植物組織培養(yǎng)技術及應用

  1、前言

  從上個世紀中期開始，植物組織培養(yǎng)技術就開始備受關注并快速地得到應用和普及。通過對植物組織的培養(yǎng)，有利于優(yōu)良無性系生產(chǎn)產(chǎn)量的提高，同時也可以為人們提供更多的代謝物。細胞融合能夠突破種屬之間的限制，破除遠緣雜交不親以及性障礙的阻礙，因而在植物品種的培育與繁殖、種性改良等情況中有著十分重要的意義和應用價值。另外，植物細胞也是用于科研的較好的材料和研究對象，是生物學中十分重要的研究手段和工具。目前，植物組織培養(yǎng)技術已經(jīng)在多個領域有了廣泛的應用，包括林業(yè)、牧業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學業(yè)等等，并為這些行業(yè)的發(fā)展和進步提供了動力，促進經(jīng)濟效益的增長和企業(yè)的發(fā)展，是生物學中必不可少的一個部分。

  2、植物組織培養(yǎng)技術概述

  2.1植物組織培養(yǎng)的概念

  所謂植物組織培養(yǎng)技術，是指在無菌的情況之下，將已經(jīng)離體的植物構成部分，例如花莖、枝干、葉子等等，以及植物的組織，包括胚乳、表皮、木栓層等等，還有植物細胞，包含了細胞質(zhì)、細胞壁、細胞膜等等，加上成熟或者還沒有成熟的胚胎、原生質(zhì)體等等，經(jīng)過人工操作將其培養(yǎng)在培養(yǎng)基上，并實現(xiàn)其適合的培養(yǎng)環(huán)境，從而讓植物組織慢慢生成愈傷組織或者潛伏芽，又或者直接讓其生長為植株，整個工序的工藝技術就是植物組織培養(yǎng)技術。

  2.2植物組織培養(yǎng)基的選取

  眾所周知，不同的植物，其所適應的生長環(huán)境和所需的營養(yǎng)成分是不同的，因此在人工培養(yǎng)的培養(yǎng)基制作過程當中，應當根據(jù)不同植物的習性做出不同的處理。通常情況下，我們會用到MS植物培養(yǎng)基。組織培養(yǎng)技術一般會用到固體培養(yǎng)基，但是只有植物周圍的營養(yǎng)成分和激素會被消化吸收。如果其他的剩下的植物培養(yǎng)基可以利用起來，就能大大減少工業(yè)化生產(chǎn)的能耗和資源浪費，從而不僅有利于生產(chǎn)企業(yè)的成本控制，也有利于資源的節(jié)約和環(huán)境的保護。通過回收利用的二次培養(yǎng)基可以再加入原培養(yǎng)基的母液，濃度控制在百分之三十左右，從而就能夠使二次利用的培養(yǎng)基達到與原來同樣的培養(yǎng)效果。同時，這也證明了培養(yǎng)基可以進行二次利用。如果在沒有外來激素的加入情況之下，進行黃瓜子葉的相關實驗，通過液體培養(yǎng)基和固體培養(yǎng)基兩種不同的方式進行植物器官的分化，我們就能發(fā)現(xiàn)，液體培養(yǎng)基的使用效果會更明顯。因此，通過這樣簡單的實驗，可以證明，相對于固體培養(yǎng)基而言，液體培養(yǎng)基的培養(yǎng)效果會更好，更適用于植物組織的培養(yǎng)，但是沒有固體培養(yǎng)基的應用范圍大，操作也會更有難度。

  3、植物組織培養(yǎng)技術的應用情況簡析

  3.1離體快速繁殖技術

  隨著植物組織培養(yǎng)技術的不斷進步和發(fā)展，所培養(yǎng)的植物種類也越來越多，從最開始的觀賞性植物到現(xiàn)在的園藝植物、藥用植物和經(jīng)濟作物等等。通過植物組織培養(yǎng)來進行植物的離體快速繁殖和種苗生產(chǎn)，可以極大地幫助瀕危物種的延續(xù)，同時也有利于稀缺植物資源的保護和維持。從植物組織培養(yǎng)技術的發(fā)展歷史來看，當前最常用的組織培養(yǎng)技術就是植物離體快速繁殖技術，這也是效果最明顯的一種植物組織培養(yǎng)技術。植物病毒的危害極大，不僅會嚴重威脅到作物的生長和存活率，也會對作物的使用價值、經(jīng)濟價值等造成不利影響。從而也會對我國作物的對外銷售、植物原料的國際推廣等形成阻礙。而植物組織培養(yǎng)技術就能較好地解決這一問題，因為植物組織培養(yǎng)能夠對無病毒的植物進行培養(yǎng)繁殖。其中，離體快速繁殖技術能夠在較短的時間內(nèi)完成植物的繁殖，能夠有效保證植物組織培養(yǎng)的效率。如果將離體快速繁殖技術應用在那些名貴的、稀缺的、新品種、繁殖率低的物種當中，就具有更大的現(xiàn)實意義和價值了。

  3.2培育新品種

  基因工程育種能夠將某種生物中決定其性質(zhì)的基因轉移到另一個生物體當中，從而實現(xiàn)基因的移植。通過植物組織培養(yǎng)技術，能夠提高物種遺傳變異性，從而達到種性改良的目的。除此之外，植物組織培養(yǎng)技術還能應用于新品種的開發(fā)項目。目前，新品種的選育技術是廣受關注的一種生物技術，在當前有著十分重要的應用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，通過基因工程技術能夠培育很多具有較大經(jīng)濟價值的物種。包括玉米、棉花、大豆等等。另外，原生質(zhì)體的融合技術在木本植物的物種培育方面也有十分廣泛的應用，例如通過原生質(zhì)體融合技術可以增加需要的樹木品種，從而提高經(jīng)濟效益，達到創(chuàng)收的目的。在消除遠緣雜交障礙和性障礙方面，原生質(zhì)體的融合技術的應用也有十分顯著的效果。來自美國的一位科學家，曾通過細胞的融合技術對西紅柿和土豆進行細胞融合，從而成功培育出了新的植物品種。

  3.3植物材料保存及種質(zhì)庫的建立

  隨著生物技術的不斷發(fā)展，植物組織培養(yǎng)技術在植物原料的保護以及物種的繁殖方面已經(jīng)有了十分廣泛的應用。例如超低溫種質(zhì)保存技術，就是將需要進行保存的對象封存在液氮之中，溫度接近零下兩百度，通過超低溫來抑制植物的新陳代謝，從而保持植物的生長和繁殖能力。這種技術的應用能夠實現(xiàn)資源的有效節(jié)約，且不會占用太大的空間。