植物组织培养在果蔬生产上的应用前景

1、精品文档植物组织培养在果蔬生产上的应用前景摘要： 本文阐述了植物组织培养的基本概念及植物组织培养在果蔬生产上 的应用前景，如利用植物组织培养进行植物离体快繁、培育脱毒苗、选育 植物新品种和种质资源的保存 关键词：植物组织培养；果蔬生产；离体快繁；单倍体育种目前，生物技术正在世界范围内进行突飞猛进地发展，而且在医学、 农学、食品工业、化学工业、环境保护各个领域显示出极大的生产潜力， 作为生物技术有力手段的组织培养，也日益受到重视。组织培养在农林作 物的脱毒快繁、突变诱发、细胞工程和基因工程等方面都可以发挥作用。当前人类正面临淡水资源短缺的困难，同时土地荒漠化、盐渍化也对 人类造成威胁。我国是属于

2、淡水资源缺乏的国家，除积极进行节约用水， 在农业上选育耐旱作物品种以及提高农作物的抗寒性之外，还应该通过组 织培养手段增加遗传变异性增加遗传变异来改良作物品种，开发新的种质 资源，选育新品种已成为一条育种新途径。在农业上，通过植物组织培养 来育种可以节约人力物力，缩短育种年限。植物组织培养是 20 世纪 30 年代初期发展起来的一项生物技术，它是 指在无菌条件下，将植物的离体器官、组织、细胞以及原生质体，在无菌 和适宜的人工培养基及光照、温度等人工条件下，诱导出愈伤组织、不定 芽、不定根，最后形成完整植株的过程。植物组织培养的理论基础是植物 细胞的全能性。植物组织培养在果蔬生产上的应用主要包括

3、：优良果蔬品种的快速繁 殖、脱毒苗的再繁育、培育新品种、种质资源保存1. 优良果蔬品种的快速繁殖在组培快繁方面，我国已经有 300 多家科研单位和种苗工厂进入批量你我共享 生产阶段。如海南、广东、福建的香蕉苗，云南、上海的鲜切花种苗，广 西的甘蔗种苗，山东的草莓种苗，江苏、河北的速生杨种苗等。植物快速繁殖也叫植物克隆技术， 是目前植物组织培养中应用最广泛、 最有成效的一种技术。植物组织培养不受地区、气候变化的影响，培养条 件可以认为控制， 其繁殖速度快， 一般比常规繁殖方法快万倍到数十万倍， 为快速获得农作物和园林苗木提供了一种新的途径。植物离体快繁主要应 用与新育成、新引进、新发现的良种的快

4、繁；无病毒苗的大量快繁及一些 特殊材料如育种材料、突变体、基因工程植株、濒危植物等的快繁。一些 无性繁殖作物如果树、马铃薯、甘薯、草莓等，生产中所用的品种一般为 杂合型的植株，这类植物如采用种子繁殖，其后代可能发生变异，不能保 持原有的优良性状。如果采用常规的无性繁殖方法，繁殖系数低。采用组 织培养无性系快速繁殖，以微小的植物材料、较高的增殖倍数和较快的繁 殖速度，一年生产几万、几十万、甚至几百万株小苗，达到繁殖材料微型 化、培养条件人工化、培养空间高密度应用合理化，实现育苗的工厂化生 产，从而大幅度提高经济效益。苹果是落叶果树中原生质体体分离及培养研究比较早的树种。 Niizeki 等于19

5、83年首次分离苹果品种“ OreI”的花妖愈伤组织原声质体，经培养 获得愈伤组织。费开韦等于 1980年在元帅苹果花妖培养上获得植株， 为国 内外首次获得大苹果单倍体植株。 截至目前， 已有 12 个苹果基因型的原生 质体经培养再生成植株。组织培养能实现苹果的快速繁育，尤其对特殊种 植及苹果矮化砧木的扩繁有重要意义徐世彦等以 MS 为基本培养基，提取 高酸苹果茎尖和茎段做外植体， 进行离体快繁研究， 优选确定其最佳分化、 生根培养基的激素组成及各激素的比例关系，并且成功地进行试管苗的移 栽，且移栽成活率达到 93.8%以上。红肉苹果、苹果矮化砧 GM256 等其他 特殊苹果种植的组织培养与快繁

