植物組織培養概述

　　摘要： 本文介紹了植物組織培養的特點，組織培養的基本原理，以及影響組織培養的內在和外在因素，從而進一步闡述了組織培養在植物上的應用現狀、前景及存在的問題。
　　關鍵詞： 植物組織培養 原理 營養 激素 環境
　　一、植物組織培養原理
　　植物組織培養技術，是20世紀興起的一項植物細胞工程技術。它的基本內容是：從外界植物體上取下任意的一個到幾個細胞或者一塊組織在全人工的離體條件下進行培養，經過細胞或者組織的分裂、分化及幾何增殖達到植株的形態重建和快速繁殖的目的。
　　植物細胞具有全能性，即任何一個植物細胞都具有形成該植物體的能力，這種“全能性”就是植物組織培養的理論基礎。
　　二、植物組織培養與營養
　　培養基是從無土栽培的營養液發展而來的，在某種意義上說就是模擬土壤。最初的培養基就是簡單的馬鈴薯浸出液，即土豆汁。后來隨著植物生理學和生物化學的研究的深入，培養基越來越復雜，成分越來越多。當支持物（如：瓊脂、明膠）的發現并且應用到培養基的培養中時，固體培養基隨之誕生。固體培養基是組織培養基中最常用的一種培養基的類型。人工合成培養基通常包括大量元素、微量元素、鐵鹽、有機復合物、糖、支持物和植物激素。
　　三、植物組織培養與激素
　　植物激素，是植物組織培養中發揮生物學效力最強的培養因素。植物激素包括五大類：生長素類、細胞分裂素類、赤霉素、乙烯類和生長抑制素類。在植物組織培養中最常用的是生長素和細胞分裂素。生長素包括很多種，如1-萘乙酸、吲哚乙酸和2，4-D等。細胞分類素包括6-芐基腺嘌呤、6-糠氨基嘌呤和玉米素等。植物激素在培養基中的用量通常在0.01—10mg/L（ppm）變化，細胞分裂素的濃度在非生根培養中要大于生長素。需要指出的是，植物激素的用量要考慮組織內源激素的含量及其生理學周期效應。
　　四、植物組織培養與環境
　　植物組織培養的成功與否取決于外植體的制備、無菌操作和人工培養環境的好壞。外植體的制備的好壞是能否建成離體繁殖系要過的第一關。有活性是外植體制備的前提［1］。
　　無菌操作貫穿于整個組織培養過程的一門關鍵技術，實驗室中經常使用的無菌操作設備是超凈工作臺。超凈工作臺通常借助紫外光結合逆壓滲透的超濾風技術來滿足無菌要求。無菌操作者的操作手法和習慣的好壞也是無菌操作成功與否的關鍵，通常進行無菌操作的實驗人員也要經過嚴密的無菌操作訓練并建立嚴格的“無菌概念”［2］—［３］。
　　能否把植物組織培養做到滿意的人工調控，關鍵在于人工培養環境的好壞。人工培養環境包括能量的來源——光照，新陳代謝的保證——溫度，氣—水平衡——濕度，生物原料的來源——培養基［４］。
　　五、植物組織培養的應用前景
　　植物組織培養在生產實踐上有著廣闊的應用前景，從已經產生的效果來看，大致包括以下幾個方面［４］，［６］。
　　第一，快速繁殖。用組織培養法可以在短時間內大量繁殖植物。它比傳統的扦插、嫁接等方法，繁殖速度要快幾十、幾百甚至上千倍。
　　第二，培育無病毒植株。許多農作物體內都帶有病毒，病毒在植物體內是沿維管束分布的，在莖尖、根尖分生組織中，由于代謝十分旺盛、細胞分裂速度快等因素，不含病毒。因此，用莖尖進行組織培養可以獲得無病毒植株，再用這種植株進行快速繁殖，就可以增殖出大批的無病毒植株，供應生產［７］。
　　第三，培育作物新品種。組織培養為育種開辟了新途徑。例如，用花粉進行組織培養，能形成單倍體植株。然后，通過染色體加倍，就培育出了純系的植物新品種，這就是單倍體育種。對一般的草本植物來說，用雜交的方法培育一個新品種需8—10年，單倍體育種只需2—3年，這就大大縮短了育種年限。
　　第四，植物產品的工廠化生產。植物細胞在代謝過程中，能夠產生一些有機化合物，如人參皂甙（人參）、奎寧（金雞納）、除蟲菊酯（除蟲菊）、茉莉花油（茉莉）、番紅素（番紅花），它們可以用做藥物、殺蟲劑、香料、色素等。以前，人們都是利用植物體來提取或合成這些有機化合物的。20世紀50年代，生物學家發現，植物細胞在液體培養基上的分裂速度，比在固體培養基上的要快得多。經過三十多年的努力，人們終于能夠大規模培養植物細胞，并從中提取所需的物質了。
　　此外，組織培養在遺傳、生理、生化、病理等方面的研究中也得到了廣泛應用［８］，［９］。
　　參考文獻：
　　［1］周俊輝，周厚高，劉花全.植物組織培養中的內生細菌污染問題.廣西植物，2003，23（1）：41-47.
　　［2］林盛，馬崇烈，胡東瓊.組織培養中污染的控制.廣西農業科學，1994，（2）：87-88.
　　［3］柴向華，李軍，等.植物組織培養污染控制的研究進展.http：//stnks.com.cn.
　　［4］熊麗，吳麗芳.觀賞花卉的組織培養與大規模生產.北京：化學工業出版社，2003，80-81.
　　［5］宋鋒惠，李康，史彥江.阿月渾子組織培養及快速繁殖技術研究.新疆農業科學，2002，39（6）：343-345.
　　［6］肖玉蘭.植物無糖組培快繁工廠化生產技術.昆明：云南科技出版社，2003，1-4.
　　［7］植物組織培養材料和方法BIOX.CN2005-5-1220：08：04來源：生命經緯www.BioX.cn.
　　［8］花卉組織培養技術www.chinagreen.gov.cn.
　　［9］植物組織培養及其應用www.ipmist.orgwww.cau.edu.cn/ipmis