植物组织培养学论文

Liaoning Normal University

（20--级）

植物组织培养

题目：果树组培研究进展

学院：----学院

姓名：----

20--年--月

果树组培研究进展

摘要:

基于组培苗的植物微嫁接技术广泛地应用于果树学的各项研究中。本文探讨了组培苗微嫁接技术在果树中的主要应用，以为今后的转基因及育种工作提供参考。

关键词:果树组织培养应用

生物技术在社会科技进步中发挥着越来越重要的作用，而组织培养技术则是生物技术的基本手段【1】。植物组织培养是对细胞、组织的生长、分化及器官形态建成的规律进行研究的手段，它有力地推动了植物生理学、生物化学、遗传学、细胞学、形态学和农林等各类学科的发展和相互渗透【2】。主要作用在于保存和交换珍稀濒危植物种质资源；加速世代繁殖，缩短育种周期，获得新基因型；促进幼胚发育，克服远缘杂交中的不亲和不育性等【3】

植物组织培养指用无菌方法使植物体的离体器官、组织和细胞在人为提供的条件下生长和发育的所有培养技术的总称，也称之为离体培养或试管培养【4】。近年来其在果树育种上的应用取得了较大进展，尤其在优良树种的快速繁育、种质保存和品种选育等许多领域得到了广泛应用，显示出巨大的潜力。

19世纪30年代，德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺创立了细胞学说，根据这一学说，如果给细胞提供和生物体内一样的条件，每个细胞都应该能够独立生活；1902年，德国植物学家哈伯兰特细胞全能性的理论是植物组培的理论基础。【5】1958年，一个振奋人心的消息从美国传向世界各地，美国植物学家斯蒂瓦特等人，用胡萝卜韧皮部的细胞进行培养，终于得到了完整植株，并且这一植株能够开花结果，证实了哈伯兰特在五十多年前关于细胞全能的预言。植物组培的简单过程如下：剪接植物器官或组织——经过脱分化（也叫去分化）形成愈伤组织——再经过再分化形成组织或器官——经过培养发育成一颗完整的植株。植物组培的大致过程是：在无菌条件下，将植物器官或组织（如芽、茎尖、根尖或花药）的一部分切下来，用纤维素酶与果胶酶处理用以去掉细胞壁，使之露出原生质体，然后放在适当的人工培养基上进行培养，这些器官或组织就会进行细胞分裂，形成新的组织。不过这种组织没有发生分化，只是一团薄壁细胞，叫做愈伤组织。在适合的光照、温度和一定的营养物质与激素等条件下，愈伤组织便开始分化，产生出植物的各种器官和组织，进而发育成一棵完整的植株。【6】

1组织培养快速繁殖技术

1．1组培快繁技术研究

植物快速繁殖研究可以追溯20世纪40年代。我国学者罗士韦(S，W，LO0)于1946年在国际上最早研究植物的茎尖培养，他建立了一种合成培养基上连续培养石刁柏(Asparagus officinalis)茎尖的方法。继罗士韦之后。Ball于1946 年使长度仅有40～601~m带有1～2个叶原基的羽扇豆属(Lupinus albus Linn)和旱金莲属(Tropaeolum L)的幼小茎尖分生组织进入到分生细胞的内部。基于这一事实，1952年 Morel和Marti n从已经被病毒感染的大丽花(Dahlia)植株的茎尖分生组织培养出无病毒植株。后来Morel(1960)又利用茎尖培养获得无病毒的观赏兰花，建立通过原球茎尖继代培养周年生产兰花试管苗的方法，并且指出在一年之内从一个兰花的茎尖有可能生产出上百万的试管苗。此后在法国等欧美国家出现了一茎尖培养为基础的兰花、马铃薯和草莓等植物的脱毒试管苗工厂。【7】

1．2快繁技术在果树上的应用

植物快速繁殖可以在以下几个方面应用：①杂合植物材料的大量繁殖。许多优良的观赏植物和

经济植物的所谓“品种”都是杂种，一旦有性繁殖，由于后代分离而不能得到性状均一的后代，通过快速繁殖能够保持杂合性，并且大量生产性状均一的商品苗；②脱病毒种苗生产。长时期营养繁殖的农作物和果树，例如马铃薯、甘薯、草莓、苹果和香蕉等往往感染和积累了许多病毒，通过茎尖培养可以脱除病毒，并进行无毒苗的大量生产；③加速繁殖数量有限的特殊种质材料。例如刚刚引进或培育的新品种，木本植物的优选单株，珍惜濒危植物，以及有性和无性繁殖能力低的植物种类等；④单独繁殖雄株或雌株。例如杨树的雄株不会产生令人生厌的“杨絮”(带毛的种子)，可以专门挑选雄性植物进行繁殖和种苗生产。【8】

