摘 要:植物組織培養(yǎng)指在無(wú)活菌條件下培養(yǎng)原生質(zhì)體,對(duì)分體植物細(xì)胞、器官組織進(jìn)行人工培養(yǎng)的一種方法,在適宜的條件下促使其生長(zhǎng)、分化、增殖為小植株是該方法的最終目的。
關(guān)鍵詞:組織培養(yǎng);育種;應(yīng)用前景
1 植物組培育苗概況
傳統(tǒng)植物生產(chǎn)一般采用分株、播種以及扦插等方法,在這種情況下的植物繁殖周期長(zhǎng)、苗木質(zhì)量差、繁殖系數(shù)低、種類(lèi)推廣慢,非常容易受到自然發(fā)育與季節(jié)的影響,并且還會(huì)嚴(yán)重阻礙植物產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。除此之外,我國(guó)在植物新品種的培育及種質(zhì)保存等方面都進(jìn)行了廣泛研究,并且對(duì)影響培養(yǎng)基質(zhì)的各項(xiàng)因素進(jìn)行了深入探索,對(duì)變異、畸形、黃化以及玻璃化等形成的機(jī)理與預(yù)防措施進(jìn)行了探討。
組織培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)成為種苗生產(chǎn)最主要的技術(shù)之一,經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng)繁殖系數(shù)明顯增加,繁殖速度明顯加快,產(chǎn)出的花量較高,質(zhì)量較好。有很多植物是多倍體或者是3倍體,難以產(chǎn)出種子,從而導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行持續(xù)繁殖。想讓苗木迅速繁殖可以使用組織培養(yǎng)技術(shù),從而可以滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。使用組織培養(yǎng)的技術(shù)還有很多優(yōu)點(diǎn):第一,可以降低費(fèi)用;第二,可以迅速大量繁殖;第三,占據(jù)空間??;第四,可以預(yù)防病蟲(chóng);第五,有利于交流等。
2 組織培養(yǎng)在花卉領(lǐng)域中的優(yōu)勢(shì)
2.1 快繁與脫毒
在自然環(huán)境中生長(zhǎng)的植物,非常容易遭到病毒感染。被病毒感染后的植物,雖然沒(méi)有死亡,但是會(huì)引起產(chǎn)量、花卉品質(zhì)和觀賞價(jià)值大幅下降。傳統(tǒng)無(wú)性繁殖方法在繁殖期間病毒會(huì)經(jīng)過(guò)營(yíng)養(yǎng)體進(jìn)行不斷傳遞,而組織培養(yǎng)增殖速度快,病毒的復(fù)制趕不上細(xì)胞的增殖速度,并且組織培養(yǎng)過(guò)程中運(yùn)用脫毒技術(shù),獲得脫毒植株。
2.2 維持植物體自身原有的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及優(yōu)良品質(zhì)
組織培養(yǎng)可以維持植物體自身原有的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及優(yōu)良品質(zhì),使其沒(méi)有病菌感染,遺傳性能穩(wěn)定。要想獲得高品質(zhì)的花卉,可以進(jìn)行組織培養(yǎng),短期內(nèi)即可培育出成千上萬(wàn)的與母本特性相同的種苗,運(yùn)用植物組織培養(yǎng)法中的莖尖生長(zhǎng)點(diǎn)培養(yǎng)法效果顯著。
2.3 利用誘導(dǎo)突變和胚培養(yǎng)繁育出新品
組織培養(yǎng)過(guò)程中,由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài),因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變。根據(jù)這一特性,用單細(xì)胞培養(yǎng)的方法,誘導(dǎo)單細(xì)胞突變,再進(jìn)行篩選可以培育出有價(jià)值的新品。主要誘變方法是:
(1)化學(xué)誘變。常用的化學(xué)誘變劑有秋水仙素,它的作用是抑制前期紡錘體形成,從而使染色體加倍形成多倍體。
(2)物理誘變。物理因素是熱、紫外光和電離輻射。常用的輻射源為X一射線(xiàn)、a射線(xiàn)和快中子。一般說(shuō)來(lái),射線(xiàn)的穿透能力愈強(qiáng),它對(duì)突變的誘導(dǎo)能力愈大。物理誘變?cè)谔m花的品種改良中是非常有效的。
離體胚培養(yǎng)廣泛應(yīng)用于種間及遠(yuǎn)緣雜交,更容易獲得有價(jià)值的新植株。
3 園林花卉組培研究進(jìn)展
3.1 蘭科
蘭科植物(蘭花)在我國(guó)具有悠久的培育歷史。蘭花素而不艷,高品質(zhì)的蘭花更是稀缺而昂貴。由于蘭花種子胚小無(wú)子葉提供營(yíng)養(yǎng),無(wú)法通過(guò)常規(guī)的種子繁殖,因此傳統(tǒng)的蘭花繁育方式主要通過(guò)分株或野外采集,遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到商品化的需求。組培技術(shù)完美解決了這一難題。目前常見(jiàn)的幾種蘭花,如蝴蝶蘭(Phalaenopsisaphrodite)、春蘭(Cymbidiumgoeringii)、蕙蘭(Cymbidiumfaberi)、石斛蘭(Dendrobiumspp)、建蘭(Cymbidiumensifolium)、文心蘭(Oncidiumhybridum)、蓮瓣蘭(Cymbidiumtortisepalum)、火焰蘭(Renantheraimschootiana)、萬(wàn)代蘭(Vandacoerulea)、卡特蘭(Cattleyahybrida)、金線(xiàn)蓮(Anoectochilusroxburghii)、鶴頂蘭(Phaiustankervilleae)、香子蘭(Vanillafragrans)、竹葉蘭(Arundinagraminifolia)、指甲蘭(Aeridesfalcata)等均建立了成熟組培體系。
