于 巖
(黑河市璦琿對(duì)俄進(jìn)出口加工基地管理委員會(huì),黑龍江 黑河 164300)
植物組織培養(yǎng)是一種利用植物細(xì)胞全能性對(duì)外植體進(jìn)行培養(yǎng),在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量性狀統(tǒng)一個(gè)體的植物繁殖方法。該方法是觀賞蘭科植物培養(yǎng)中最常用的快速培養(yǎng)方法,其最大的優(yōu)點(diǎn)是高效與性狀穩(wěn)定。積極推廣應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù),對(duì)于稀缺品種蘭科植物的大量繁殖有著極為重要的意義。
遺傳轉(zhuǎn)化是指同源或異源的游離DNA分子(質(zhì)粒和染色體DNA)被自然或人工感受態(tài)細(xì)胞攝取,并得到表達(dá)的水平方向的基因轉(zhuǎn)移過(guò)程。由于該方法出現(xiàn)較晚,所以研究相對(duì)較為淺顯,在蘭科植物培養(yǎng)中的應(yīng)用時(shí)間較短。但是,由于其能夠大范圍改變蘭科植物的性狀,所以受到了廣泛關(guān)注,是未來(lái)蘭科植物性狀改良的重要方法。
植物組織培養(yǎng)技術(shù)雖能大量、快速培養(yǎng)植物,但是需要適當(dāng)?shù)闹参锝M分作為外植體。從理論上分析,植物細(xì)胞具有全能性,無(wú)論選擇哪一部分作為外植體,均能夠順利培養(yǎng)出新的植株。但是,在實(shí)際操作中外植體的選擇往往需要考慮多方面因素,其中外植體的培養(yǎng)難度及外植體對(duì)母體植物的影響是必須考慮的兩大因素。對(duì)于觀賞蘭科植物的培養(yǎng),外植體通常選用莖尖,莖尖作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)的成功率相對(duì)較高,同時(shí)又能夠最大程度地降低外植體選用對(duì)母體的影響。在培養(yǎng)階段,通常通過(guò)切割原球莖來(lái)提高植物自身的繁殖速度,切割的位置與方式不同會(huì)導(dǎo)致植物繁殖的效果不同[1]。
外植體之所以能夠發(fā)育成完整植物,需要在培養(yǎng)外植體的培養(yǎng)基中添加適宜比例的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與植物激素。生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比例會(huì)影響到外植體根與芽的分化,只有兩者比例適宜,外植體才能順利分化。同時(shí),蔗糖是外植體培養(yǎng)中的碳源,控制好其比例會(huì)對(duì)組織培養(yǎng)的結(jié)果產(chǎn)生重大影響。同時(shí),進(jìn)行組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基要求無(wú)菌,一旦摻入雜菌就會(huì)導(dǎo)致外植體腐爛,不能夠完成培養(yǎng)工作。
進(jìn)行蘭科植物組織培養(yǎng)通常有3種方法,按照選用培養(yǎng)基的種類可以分為液體、固體、半固體3種?;谠囼?yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)液體培養(yǎng)基雖繁殖速度最快,但是培養(yǎng)的植株比較細(xì)小,不利于后續(xù)的培養(yǎng);固體培養(yǎng)基雖然能夠保證培養(yǎng)植株的生長(zhǎng)狀態(tài),但是其繁殖速度最慢。所以,應(yīng)結(jié)合實(shí)際共同使用多種方法[2]。
選好材料是獲取成功的關(guān)鍵,遺傳轉(zhuǎn)化中常用原球莖和愈傷組織作為靶材料。原球莖易誘導(dǎo),轉(zhuǎn)化后也易分化成苗,但轉(zhuǎn)化后易產(chǎn)生嵌合體,不利于鑒定篩選;愈傷組織在無(wú)效性狀的去除上占有優(yōu)勢(shì),但需解決成活率較低的問(wèn)題。
對(duì)于進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化的植物,必須找到有效的篩選基因與篩選方法,其中新霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶基因就是常用的標(biāo)志基因,對(duì)于植株的篩選往往需要使用篩選培養(yǎng)基。在篩選過(guò)程中需要考慮親本植株的天然抗性,適當(dāng)提高篩選培養(yǎng)基的物質(zhì)濃度,才能夠有效避免假陽(yáng)性植株被篩出[3]。
觀賞蘭科植物市場(chǎng)需求旺盛,這就要求盡快推進(jìn)蘭科植物的培養(yǎng)與性狀改良工作。隨著生物知識(shí)的推廣,蘭科植物培養(yǎng)呈現(xiàn)出更多新的特征。
蘭科植物通常符合市場(chǎng)中以稀為貴的規(guī)律,對(duì)于特別珍稀的植物通常會(huì)采用更為安全、高效的繁殖方式,組織培養(yǎng)就是一種有效的培養(yǎng)方法。隨著生物技術(shù)的發(fā)展,組織培養(yǎng)將向著更加高效而又簡(jiǎn)便的方向發(fā)展,盡快推廣組織培養(yǎng)技術(shù)是未來(lái)蘭科植物培育的必經(jīng)之路。
基因轉(zhuǎn)化能夠豐富蘭科植物的性狀,創(chuàng)造更多具有觀賞價(jià)值與經(jīng)濟(jì)價(jià)值的新品種,基因轉(zhuǎn)變技術(shù)也是未來(lái)蘭科植物培養(yǎng)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)方向。而如何讓轉(zhuǎn)化更為高效地進(jìn)行,如何篩選轉(zhuǎn)化性狀,如何穩(wěn)定轉(zhuǎn)化后的植株,則是未來(lái)需解決的關(guān)鍵問(wèn)題[4]。
蘭科植物是我國(guó)特有的觀賞植物,其所蘊(yùn)藏的文化底蘊(yùn)與我國(guó)傳統(tǒng)文化息息相關(guān)。而生物技術(shù)是推進(jìn)觀賞蘭科植物培養(yǎng)工作的重要?jiǎng)恿?,其中組織培養(yǎng)技術(shù)與遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)又是推廣較廣、使用前景最為明朗的2種典型技術(shù),積極推廣與應(yīng)用這兩種技術(shù)是解決蘭科植物種類較少、培養(yǎng)困難等一系列問(wèn)題的有效措施。
[1]曾宋君,彭曉明,張京麗,等.蝴蝶蘭的組織培養(yǎng)和快速繁殖[J].武漢植物學(xué)研究,2017(4):344-346.
[2]彭立新,王殊,孟廣云.蝴蝶蘭組織培養(yǎng)快繁研究[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué),2017(2):27-29.
[3]李進(jìn)進(jìn),廖俊杰,柯麗婉,等.蝴蝶蘭根段的組織培養(yǎng)[J].植物生理學(xué)通訊,2016(1):37.
[4]曾宋君,程式君,張京麗,等.墨蘭及其雜種的組織培養(yǎng)與快速繁殖[J].廣西植物,2016(2):153-156.