1)香蕉：它是目前试管苗生产数量最多的作物。20世纪80年代初华南植物研究所从国外引进香蕉无病毒种苗，建立了快速繁殖技术然后与地方合作在广东新会和顺德建立了两个年产百万株试管苗的工厂。新会的试管苗厂扩建后，目前的年生产能力达到2000万株。同时对香蕉的主要病害香蕉花叶病(BaMD)和束顶病(BBTD)进行了研究。花叶病的抗血清的制备和酶联免疫检测已经完成和应用，束顶病的病因正在研究之中。

2)草莓：经茎尖和花植株药培养脱除病毒，用小叶嫁接法进行指示植物鉴定，得到l0多个品种的无病毒植株，已在主产区逐步推广。

3)柑桔及其砧木：经过多年的努力，改进了微嫁接(micrografting)技术和指示植物鉴定，得到了去除黄龙病(YSO)和裂皮病(CEN)病原菌的主要栽培品种和砧木的无病植株，在湖北、四川和湖南等省建立了多个无病母本园。无病柑桔种苗已在生产中大量使用。表现为生长健壮，结果提早，质量改善，产量提高。黄龙病和裂皮病的血清学检测方法正在研究之中。

4)苹果及其砧木：中国科学院植物研究所陈维伦等在我国首先建立了苹果的茎尖培养技术。已经查明苹果产区的主要危害病毒为苹果花叶病毒(AMV)、锈果病毒 (病原体为类病毒和MLO)、绿皱果病毒(ASPV )、褪绿叶斑病毒(ACLSV)、茎沟病毒(AS ．G V)和茎痘病毒(A S PV)(后三者为潜隐性病毒)通过热处理和茎尖培养得到了大部分主要栽培品种和营养系砧木 (EM7，9，26，MM106)的无以上6种病毒的植株。病毒鉴定使用了改进的指示植物法，使检测的时间大为缩短。褪绿叶斑病毒和茎沟病毒的血清学检测法也已完成。苹果病毒的主要传染途径是通过嫁接，与昆虫有关，因此无病母本园和无病毒植株的生产比较简单，推广应用极为迅速。无病毒苹果试管生产集中于河北昌黎、山东临朐、辽宁熊岳等地，年产100万苗以上。

5)葡萄：推广热处理和茎尖培养及指示植物鉴定，目前已得到了2 0多个品种的去除了葡萄扇叶病毒(GFV)、卷叶病毒(GRLV)、栓皮病毒(GCBV)和茎痘病毒(GSPV)的无病毒植株。GFV和GRKV的ELISA检测已经建立和应用。甘肃农业大学曹孜义等发展了较为完善的葡萄试管苗生产工艺，建立了第一个无病毒葡萄母本园。近年来由于葡萄酒产业兴盛，对优质葡萄种苗的需求量急剧增加，带动了葡萄快速繁殖产业。目前。全国已有100多个单位从事葡萄试管苗生产，累计生产苗木500万株以上。

2 胚胎培养和胚乳培养

2．1胚胎培养的研究及应用

Hannig(1904年)最先实验了幼胚的离体培养，他将萝卜属(Raphanus)和辣根菜属(Cochlea ria)植物的未成熟胚培养在含有糖、无机盐、氨基酸和植物提取物的培养基中，使幼胚发育成正常的成熟胚。Laibach(1925年)在无菌条件下从亚麻属的种间杂交形成的不能正常发育的种子中剥出未成熟的杂种胚，在含有10％～1 5％蔗糖的人工培养基，使它们发育至成熟，并产生杂种植株，从而第一次证明，利用幼胚离体培养可以挽救在自然情况下败育的杂种胚。此后胚胎培养被育种专家们广泛用于各类植物的远缘杂交研究，因此可以说，20世纪20年代建立的幼胚培养和胚胎拯救(embryo rescue)技术是最先付诸应用的植物细胞工程技术。【9】

胚胎培养的应用:

①拯救杂种胚获得稀有杂种；

②单倍体的产生；

③缩短育种周期；

④稀有植物的繁殖。

在果树上，通过胚离体培养技术可以解决如下问题：

1)抢救早期退化胚及进行早熟、无籽品种类型的育种。一些果树种类，如桃、油桃、李子、杏、樱桃、锷梨等的早熟品种。由于发育时期太短，胚往往难以发育成熟。无籽葡萄经济价值较高，但大多为假单性结实，即合子胚早期育败。早熟葡萄类型尤为明显。现成功的报道有无籽葡萄品种