和细胞［2］。它的优越性在于：可以在不受其他部分干扰的情况下研究被培养部分的生长和分化规律。特点是：取材少，培养材料经济；人为控制培养条件，不受自然条件影响；生长周期短，繁殖率高；管理方便，利于自动化控制［3］。

植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性（totipotency）。一个生活的植物细胞，只要有完整的膜系统和细胞核，它就会有一整套发育成一个完整植株的遗传基础，在一个适当的条件下可以通过分裂、分化再生成完整植株，这就是所谓的细胞全能性［4］。

植物组织培养的基本方法［5］是材料选择、培养基配置、接种与培养和最后的小苗移栽。

2 植物组织培养在农业上的应用

植物组织培养应用十分广泛，特别是和植物密切相关一些领域。农业主要是以植物的栽培种植为主，因此植物组织培养在农业上的应用是其应用中十分重要的一个方面。目前植物组织培养在农业上的应用主要有以下四个方面：离体无性系的快速繁殖、培养无病毒种苗、新品种的选育和人工种子和种质的保存。

2.1 植物离体快速繁殖

植物离体快速繁殖是植物组织培养在生产上应用最广泛，产生较大经济效益的一项技术。其商业性应用始于20世纪70年代美国兰花工业，80年代已被认为是能够带来全球经济利益的产业。组培快繁技术不受季节等条件的限制，可周年生产，具有生长周期短、繁殖速度快、苗木整齐一致等优点。

通过离体快繁可在较短时期内迅速扩大植物的数量，在合适的条件下每年可繁殖出几万倍，乃至百万倍的幼苗。如1个草莓芽1年可繁殖1亿个芽，1个兰花原球茎1年可繁殖400万个原球茎，1株葡萄1年可繁殖3万株。快繁技术加快了植物新品种的推广，以前靠常规方法推广一个新品种要几年甚至十多年，而现在快的只要1~2年就可在世界范围内达到普及和应用。特别是对繁殖系数低的“名、优、新、奇、特”植物品种的推广更为重要。

全世界组培苗的年产量从1985年的1.3亿株猛增到1991年的5.13亿株，现在已超过10亿株。如美国的Wyford国际公司设有4个组培室，研究和培育出的新品种达1000余个，年产观赏花卉、蔬菜、果树及林木等组培苗3000万株；以色列的Benzur年产观赏植物组培苗800万株；印度Harrisons Malayalam有限公司年产观赏植物组培苗400万株。

植物组培快繁技术在我国也得到了广泛的应用，到目前为止已报道有上千种植物的快速繁殖获得成功，包括观赏植物、蔬菜、果树、大田作物及其它经济作物。其中兰花、安祖花、马蹄莲、甘薯、草莓、香蕉、甘蔗、桉树、非洲菊等经济植物已开始工厂化生产。

2.2 离体无性系的快速繁殖

离体无性系的快速繁殖是组织培养在生产上应用最广泛、最成功的一个方面。无性系繁殖植物的主要特点是繁殖速度快，通常一年内可以繁殖数以万计的种苗，特别对于名贵品种、稀优种质、优良单株或新育成的品种的繁殖推广具有重要的意义。

离体繁殖良种种苗最早在兰花工业上获得成功。兰花成熟的种子中大多数的胚不能成活，种子不能发芽，通过球茎组织培养，使兰花的繁殖系数大为提高，从而形成了20世纪60年代风靡全球的"兰花工业"。甘蔗繁殖用种量大，1hm2地需要7.5-15t的种蔗。采用茎尖、嫩叶组织培养繁殖种苗，节省了大量的种蔗，加速了优良品种的推广。其他如牡