植物組織培養技術及其在園藝上的應用研究

鄧麗麗 曹麗萍 趙璇

摘要 植物的組織培養是根據植物細胞具有全能性這個理論，近幾十年來發展起來的一項無性繁殖的新技術。在生物科學技術的發展下，我國的植物組織培養技術水平得到了快速提高，并在各行業領域中得到了廣泛應用。對此，本文對我國植物組織培養新技術的應用現狀以及在園藝上的應用策略進行了總結。

關鍵詞 植物組織培養、園藝、技術與應用

1前言

目前在植物繁育方面，植物組織培養技術得到了廣泛的運用。與傳統的植物繁育方法不同，植物組織培養技術可以有效地提升繁殖系數[1]，被培養物體的體形微小、表面積相對較小，尤其是在母本材料有限的情況下，可以節省繁殖材料，如植物徑尖分生組織僅為0.01～0.05mm。從生長環境上來看，植物組織培養技術能夠促進植物的生長發育，被培養物的生長發育處于最佳狀態中，礦質營養成分、植物激素水平、溫度、光照等因素都可以人為調控到最佳狀態，并且被培養物可以免受微生物病源和昆蟲的侵害，可以人為誘導被培養物的正常發育，尤其是觀賞植物育種，可以促進植物發育，為新品種的選育提供方便[2]。

2植物組織培養新技術的應用

國內外學者通過結合環境控制技術與植物組織培養技術的方法，在提高組培苗生長速度、提高組培苗質量、降低生產成本這幾個方面建立了一些新技術和方法。

1.1開放式組培技術

崔剛等[3]進行開放式組培的抑菌劑研究，建立了一套比較完整的植物開放式組培模式，在地被菊、矮牽牛、金葉連翹、繡球、紅掌、蝴蝶蘭等多種觀賞植物上應用開放式組培技術，均獲得成功。趙青華等[4]進行魔芋開放式組培研究，成功解決了有菌環境下魔芋組培的污染問題，簡化了組培環節，減少了生產成本。

1.2光自養組培技術

采用CO2氣體代替傳統培養基中的糖作為碳源給不同種類的組培苗提供適宜的生長條件，從而使植株能快速繁殖出優質種苗[5]。光自養組培技術目前已經成功應用于半夏、草莓、花椰菜等植物的培養中，并且獲得了很好的成效。

1.3新型光源的應用

侯甲男等[6]以鐵皮石斛原球莖及試管苗為材料，研究發現采用適當比例的CCFL光源的光質配比，有利于組培苗的光合作用和干物質積累。此外，新型光源還具有高效、節能、空問高效利用等優點，在農業和生物領域顯示巨大的應用潛力。

3植物組織培養技術在園藝上的應用

在園藝生產和新品種改良上，植物愈傷組織的再生特征能夠提供捷徑。愈傷組織具有分化新根、莖的再生性特征，能夠發育成新的植株全能性。在園藝上，植物組織培養技術主要應用于以下4個方面。

3.1在無性繁殖上的運用

近年來，為了滿足城市綠化園藝的規劃需求，采用植物培養組織技術可以提升植物的生長效率，有利于對某一種或多種植物進行克隆，從而增加綠化植物。如將植物的莖尖作為培養材料，應用微繁殖技術來刺激植物莖尖的分生，能夠促使植物生長規模擴大百萬倍，并生長出大量的芽莖，產生芽原基，從而提升植物的繁殖速度。目前，我國采用這種組織培養方法來繁育蘭花、迎春花等園藝植物，極大地改善了城市生態環境。

3.2在脫毒上的運用

受微生物、細菌等因素的影響，在正常生長發育期，園藝植物會產生植物發病，甚至出現大面積死亡的情況。為提升園藝植物的抗病毒能力，可以采用病株脫毒技術來確保植物安全、穩定的生長繁殖[7]。具體做法為：選取一株植物上沒有被感染的健康組織（例如莖尖）經過特殊處理使組織細胞脫分化成愈傷組織，經再分化獲得完整無毒植株，具有效率高、速度快、成本低的優點。

3.3在新品種培育中的運用

植物組織培養技術能夠提升植物的品種質量，改良園藝植物的品種。在園藝中，對于植物組織培養工作來說，植物培養數量比較多、規模較大，為了維護生物的多樣性，會增加植物的突變規律。如在郁金香的品質質量、種類數量、規模等方面，荷蘭學者運用植物組織培養技術，極大地促進了植物園藝的發展，開發出了很多新品種。

3.4在物種保護上的運用

為保證物種資源多樣性，發展植物種質資源保存技術顯得無比重要。目前，我國主要運用原位保存和移位保存兩種方式保護種質資源。但是這兩種方法存在保存時間短、保存質量低、耗費人力物力等不足之處。而植物組織培養保存種質資源就能克服這些缺點。甘薯試管苗庫和馬鈴薯試管苗庫是我國通過植物組織培養成功建立的兩個試管苗庫，把離體組織保存在試管里可以有效保存種質資源。除此之外，超低溫保存技術也日漸興起。所謂冷凍保存就是把離體植物組織用防凍材料保護處理后置于-196℃液氮環境中，此時細胞代謝完全停止，并阻斷了變異的可能性，可以達到長時間穩定保存種質資源的目的。由此可見，利用植物組織培養技術保存種質資源是必然的發展趨勢。

4展望

植物組織培養作為一種快速繁殖的手段，有著十分廣闊美好的應用前景。但現在的植物組織培養仍然處于發展階段，它的潛力還遠遠沒有發揮出來。相信在今后的幾十年內，組織培養在我國將會有更大的發展，在農業、制藥業、加工業等方面將會發揮更大的作用，創造出更大的經濟效益。

參考文獻：

[1]劉嫻，徐旭，李良俊.幾種水生蔬菜組織培養研究進展[J].長江蔬菜，2017，（18）：55-61. DOI：10.3865/j.issn.1001-3547.2017.18.018.

[2]唐佳佳，徐飛揚.植物組織培養中污染防治方法研究[J].現代園藝，2020，（2）：152-153.

[3]崔剛，單文修，秦旭， 等.葡萄開放式組織培養外植體系的建立[J].中國農學通報，2004，20（6）：36-38. DOI：10.3969/j.issn.1000-6850.2004.06.013.

[4]趙青華，陳永波，滕建勛， 等.開放式組織培養下魔芋快繁技術研究[J].現代農業科技，2011，（13）：114-115. DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2011.13.065.

[5]Pakrasi， Himadri B.，Gopalakrishnan， Saratram，Maranas， Costas D..Elucidation of photoautotrophic carbon flux topology in Synechocystis PCC 6803 using genome-scale carbon mapping models[J].Metabolic engineering，2018，47：190-199.

[6]侯甲男，王政，尚文倩， 等.CCFL光源不同光質比對鐵皮石斛原球莖增殖及試管苗生長的影響[J].河南農業科學，2013，42（1）：86-89，101. DOI：10.3969/j.issn.1004-3268.2013.01.021.

[7]萬麗麗，王轉茸，辛強，等.油萊不同類型外植體組織培養及再生研究[J].中國農學通報，2019（12）.

作者簡介：

鄧麗麗（2000，10-）女，四川自貢，四川農業大學，學生，本科，園藝。

曹麗萍（2000，4-）女，四川自貢，四川農業大學動物科技學院，學生，本科，動物科學。

趙璇（1999，12-）女，四川攀枝花，四川農業大學農學院，學生，本科，煙草。

1四川農業大學 園藝學院 四川成都611130;2四川農業大學 動物科技學院 四川成都 611130;

3四川農業大學 農學院 四川成都 611130