植物组织培养

植物组织培养的发展

生命科学学院生物科学专业

摘要：植物组织培养是发展起来的一门新技术，由于植物组织培养基础理论研究的深入，发展更为迅速，应用范围也越来越广。植物组织培养在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等方面已经广泛应用。

关键词：植物组织；培养；优势；前景；细胞

前言

植物组织培养是发展起来的一门新技术，由于植物组织培养基础理论研究的深入，发展更为迅速，应用范围也越来越广，它在细胞学、细胞生物学、分子生物学、遗传学、育种学、生理学、生物化学、药物学以及农学、园艺、林学等学科上具有重要作用。植物组织培养是生物技术的重要组成部分，并且越来越引起重视。植物组织培养技术能引起当今人们广泛的重视和得到迅速的发展，是因为它在理论和应用上都具有极其重要的意义。

1.植物组织培养的概述

植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论，近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术。植物的组织培养广义又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术[1]。狭义是指组培指用植物各部分组织，如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。简单地说植物组织培养就是提取植物的根、茎、叶、芽或一个细胞，通过生物高科技手段，在很短的时间内克隆出与母体完全相同的植物，且不含任何病毒。植物克组织培养技术具有发芽早，生根时间短，繁殖速度快，不受地理环境、气候条件限制。

2.组织培养技术的优势

植物的各种器官、组织和细胞，在正常情况下是受各种组织、细胞的相互制约、相互作用和相互影响的。因此，如果以完整的植物体来研究器官的发生、形态建成的机理、影响器官发生的因素以及生理生化上的变化等问题是极其困难

的，并有极大的局限性。而植物组织培养可以克服上述不足，这是因为：一方面植物材料是离体的，它能够减少组织和细胞间的相互干扰；另一方面，在植物组织培养中几乎所有条件都是人为控制的，影响组织和细胞活动的环境因素在一定程度上是可预知的，从而更有利于对器官、组织和细胞变化规律的研究，也弥补了在自然条件下利用植物体进行研究的缺陷。植物组织培养，已广泛应用于农作物、果树、蔬菜、花卉、药材、林木等，正悄悄地走入工厂化生产，进入人们的日常生活之中[2]。

植物组织培养是当前生物工程中应用最广泛、最有效的技术和方法，在园艺农林、药用植物生产等方面得到广泛的应用。必将给整个农业的生产带来革命性的深远影响。植物的克隆快速繁殖不仅可用于常规无性繁殖的植物，而且还用于常规方法难以无性繁殖的植物，例如有性杂交不亲和与不育基因型植物的繁殖，转基因植物的快速繁殖，以及繁殖大批遗传性状一致的亲本供大规模杂交制种，大量繁殖果树、花卉、蔬菜、作物、药材等种苗，尤其在抢救与繁殖珍、稀、濒危植物等方面效果更佳。植物克隆技术因其环境因素可人工控制，繁殖周期短、速度快、效率高，可周年生产，节省材料，脱去病毒，提高优良性状等优势，在植物优良品种的快速繁殖及推广方面取得了巨大的成功。

3.组织培养的应用前景

3.1 快速繁殖某些稀有植物或有较大经济价值的植物

依靠自然条件在较短时间内繁殖稀有植物和经济价值较高的植物，受到地理环境和季节的限制，很难达到快速、高效的目的；特别对于在短时期内需要达到一定数量，才能创造应有价值的植物，时间就是效益，只有通过组织培养的方法才能满足这一要求。用组织培养法繁殖植物，这是组织培养应用于生产的主要的和成效最大的实例。首先是在兰花上的成功应用。自Morel在1960年得到兰花组织培养苗后，很快应用于生产，形成了组织培养法繁殖兰花工业[3]。由于组织培养法繁殖植物的明显特点是快速，每年可以数以百完倍速度繁殖，因此对一些繁殖系数低，不能用种子繁殖的名特优植物品种的繁殖，尤为意义重大。

3.2培养无病毒植株

植物中有很多都带有病毒，严重影响植物的产量和品质，给农业带来灾害。特别是无性繁殖植物，如马铃薯、草莓、大蒜、康乃馨等，由于病毒是通过维管束传导的，因此利用这些植物营养器官繁殖，就会把病毒带到新的植物个体上而

发生病害。但是也证明感病植株并不是每个部位都带有病毒，如茎尖生长点尚未分化成维管束的部分，可能不带病毒。若利用组织培养法进行茎尖培养，再生的植株有可能不带病毒，从而获得脱病毒的苗，再用这种苗进行繁殖，则种植的植物就不会或极少发生病毒病。所获得的脱毒苗一定要经过鉴定，确认不带病毒才能使用。利用组织培养生产无病毒苗的方法，已在许多果树（柑橘、苹果、草莓、葡萄）、蔬菜（马铃薯、大蒜）、花卉（兰花、菊花、康乃馨、水仙、唐菖蒲）等作物的常规生产上得到应用。目前中国已建成葡萄、苹果、香蕉、马铃薯、甘蔗等作物脱毒快繁生产线多条[4]。

3.3用于生物学研究

要揭开生命活动的秘密，需要多科学、多技术的相互配合，其中植物组织培养技术是不可缺少的，它为遗传学、分子生物学、细胞生物学、生物工程等提供了一种有效、快速的方法。因为要揭示生命的奥秘，首先要研究单个基因的作用，研究它在细胞内是如何组装的，如何与其它基因发生联系，如何表达和调控等。分离单个基因，对它DNA进行测序，再对其中的某些碱基实行突变，然后还需要将基因送到受体细胞当中，看表达情况，以确定其功能。接受基因的受体细胞要产生再生植株，就需要通过组织培养的方法才能实现。组织培养技术还在很多方面都有应用价值，在此不再一一列举。例如：通过原生质体融合，可部分克服有性杂交不亲和性，而获得体细胞杂种，从而创造新种货育成优良品种；通过花药和花粉组织培养可以获得单倍体植物，大大缩短了育种时间，使新品种的培育过程大大简化。

4.小结

植物组织培养技术已广泛的应用于林果、花卉、蔬菜、作物、药材等产业，彻底改变了传统的苗木、花卉生产繁殖靠种子、扦插、分析、嫁接等方法，能够迅速推广名、特、新、优品种，极大地满足国内外大市场对高产量、高效率、高品质的消费需求[5]。组培技术的应用是一项可以带来高额利润的新兴产业，特别是适逢西部大开发、建设秀美山川、治理水土流失、退耕还林、园艺花卉、果蔬药材、绿色奥运，以及抵御入世后对我国农业的冲击，均具有空前的巨大商机、高额的利润、广阔的市场。植物组织培养技术必将在未来的生物技术时代扮演重要的角色。

参考文献：