柯于水
植物組織培養技術最早起源于二十世紀初,并在20世紀30年代得到了快速發展。國內外學者也不斷加大了該類技術的研究力度,現已取得了顯著的成就,可將部分植物器官進行移植栽培,并在給予一定的栽培條件下,有利于植物自動修復損傷組織,從而完整的生長出來,推動了生物技術領域的發展。
與其他國家相比,我國在植物組織培養方面起步較晚,直至20世紀50年代才開始研究,并在隨后的時間里得到了快速發展。現階段,我國已建設了多個研究院,將資金流、技術流、人才流整合起來,對上千種植物進行了組織培養工作,進而取得了巨大的成就,在各行業領域得到了廣泛的應用。
第一,單倍體育種。通常情況下,單倍體植物很難結實,對植物的生長與發育造成了嚴重的影響。在進行組織培養時,可應用秋水仙素進行培養,有利于改變植物的染色體結構,變為二倍體植物,縮短了植物的生長周期,提高了生長效率。第二,基因工程。基因工程是當代社會需要重點研究的問題,有利于控制植物的生長基因,誘使其基因突變,提高植物的品種品質。第三,物種保護。我國是一個擁有幾千年農耕文明的國家,隨著時間的推移,農業生產規模越來越大,進而致使很多植物已經滅絕或瀕臨滅絕。對此,通過開展植物組織培養活動并進行培育,有利于保存物種,提高物種保護質量。第四,植物生產與應用。很多植物在生長發育時所產生的代謝產物,可進行萃取及提純等工作,以制成人們生活中的必需品,如植物藥劑、植物香料、植物脂肪等。因此,通過進行植物組織培養,有利于對某種植物進行大規模培育,以滿足科研、經濟、醫療等方面的需求,充分發揮生物技術的綜合效益價值。
2.1 發展無性繁殖 近年來,我國的城鎮化進程不斷加快,城市綠地面積越來越少,對城市生態系統造成了嚴重的影響。因此,社會不斷加大了城市綠化的重視力度,使綠化植物的需求急劇增加。如果采用從自然界移植的方法,會對生態環境造成嚴重的影響,而通過植物組織培養技術,有利于對某一種或多種植物進行“克隆”,可提高植物的生長效率,以滿足城市綠化園藝的規劃需求。以微繁殖技術為例,可將植物的莖尖作為培養材料,有利于刺激植物莖尖的分生,并產生芽原基,從而生長出大量的芽莖,有效提高植物的繁殖速度,促使植物生長規模擴大百萬倍。我國大多數綠化園藝植物均采用了這種組織培養方法,如蘭花、迎春花、合歡、牡丹等,能保障城市綠化效果,改善城市生態環境。
2.2 培育新品種 自然界中絕大多數植物或多或少存在一定的缺陷,使植物的功能、作用等受到了影響。通過進行植物組織培養工作,有利于對園藝植物的品種進行改良,以提高品種質量[1]。根據植物基因規律可知,當植物正常生長繁育時,會有一定的概率出現基因突變的情況,從而使植物的性狀發生改變,以形成新品種。對于植物組織培養工作而言,其培養規模比較大,植物數量比較多,會增加植物的突變規律,以維護生物的多樣性。如郁金香是荷蘭的國花,之所在世界上有較高的影響力,是因為荷蘭學者不斷進行郁金香的組織培養工作,以開發新的品種,使郁金香的品種質量、種類數量、培養規模等都領先于全世界,為植物園藝的發展作出了重要的貢獻。開展植物組織培養工作不僅可以創新植物品種,還可以促使植物細胞變異,提高植物的某種抗性,以更好地適應環境。如我國很多地區都存在鹽堿地、干旱缺水的問題,而現有的土地資源有限,無法種植更多的園藝植物。通過開展植物組織培養工作,有利于提高植物的抗干旱、抗鹽能力,以提高土地資源利用率,改善當地的土壤環境、生態環境,發揮其綜合效益價值。
2.3 創新脫毒技術 園藝植物在正常生長發育時,會受到微生物、細菌等因素的影響,增加了植物的發病概率,甚至會出現大面積死亡的情況,給人們帶來了嚴重的經濟損失。目前,全世界每年僅草莓類有70余種病毒,對草莓產業的發展以及草莓的安全性構成了威脅。對此,采用病株脫毒技術,有利于提高園藝植物的抗病毒能力,確保植物安全、穩定的生長繁殖。2.4 物種保護 傳統的物種保護工作主要是對瀕臨滅絕的植物進行重點保護,以建立保護園區,但這種方式的保護效果差,且需要投入大量的人力物力,難以維系物種的多樣性。對此,利用植物組織培養技術,有利于對物種進行大量繁殖,使其得以延續下去,能有效提高保護效果。以蘭花為例,蘭花的種類比較多,但胚胎發芽率較低,致使蘭花的繁殖能力比較弱,野生蘭花數量急劇減少,而發展植物組織培養技術,能有效擺脫這一因素的限制,提高野生蘭花種源的保護效果。
本文對植物組織培養技術的概念以及在我國的應用現狀進行了分析,其現已在各行業領域中得到了廣泛應用,在醫療、食品、香料等領域發揮著重要的作用。然而需要注意的是,園藝植物在生長繁殖中會受各種因素的影響,致使存活率、繁殖率比較低,需要利用植物組織培養技術提高植物培養效果,進而發揮其綜合效益價值。