史繼生
摘要:組織培養(yǎng)技術(shù)是現(xiàn)代高新技術(shù)中最重要、最活躍的技術(shù)之一,它不僅是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ),也是應(yīng)用最廣泛的生物技術(shù),被譽(yù)為第四次農(nóng)業(yè)發(fā)展史上的綠色革命。解決經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展面臨的人口增長、農(nóng)業(yè)資源等重大問題,具有重要的戰(zhàn)略意義。
關(guān)鍵詞:植物組織培養(yǎng);農(nóng)業(yè)應(yīng)用分析研究
1植物組織培養(yǎng)技術(shù)
1.1植物組織培養(yǎng)技術(shù)的定義
植物組織培養(yǎng)技術(shù)是指在無菌操作條件下,將外部器官(如原生質(zhì)體、莖段和莖)或植物器官的組織和細(xì)胞置于適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)環(huán)境中,持續(xù)培養(yǎng)相關(guān)細(xì)胞的技術(shù)手段。
1.2植物組織培養(yǎng)條件
首先,為了避免微生物入侵,愈傷組織的培養(yǎng)環(huán)境必須是無菌的,芽的嫩梢、莖尖和新葉原基生長點(diǎn)應(yīng)保證不受病毒感染。其次,新植物可以通過細(xì)胞組織進(jìn)行分化,但無論分化程度如何,植物細(xì)胞的全能性都保持不變。接種后,培養(yǎng)室中的器官和愈傷組織分化必須每天暴露在陽光下,以形成根和芽。一般來說,光照下的溫度應(yīng)保持在30℃左右。另一點(diǎn)是,一般植物組織生長的最適pH值為5~6.5。
1.3植物組織培養(yǎng)的優(yōu)勢(shì)
植物組織培養(yǎng)的顯著優(yōu)點(diǎn)是:培養(yǎng)周期短;后代保持了父母的良好品質(zhì);防止優(yōu)勢(shì)菌株的降解;優(yōu)質(zhì)品種快速選育、快速應(yīng)用;無病毒疫苗可用;節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本;節(jié)約耕地,提高產(chǎn)品產(chǎn)出率。
2植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
2.1體外快速繁殖
這是目前植物組織培養(yǎng)中使用最廣泛和最常見的方面,因?yàn)閷?duì)于作物來說,一些作物在生長過程中攜帶相應(yīng)的病毒,這種情況在無性繁殖的植物中最為明顯,如土豆和大蒜。在生長過程中,病毒會(huì)在植物體內(nèi)積累,這將直接影響植物的質(zhì)量。例如,日常生活中看到的大蒜很小,而且嚴(yán)重干燥,這是由于病毒積累過多造成的。通過研究可以發(fā)現(xiàn),在植物的生長過程中,雖然它們感染了病毒,但它們周圍都是低病毒或無病毒的情況。通過植物組織拋擲技術(shù),對(duì)植物莖尖進(jìn)行培養(yǎng),可以使新培養(yǎng)的植物無病毒,然后獲得脫病毒苗,然后用脫病毒苗進(jìn)行控制,這樣作物的原始毒性就會(huì)大大降低。目前,該方法已成功應(yīng)用于香蕉、土豆、菠蘿等作物,并取得了良好的效果。
2.2脫毒苗的培養(yǎng)
由于不同的植物會(huì)被病毒侵蝕,會(huì)嚴(yán)重影響植物本身的價(jià)值,造成經(jīng)濟(jì)損失。例如,無性繁殖的植物感染了大量病毒,這些病毒在繁殖過程中傳播,導(dǎo)致植物中存在大量病毒,最終導(dǎo)致植物死亡。而病毒本身不同于真菌、細(xì)菌,使用一些殺菌劑不能很好地殺死它。相關(guān)研究人員在具體研究過程中發(fā)現(xiàn),通過莖尖培養(yǎng)的方法可以在大量植物幼苗中含有脫毒,這種情況也引起了研究人員的關(guān)注。經(jīng)過對(duì)一些植物的進(jìn)一步實(shí)踐和良好效果,莖尖培養(yǎng)已成為解決植物病毒的重要方法。在這個(gè)過程中,莖尖和熱處理可以有效地結(jié)合起來,提高莖尖解毒的效果。
2.3新品種的培育
