淺談植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

段筱薇

植物培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)現(xiàn)最早可追溯到20世紀(jì)初期，細(xì)胞全能性的提出與發(fā)現(xiàn)為植物組織培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)，隨后研究不斷深入，植物組織培養(yǎng)技術(shù)現(xiàn)已成為現(xiàn)代生物技術(shù)最活躍、應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)。目前，植物組織培養(yǎng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于植物育種，其在增加植物遺傳變異性、植物品種改良、培育新品種、縮短育種周期、提高育種效率等方面發(fā)揮了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)利益，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域展現(xiàn)出誘人的前景[1-2]。下面，將對(duì)植物組織培養(yǎng)的概念、條件、物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中幾方面的應(yīng)用，如培養(yǎng)抗病毒苗、植物離體快速繁殖、單倍體育種、遠(yuǎn)緣雜交育種等加以介紹，并對(duì)植物組織培養(yǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行展望。

1 植物組織培養(yǎng)

我們通常所說(shuō)的廣義植物組織培養(yǎng)是指在無(wú)菌條件下，將植物的離體組織、器官、細(xì)胞以及原生質(zhì)體，培養(yǎng)在人工培養(yǎng)基上，并給予適當(dāng)?shù)臈l件使其具有發(fā)育為完整植株。

1.1 植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基組成

培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分為有機(jī)營(yíng)養(yǎng)、無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和附加物四大類。常用的培養(yǎng)基有MS、B5、N6和馬鈴薯培養(yǎng)基等。目前，植物組織培養(yǎng)基按無(wú)機(jī)鹽濃度不同可以分為以下四類：（1）高鹽成分培養(yǎng)基；（2）高硝酸鹽培養(yǎng)基；（3）中等鹽濃度培養(yǎng)基；（4）低鹽培養(yǎng)基[3]。

1.2 植物組織培養(yǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

植物組織培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1） 培養(yǎng)周期短；（2）后代整齊一致，保持親本原有的優(yōu)良性狀；（3）可獲得無(wú)病毒苗；（4）節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本；（5）不受季節(jié)限制，可進(jìn)行周年化生產(chǎn)。

1.3 植物組織培養(yǎng)的生長(zhǎng)條件

（1）溫度 大多數(shù)植物在20～28℃即可滿足其生長(zhǎng)所需的溫度條件。其中26℃最為適宜。

（2）光照在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中由愈傷組織分化形成器官時(shí)，每日必須有一定的光照才能形成芽和根。

（3）PH一般植物組織生長(zhǎng)的最適宜 pH 為 5～6.50。

2 植物組織培養(yǎng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

2.1 無(wú)病毒苗培育

植物在生長(zhǎng)過(guò)程中都會(huì)受到病毒的危害，其病毒種類可達(dá)到500種以上，有些植物可能會(huì)受到不止一種病毒的危害，這些病毒給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了極大的危害。但由于病毒在植物體內(nèi)分布不均一，人們可通過(guò)取無(wú)毒、或病毒含量較少的幼嫩組織或器官進(jìn)行培養(yǎng)，從而有可能得到無(wú)病毒苗。如：利用莖尖培養(yǎng)技術(shù)就可以由感染病毒的植株重新獲得病毒鑒定后的無(wú)病毒植株。目前，應(yīng)用植物組織脫毒技術(shù)已在無(wú)性繁殖的農(nóng)作物、果樹、蔬菜等許多植物的常規(guī)生產(chǎn)中得到應(yīng)用，提高了產(chǎn)量或恢復(fù)了原品種的優(yōu)良性狀。

2.2 快速繁殖育苗

快速繁殖技術(shù)是植物組織培養(yǎng)在生產(chǎn)上應(yīng)用最廣泛也最有效的一項(xiàng)技術(shù)。植物組織培養(yǎng)尤其具有生長(zhǎng)繁殖快，繁殖周期短，同時(shí)又不受環(huán)境、季節(jié)、氣候的影響，為快速得到農(nóng)作物提供了一條新的途徑。不僅如此，快速繁殖育種技術(shù)還可用于瀕危植物的保護(hù)，新品種的培育等諸多方面。目前，我國(guó)已有少數(shù)植物實(shí)現(xiàn)快速繁殖育種技術(shù)的應(yīng)用，試管苗已形成產(chǎn)業(yè)化并大量涌現(xiàn)國(guó)際市場(chǎng)。

2.3 花粉、花藥及單倍體育種

花粉培養(yǎng)可以獲得單倍體植株，經(jīng)染色體加倍后可得到純合植物，可縮短育種年限，加快育種進(jìn)程，這使得單倍體育種成為一種新興的育種方式。其培育獲得的純合植株不僅縮短了育種進(jìn)度，同時(shí)還可以通過(guò)選擇突變株，使植物獲得更多的優(yōu)良性狀，具有更多的抗逆品質(zhì)，也可擴(kuò)大植物的生長(zhǎng)范圍。目前，我國(guó)在煙草、小麥、水稻等作物育成新品種上處于領(lǐng)先地位。

2.4 遠(yuǎn)緣雜交育種

在植物種間雜交或種以上的遠(yuǎn)緣雜交中，受精后障礙導(dǎo)致雜交不育給遠(yuǎn)緣雜交帶來(lái)了許多困難。采用胚、子房、胚珠培養(yǎng)和試管授精等手段，可以使雜交胚正常發(fā)育并成功培養(yǎng)出雜交后代，通過(guò)無(wú)性系繁殖獲得數(shù)量多、性狀一致的群體。這種方法在育種實(shí)踐中早已被采用。如在普通栽培番茄與野生番茄—秘魯番茄的遠(yuǎn)緣雜交中就常被采用。

2.5 次生代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)

植物中存在許多人工難以合成但具有顯著藥用或經(jīng)濟(jì)價(jià)值的特殊物質(zhì)。由于環(huán)境惡化和人類需求量的日益增大，許多植物資源正面臨著枯竭的危險(xiǎn)。利用植物組織培養(yǎng)或細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)人們所需要植物所特有的產(chǎn)物，受到了世界許多國(guó)家和科學(xué)工作者的極大重視，并取得了不俗的成績(jī)。

3 展望

近年來(lái)，植物組織培養(yǎng)技術(shù)作為一種新興的技術(shù)，為其他相關(guān)學(xué)科的進(jìn)一步研究與發(fā)展提供了更有效的途徑。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，該技術(shù)將在工、農(nóng)、醫(yī)等各個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)，不斷滲入到人們生活的各個(gè)領(lǐng)域。無(wú)論在理論上還是實(shí)踐應(yīng)用上，植物組織培養(yǎng)無(wú)疑將會(huì)使植物器官、組織、細(xì)胞培養(yǎng)的技術(shù)與方法、無(wú)性系快速繁殖、無(wú)病毒苗生產(chǎn)、新品種的創(chuàng)造和培育、突變體的選擇和利用、次級(jí)代謝物生產(chǎn)、人工種子技術(shù)更加成熟。但植物組織培養(yǎng)技術(shù)仍存在一些問(wèn)題，如：再生誘導(dǎo)率低、變異度高等，如何解決這些問(wèn)題將成為今后研究的重心。但不可否認(rèn)的是，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，組織培養(yǎng)技術(shù)將不斷的深入與普及，必將成為今后生產(chǎn)所使用中的重要手段。

植物組織培養(yǎng)技術(shù)已在我國(guó)的農(nóng)業(yè)中占有一席之地，為了加速農(nóng)業(yè)的發(fā)展，提高工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)水平，增加人民經(jīng)濟(jì)收入，大力開展組織培養(yǎng)的研究與應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中顯得尤為重要。