3.2 報(bào)春花科
報(bào)春花屬(Primula)是報(bào)春花科中觀賞價(jià)值較高的屬,該屬植物大多早春開(kāi)花,花色豐富艷麗,被列于世界三大高山花卉和中國(guó)三大天然名花之一。截至目前,已經(jīng)有翠南報(bào)春(P.sieboldii)、報(bào)春花(P.malacoides)、小報(bào)春(P.forbesii)、鄂報(bào)春(P.obconica)等至少16種以上的報(bào)春花屬植物已建立組培體系。
3.3 百合科
百合科(Liliaceae)全球有280屬、4000種,我國(guó)有62屬600種,分布遍及全國(guó)各地。該科很多類(lèi)群具有較高的觀賞價(jià)值。百合(Liliumbrownii)、郁金香(Tulipagesneriana)、風(fēng)信子(Hyacinthusorientalis)便是其典型代表。研究表明,目前至少有50種以上百合科植物已建立組培體系,其中百合、玉簪(Hostaplantaginea)、郁金香、蘆薈(Aloevera)、萬(wàn)年青(RohdeaRoth)等已經(jīng)建立了工廠(chǎng)化繁殖體系,相比之下,無(wú)葉蓮屬(Petrosavia)、白絲草屬(Chionographis)等植物組培技術(shù)還不夠完善。
4 園林木本植物組培研究進(jìn)展
4.1 木蘭科
木蘭科植物廣泛利用有木蘭屬(Magnolia)、含笑屬(Michelia)和木蓮屬(Manglietia),由于其觀賞價(jià)值較高、適應(yīng)性強(qiáng),受到越來(lái)越多的重視,在城市園林綠化中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前已經(jīng)有鵝掌楸(Liriodendronchinense)、深山含笑(Micheliamaudiae)、醉香含笑(M.macclurei)、紫花含笑(M.crassipes)、紅花山玉蘭(Magnoliadelavayi'Rubra')、白玉蘭(Micheliaalba)等多個(gè)種的組培體系。
4.2 槭樹(shù)科
槭樹(shù)科槭屬大多數(shù)種類(lèi)極具觀賞價(jià)值,是溫帶最重要的觀賞樹(shù)木,也是國(guó)外重要的行道樹(shù)種。全世界槭樹(shù)植物有199種,我國(guó)是槭樹(shù)種類(lèi)最多的國(guó)家,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)155余種。槭樹(shù)獨(dú)樹(shù)一幟,形態(tài)優(yōu)美,葉色豐富多彩,古往今來(lái)一直是世界聞名的觀賞植物,歷代文人墨客對(duì)其青睞有佳,描繪的詩(shī)文也屢見(jiàn)不鮮。
4.3 木犀科
木犀科植物全球約有29屬600余種,廣布于溫帶、亞熱帶及熱帶地區(qū)。中國(guó)有12屬200種左右,南北各省區(qū)都有分布。該科植物有不少種類(lèi)為觀賞樹(shù)。目前通過(guò)對(duì)該科的桂花(Osmanthusfragrans)、對(duì)節(jié)白蠟(Fraxinushupehensis)、連翹(Forsythiasuspensa)、紫丁香(Syringaoblata)、水曲柳(Fraxinusmandshurica)、雪柳(Fontanesiafortunei)、絨毛白蠟(Fraxinusvelutina)、貫葉連翹(Hypericumperforatum)等植物的帶芽莖段的組培材料均得到了各自的再生植株。
5 結(jié)語(yǔ)
植物組培從上世紀(jì)初起步發(fā)展到現(xiàn)在,歷時(shí)一個(gè)多世紀(jì),已經(jīng)取得了豐碩的成果。組培技術(shù)的成功不僅從理論上證實(shí)了細(xì)胞全能性的存在,推動(dòng)了整個(gè)植物學(xué)科的進(jìn)步,同時(shí)也為植物的繁育保護(hù)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展掀開(kāi)了嶄新的一頁(yè)。該技術(shù)使植物繁殖不再完全依賴(lài)于空間、季節(jié)等傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所必需的條件,短時(shí)間內(nèi)可培育出大量的種苗,加快了園林觀賞植物的商業(yè)化進(jìn)程,促進(jìn)了園林產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1] 姜瑞瑞.植物組織培養(yǎng)技術(shù)在花卉生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].農(nóng)村科學(xué)實(shí)驗(yàn),2017(6):107.
作者簡(jiǎn)介:
張會(huì)敏(1976—)女,漢,河北邯鄲人,學(xué)歷本科,學(xué)位碩士,高級(jí)工程師,研究方向:園林與景觀設(shè)計(jì),園林植物與應(yīng)用。