當(dāng)研究人員研究花朵時(shí),他們成功地從花朵中獲得了單倍體植株,從而為花藥和花粉的研究提供了相應(yīng)的幫助,這在小麥、番茄和其他作物的未來發(fā)展中已成功實(shí)現(xiàn)。通過花藥和花粉培養(yǎng)的方法,可以獲得單倍體植株。用相應(yīng)的藥劑處理后,可以獲得更好的植物品種,并且在隨后的繁殖過程中不會(huì)分離。通過這種方法,可以快速獲得純系植物,并進(jìn)行更好的育種。在植物間雜交的過程中,雜種不育會(huì)帶來很多麻煩,而通過使用早期胚胎體外培養(yǎng)的方法,可以讓胚胎正常生長,并獲得后續(xù)的繁殖,因此,通過無性繁殖的方法可以獲得相同的性狀,更多的植株,因此,這種方法已經(jīng)在50多種植物中得到驗(yàn)證。通過植物組織培養(yǎng)的方法讓蝴蝶蘭種子萌發(fā),利用胚乳培養(yǎng)可以獲得三倍體植株,從而為三倍體植株的研究提供相應(yīng)的幫助。
2.4工廠化育苗
工廠化苗圃,即以植物組織培養(yǎng)為基礎(chǔ)的方法,在植物的生長過程中必須對(duì)某些元素進(jìn)行人工加工,并在適當(dāng)?shù)恼{(diào)整下,將植物細(xì)胞嫁接在不同的文化環(huán)境中,在人工控制溫濕度的條件下,光照,讓它能夠利用細(xì)胞本身的全能性,它鼓勵(lì)細(xì)胞更好地分裂,這樣當(dāng)它們分裂時(shí),它們就可以生長新的植物。例如非洲紫羅蘭,在栽培過程中,是器官的一部分,然后將其消毒成不同的小塊,放置在不同的培養(yǎng)環(huán)境中,兩個(gè)月后就能發(fā)現(xiàn)植物開始發(fā)芽,長成新的植物,然后,如果你需要進(jìn)一步大規(guī)模生產(chǎn),僅僅按照這種方法就可以得到同樣的工廠。工廠化育苗,必須通過一定的程序進(jìn)行,具有自身繁殖速度快、健康、生長周期短的特點(diǎn),可以讓產(chǎn)品快速生長,在短時(shí)間內(nèi)及時(shí)獲得生殖無性系。其中,對(duì)于一些生殖系統(tǒng)較低的植物,它們可以篩選出優(yōu)良品種的一部分,以更好地保持其品質(zhì)特性。
2.5人工種子和種質(zhì)保存
研究人員一直致力于保護(hù)生物材料,包括保護(hù)動(dòng)植物。種質(zhì)保存的目的是使種質(zhì)在任何環(huán)境中都能存活。植物組織培養(yǎng)能更好地保存植物細(xì)胞,即使在儲(chǔ)存數(shù)年后仍能保持生長。通過克隆繁殖保護(hù)作物已成為一項(xiàng)迫切的要求,特別是對(duì)熱帶作物。此外,由于人類的破壞,一些最有價(jià)值的作物正在消失,需要進(jìn)行基因保護(hù)。因?yàn)樵S多植物細(xì)胞在低溫下保存,所以它們有更好的存活率,更好地生長植物,并保留其原始特征。因此,通過使用植物組織培養(yǎng)技術(shù),可以更好地節(jié)省人力。例如,在建立莖尖分生組織培養(yǎng)的過程中,超低溫方法不僅可以防止作物變異的出現(xiàn),而且可以長期保存原始種子。在中國,對(duì)小麥、水稻、草莓等植物的莖尖進(jìn)行了預(yù)處理和光照處理,并對(duì)其后續(xù)生長進(jìn)行了深入研究。
3結(jié)論
目前,植物組織培養(yǎng)作為一項(xiàng)新技術(shù),為其他相關(guān)學(xué)科的進(jìn)一步研究和發(fā)展提供了更有效的途徑。隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展,該技術(shù)將在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等各個(gè)領(lǐng)域顯示出其優(yōu)勢(shì),并將繼續(xù)滲透到人們生活的各個(gè)領(lǐng)域。無論在理論上還是在實(shí)踐中,植物組織培養(yǎng)無疑將使植物器官、組織和細(xì)胞培養(yǎng)、克隆快速繁殖、脫毒苗生產(chǎn)、新品種的創(chuàng)造和培育、突變體的選擇和利用、,次生代謝物生產(chǎn)和人工種子技術(shù)更加成熟。然而,植物組織培養(yǎng)技術(shù)仍存在再生誘導(dǎo)率低、變異大等問題。如何解決這些問題將成為未來研究的重點(diǎn)。然而,不可否認(rèn)的是,植物組織培養(yǎng)將成為未來生產(chǎn)中使用的重要手段。
參考文獻(xiàn)
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