植物组织培养发展现状研究

植物组织培养的发展研究进展

摘要：植物组织培养作为一种有效的技术手段，已经被广泛应用于生产实践的各个领域。本文综述了植物组织培养的应用现状，指出其在雨中和优种块繁等方面的科技支撑作用。同时概述了有关新技术的开发利用，及应用前景展望。

植物组织培养是从20世纪30年代初期发展起来的一项生物技术。植物组织培养是指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、胚胎、原生质体等，在人工配制的培养基上给予适宜的培养条件，进行繁殖的方法。由于是在试管内培养，且培养的是脱离植株母体的培养物，故也称离体培养或试管培养。

目前，植物组织培养技术研究已经取得巨大的进展，在观赏植物，如菊花、牡丹、百合等方面有诸多应用。同时，许多观赏植物已经实现产业化生产，建立了一套相对完善的快繁体系，取得了明显的经济和社会效益。

1 植物组织培养的过程

组织培养的技术过程大致分为六步：植物培养材料的采集，培养材料的消毒预处理，制备外植体，接种和培养，根的诱导，炼苗移植。以上个步骤均在无菌条件下进行。

2 植物组织培养的应用现状

2.1 在植物育种方面的应用

2.1.1单倍体育种单倍体植株往往不能结实，难以进行繁殖。在培养中用秋水仙素处理，可使染色体加倍成纯合二倍体。这种培养技术在育种上的应用多为单倍体育种。单倍体育种具有高速、高效、基因型一次纯合等优点。因此，通过花药或花粉的培养的单倍体育种已成为一种新的育种手段。

2.1.2 胚培养采用人工的方法在无菌条件县从种子中将成熟胚和未成熟的胚分离出来，然后放在人工合成的培养基上培养，使它发育成正常的植株，从而有效的克服远缘杂交不亲和的障碍，获得杂种植物。目前，在这一方面获得成功的自交或远缘杂交不亲和性植物有怀地黄、矮牵牛、普通小麦、黑小麦等。

2.1.3 培养细胞突变体在组织培养过程中，细胞处于不断分生状态，易受培养条件和外界环境（如放射、化学物质）的影响而产生诱变，从中可以筛选出对人们有利的突变体，从而培育新品种。如抗寒性，耐盐碱性突变新品种的培育。

2.1.4 细胞融合通过植物原生质体的融合，可以克服有性杂交不亲和性而获得体细胞杂种，从而创造出新种群或育成优良品种。目前采用细胞融合方法已培育出多种植物新品种。

2.1.5 基因工程利用植物组织培养技术建立植物的遗传再生体系，是转基因育种的关键所在。在1990年，我国自行研制的抗烟草花叶病毒烟草在辽宁进行了商业化种植，成为世界上第一例商业化生产转基因植株。目前我国转基因植株研发的整体水平在发展中国家处于领先地位，在一些领域已经进入国际先进行列。

2.2 脱毒及快速繁殖植物脱毒与快繁是目前植物组织培养应用最多、最有效的一项技术。许多农作物都带有病毒，特别是无性繁殖植物，如马铃薯、甘薯、草莓等，利用植物茎尖组织培养，取一定大小的茎尖进行培养，可获得脱毒苗，再用脱毒苗进行快速繁殖，生产大量脱毒苗应用于农业生产，能极大地提高产量和改善品质。同时，在观赏植物、园艺作物、经济林木上也大量利用离体快繁技术。

3 新技术的开发

植物组织培养过程中，不仅培养基的营养配比对组培具有重要影响，特殊的生长环境对组培苗生长也有重要生理影响。因此，实施微生态环境调节亦有利于组培的进行。

3.1 植物组织培养过程中光源的选择在植物组织培养过程中，使用最为广泛的光源有高压钠灯、金属卤化物灯和荧光灯。这些灯都具有寿命短、发热量大及发光效率不理想等缺点。而发光二极管（LED）使用直流电，与传统的人工光源相比，具有光电转化率高、体积小、寿命长、波长固定、光强可调、发热量低、节约电能及可提提高单位面积凡人栽培量的优点。

目前，兼有红光和蓝光的白光LED在日本已投入实际应用。其中福井大学的岗井成功地利用白光LED栽培番茄。此外，Tanaka等利用LED作为兰花组织培养的光源，发现利用新型LED光源比传统光源能明显促进组培苗生根和生长。经LED光源处理的组培苗鲜重增量、碳酸酐酶活性以及叶绿素含量等明显高于日光灯提供光源的组培苗。

3.2 无糖组织培养无糖组织培养是日本千叶大学古在丰树教授研究开发的一种新的植物组织培养技术。在培养过程中去除了糖的使用，并将培养转入较大的容器中进行，其中的CO2浓度、光照强度、空气流动等环境因素容易调节。刘思九采用的暴露培养法，在敞口培养器中用特制的粉末状灭菌材料覆盖培养基和外植体，使其不受污染。通过特制装置补水，让组培苗暴露在室内空气中，以CO2为碳源生长。结果组培苗生长势良好，矮壮、色绿、气孔表皮纤毛发育良好，且无需驯化。

3.3 新型培养容器的研究传统的组织培养中，通常采用容器较小的培养容器，以降低培养基中糖引起的污染，一般情况下容器中的空气流动性差，相对湿度高，CO2浓度低。研究发现，较高的相对湿度可以导致试管苗叶片结构发生改变，蒸腾拉力降低，影响组培苗的正常生长。在较高的光照强度和CO2浓度下，良好的空气流动性对组培苗的生长有促进作用。近年来不少学者研究了利用高分子膜材料制成的培养容器的有效性。这类材料具有高透气性，与传统的玻璃容器相比，可极大地改善容器内外的气体交换情况。例如，何松林在培养文心兰试管苗是，采用四碳氟乙烯树脂膜为材料支撑的培养容器，取得了理想的效果。

4 结语

我国的组织培养技术相对于国外来说，还只是处于初步发展阶段，组培技术尚不成熟，组培投入成本较高，效益较低；组培专业技术人才缺乏；组培设施系统较落后。但是，随着我国科研水平的不断

快速发展，会有更多的科研成果用于生产。

随着我国加入WTO，国内农业的国际贸易日渐频繁，对国内农业及相关技术的要求也越来越高，会有更多的科技引进国内，加快组培技术的发展。我们要积极引进国际先进的组织培养技术，适时地创建半自动化、专业化的组培快繁工厂，从而为我国现代农业提供可靠的技术支持和保障。

参考文献：

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