【理学论文】浅论植物组织培养在植物学研究中的应用

   摘要:文章从植物组织培养技术发展与现状入手,对组织培养的优点进行了分析,提出了植物组织培养在植物学研究、育种学研究的基础地位和在林木花卉育苗产业中的科技支撑和保障作用。

    关键词:植物;组织培养;植物学研究植物组织培养及其发展与现状植物组织培养是从20世纪30年代初期发展起来的一项生物技术,它是在人工配制的培养基上,于无菌状态下培养植物器官、组织、细胞、原生质体等材料的方法。在美国、法国等科学家的不断努力下, 研究有了一定的进展,尔后在植物激素对器官建成及改进培养基配方等方面所取得的成果,极大地推动了组织培养技术的发展,使这项技术可以应用于快速繁殖、品种改良等方面。20世纪50年代初期, 法国科学家利用组织培养技术成功地脱除了染病大丽花植株所携带的病毒,从而为脱毒苗的生产提供了一种可行的途径。现在凭借组织培养技术来脱除花卉的病毒已经在实际生产中被广泛采用。

   50年代中期,由于细胞分裂素的发现,使在组织培养状态下外植体芽的形态建成成为可人为调控的因素, 从而使在组织培养状况下进行植株再生成为现实。进入20世纪60年代后,植物组织培养技术已经开始应用于花卉领域,并使热带兰的快速繁殖成为现实。当时根据计算,凭借这项技术在一年内能使热带兰的繁殖系数达到百万以上,从而标志着花卉组织培养开始步入实际应用阶段。随后,组织培养技术在基础理论、实际操作方面不断取得进展,相继在植物体细胞杂交、单倍体育种、种质资源保存、快速育苗、人工种子制造、次生代谢物生产等方面有了可喜的成果。时至今日,组织培养技术已经成为基础坚实、易于掌握、应用面广的一种技术手段。

  　植物组织培养的优越性植物组织培养技术有其显著的优越性,因为它可以提供生理状态比较一致的材料,从而保证了试验的可靠性、结果的精确性。第一,试验材料来源单一,无性系遗传特性一致。由于植物组织培养材料是细胞、组织块或器官、小植株等,个体微小,均可来自同一个植物个体,遗传性状高度一致,培养中获得的各种水平的无性系(即克隆)具有相同的遗传背景,极大地提高了试验精度。第二,低成本、高集约度、高效率。实验微型化、精密,管理集约、精细,工作效率高。第三,环境条件可控,实验误差小。温度、湿度、光照等环境条件完全可以人工控制或自动控制,试验处理条件一致,误差很小。第四,生长快、周期短,可重复性强。由于营养等外在条件接近植物生长的最佳条件,故生长迅速,试验结果的重演性很高。第五,可连续运行、周年试验生产。由于环境条件可控,全年四季均可连续作业。

 　植物组织培养在植物学研究中的应用　　植物组织培养在植物学研究中的应用主要体现在:第一,对于优良无性系的快速繁殖。如桉属、金合欢属、芭蕉属等优良无性系的快速繁殖;月季、菊花、牡丹、花叶芋等观赏植物的快速繁殖,年增殖率可达数百万倍。第二,去除病毒、真菌和细菌等。每种植物在种子繁殖或长期无性繁殖过程中都会感染很多种病毒或细菌,从而严重影响后代的生长发育, 经过脱毒组织培养后,新植株具有生长势强,抗逆能力高等优点。第三,用于培育新的植物品种。植物组织培养是植物学研究的基础和育种学研究的趋势之一。如在绿色菊花瓣培养中,选育出开紫色花的品种。第四,种质资源的保存。主要发挥其占用空间小、环境条件可控等优点,用于保存育种用的植物亲本(如葡萄、马铃薯等)以及挽救珍稀濒危植物, 如金花茶等。第五,次生代谢物(下转137页)　对基生枝(即当年新梢)进行修剪。每株丛可选留长势壮的基生枝6~8株,其余剪掉,这是较为合理的株丛密度;当枝条顶端出现繁殖分支时,及时将繁殖枝剪除,促进侧枝开花结果。

    水肥管理水是任何植物生长所必须的重要组成部分。对于树莓而言,春季萌芽期、开花结果时期如出现干旱,要及时浇水,以确保产量。同时也要注意雨季及涝洼地的及时排水。在干旱地区可在树莓周围覆盖些秸秆、杂草、树叶等有机物,这样既能减少水分蒸发,又可增加土壤肥力。追肥共分2次:第1次追肥在开花至幼果形成期,以氮肥为主,主要是促进基生枝生长和果实膨大;第2次追肥是在果实采收后期,此次追肥以磷钾肥为主,目的是促进基生枝生长充实,奠定来年高产基础。平均每次每株丛施肥50 g,在距植株50 cm 一侧追肥,追肥后最好能覆上一层薄土。