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植物組織培養(yǎng)的技術(shù)原理
發(fā)布者:崔會平   發(fā)布日期:2006-10-12   點擊次數(shù):1659600

植物組織培養(yǎng)是指將植物體的一部分接種在合成培養(yǎng)基上,使其按照預(yù)定目標生長發(fā)育成新植株。近年來,花卉組織培養(yǎng)及快繁脫毒技術(shù)越來越多地應(yīng)用于花卉種苗繁殖生產(chǎn)中。

  一、組織培養(yǎng)在花卉產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用1.快速、大量繁殖優(yōu)良品種組織培養(yǎng)技術(shù)已成為種苗生產(chǎn)的主要技術(shù)之一。經(jīng)組織培養(yǎng),可增加繁殖系數(shù),加快繁殖速度,可生產(chǎn)出種性純、品質(zhì)好、產(chǎn)花量高的生產(chǎn)性用苗。

  在花卉育種過程中,不斷的雜交、選種極大地擴展了花卉的花形與顏色,使得花卉在各方面都越來越接近人們的需求。但在同時,也造成了花卉基因類型的高度異質(zhì)化———子代不易有均一表現(xiàn)。而組培苗是在母株器官、組織或細胞的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,可以保持母株的全部特性(花形、花色、株形、開花習(xí)性、抗逆性等),因而可以根據(jù)需要來選擇集多種優(yōu)良性狀于一體的植株加以分生,從而得到大量與母株一模一樣的植株。

  2.培育脫毒苗木采用組織培養(yǎng)技術(shù),利用植株的分生組織不易感染病毒的原理,可以對花卉植株的分生組織進行組織培養(yǎng)來繁殖苗木,防止親代植株的病害傳遞給子代,從而達到脫毒的目的。

  病毒病對長期應(yīng)用營養(yǎng)繁殖(分株、扦插等)的觀賞植物及其生產(chǎn)的危害相當嚴重。由于觀賞植物多采用營養(yǎng)繁殖,如嫁接、分株、壓條等方法繁殖時,病毒(及類病毒)則通過營養(yǎng)體及刀具、土壤傳遞給后代,大大加速了病毒病的傳播與積累,導(dǎo)致病毒病的危害越來越嚴重。據(jù)統(tǒng)計,觀賞植物的病毒已多達100多種,并且逐年有新增病毒的報道。觀賞植物因病毒病大大影響其觀賞價值,表現(xiàn)在康乃馨、菊花、百合、風(fēng)信子等的鱗莖、球莖與宿根類花卉及蘭科植物等嚴重退化,花少且小,花朵畸形、變色,大大影響觀賞價值,嚴重者甚至導(dǎo)致某些品種的滅絕,嚴重制約觀賞植物生產(chǎn)的發(fā)展,這也是我國切花品種跨不出國門的原因之一。

  植物組織培養(yǎng)脫毒的原理主要是利用莖尖分生組織不帶毒或少帶毒。感病植株體內(nèi)的病毒分布不均勻,其數(shù)量隨植株部位和年齡而異,越靠近莖尖頂端的區(qū)域,病毒的濃度也越低。分生區(qū)域無維管束,病毒只能通過胞間連絲傳遞,趕不上細胞不斷分裂和活躍的生長速度,因此生長點含有病毒的數(shù)量極少,幾乎檢測不出病毒。因此,莖尖培養(yǎng)時,切取莖尖的大小對脫毒效果有很大影響,莖尖越小效果越佳,但太小時不易成活,過大則不能保證完全除去病毒。不同種類的植物和不同種類的病毒在莖尖培養(yǎng)時切取的莖尖大小也不相同。一般來說,切取0.2至0.5毫米帶1至2個葉原基的莖尖進行培養(yǎng)即可。

  3.保存種質(zhì)資源常規(guī)有性繁殖往往會造成大小不一的變異,如紅色可能變異成粉紅色等。組織培養(yǎng)不存在變異,可保持原母本的一切遺傳特性,防止種質(zhì)資源的退化。很多無性繁殖的植物因沒有種子,無法長期保存,其種質(zhì)資源傳統(tǒng)上只能在田間種植保存,耗費人力物力,且資源易受人為因素和環(huán)境因素影響而丟失。而用組培方法保存,可大大節(jié)省人力、物力,并延長保存期,保證種質(zhì)資源不會突變和流失。

  4.花卉育種在花卉育種上,主要在胚胎培養(yǎng)、單倍體育種、體細胞雜交和植物基因工程等方面應(yīng)用較多,此外還可采用愈傷組織誘變、花粉培養(yǎng)等多種方法來進行花卉育種。通過組織培養(yǎng),可縮短育種年限和世代,也有利于基因突變中隱性突變的分離。利用組織培養(yǎng)技術(shù)可以對花粉和花藥進行培養(yǎng),得到單倍體植株,從而縮短了育種周期,尤其是對木本的花卉育種特別有意義。

  (1)無性系變異的利用植物細胞或原生質(zhì)體經(jīng)愈傷組織誘導(dǎo)再生植株的過程中,可能伴隨著廣泛的變異,這種變異稱為體細胞無性系變異。植物體細胞無性系變異是遺傳變異的重要來源之一,它具有變異廣泛、后代較穩(wěn)定、基本保持原品種特性等優(yōu)點。

  (2)遠緣雜交種后代的獲得百合、鳶尾等許多花卉雖然可以進行遠緣雜交,但是由于生理代謝等方面的原因,常使雜種胚早期敗育,因而得不到雜種植物。而在試管中進行胚培養(yǎng),可使其順利生長,得到遠緣雜種。

  (3)草花育種組織培養(yǎng)是應(yīng)用較早,比較成熟的一項技術(shù),在草花育種中主要用作其他育種手段的輔助技術(shù)。例如,當某一變異植株上具有優(yōu)良性狀而尚未確定該性狀能否遺傳時,可用莖尖組培技術(shù)擴繁,增加供試材料,防止有益變異的組織丟失。另外,誘導(dǎo)胚狀體過程中常產(chǎn)生變異,因而組培也是一種引發(fā)變異的育種手段。同時,細胞在離體培養(yǎng)過程中會產(chǎn)生廣泛的無性系變異,通過協(xié)迫培養(yǎng),可以獲得具有相應(yīng)耐性的愈傷組織,誘導(dǎo)產(chǎn)生再生體植株,從而獲得耐性遺傳。

  (4)花卉品種的提純復(fù)壯運用組織培養(yǎng),苗木的復(fù)壯過程很明顯,對于長期運用無性方法繁殖并開始退化的花卉品種,如康乃馨采用組培方法繁殖,可使個體發(fā)育向年輕階段轉(zhuǎn)化。

  二、花卉組織培養(yǎng)的途徑1.生長點途徑通過誘導(dǎo)莖尖或側(cè)芽,形成大量腋芽,從而獲得大量幼小植株。此途徑產(chǎn)生變異的機會較小,所獲瓶苗的品質(zhì)也較均勻。多數(shù)花卉植物的組培苗都采用這一途徑進行快速繁殖。

  2.胚狀體途徑通過誘導(dǎo)植物體細胞或組織產(chǎn)生胚狀體,再由胚狀<

--來源:【廣西大學(xué)林學(xué)院】

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