6、技术也在进一步研究中。AAAAAA近些年来，随着红枣的迅速发展，急需大量优质苗木，为了满足红枣 产业迅速发展对苗木的需求， 组织培养技术为快速育苗提供了一条新出路。 1980 年，中国科学院植物研究所成功地在酸枣的组织培养中诱导出大量的 胚状体，此后，发展最快的是利用枣树的营养器官（茎段、茎尖）进行器 官离体培养，简历快繁体系的研究工作。应用组织培养技术进行职务离体快繁，现已被世界上很多苗圃用于多 种果树繁育，除了所提到的应用与苹果、枣外，其应用于杏树、柿树、樱 桃、柑橘等其他果树也有相关报道2. 脱毒苗的再繁育 果蔬中含有各种有机酸、芳香物质及各种色素成分，对调节人们的口 味有重要意义，此外

7、果蔬中含有大量的维生素，对我们的健康有极大的助 力。因此果蔬在生活中变得越来越举足轻重了。许多植物都遭受到病毒病 不同程度的危害。有的种类甚至同事受到树种病毒病的危害，严重影响了 产品的商业价值。特别是对于无性繁殖的作物如绝大部分果树和部分蔬菜 （如洋葱、大蒜、马铃薯、石刁柏、菊芋）等，如果遭受病毒侵染后，代 代相传，则体内可以积累相当高浓度的病毒，影响生长和成活，严重危害 人们的生产和生活。而病毒有不同于真菌和细菌病害，采用杀菌剂和抗生 素等化学药剂防止很难凑效。 自从 Morel 在 1952 年采用茎尖培养的方法可 以从严重感染病毒的植株得到无病毒苗后，这方面的工作引起了人们的重 视。利

8、用组织培养生产脱毒苗的方法，已在许多果树（柑橘、苹果、草莓、 葡萄）和蔬菜（马铃薯、大蒜）等作物的常规生产上得到应用。目前中国 已建成葡萄、苹果、香蕉、马铃薯、甘蔗等作物脱毒快繁生产线 11 条。植物脱毒苗可以通过外植体接种（如茎尖培养、花药培养）来达到给 植物脱毒的目的，其中茎尖培养属于无性繁殖，可以极大程度上的保持母 体的优良性状，而花药离体培养属于有性生殖，没有此特性，因此植物脱毒中大多使用植物茎尖培养。3. 培育新品种植物组织培养为植物育种提供了许多手段和方法植物组织培养为植物 育种提供了许多手段和方法， 能产生一些在常规育种中不可能出现的奇迹。 其中有花药、花粉培养与单倍体育种，胚胎

9、培养，突变体的筛选，原生质 体和体细胞杂交。3.1 花药、花粉培养与单倍体育种1964年，印度的Guha和Maheshwari在毛叶曼陀罗花药培养中，成功 地由花粉诱导得到了单倍体植株，从而促进了花药和花粉培养的研究，以 后在烟草、水稻、小麦、玉米、番茄、胡椒、草莓、苹果等多种果蔬上获 得成功。利用花药和花粉培养诱导花粉发育成单倍体植株，单倍体植株经 过秋水仙素等药剂处理后，染色体加倍可以获得同源二倍体的纯合系，其 后代不会分离，可以直接用于选育杂种一代的亲本或性状纯和的常规品种。3.2 胚胎培养在远缘杂交中，杂种胚经常停止发育，得不到杂种植株，而通过胚胎 培养则可以克服远缘杂交的这种困难。

10、这种方法在育种实践中早已被采用。 如在普通栽培番茄与野生番茄 -秘鲁番茄的远缘杂交中就常被采用。3.3 突变体的筛选在组织培养中能够产生突变，突变的产生因部位而异。茎尖的遗传性 比较稳定；细胞核组织在培养中变异率较大。采用紫外线等射线照射培养 物，或者在培养基中加入叠氮化合物，可以诱导和提高突变率。如我国已 经筛选出耐盐的水稻、烟草、甘蔗的再生植株或细胞系。3.4 原生质体和体细胞杂交1960年英国人 E.C.Cocking 用酶法分离原生质体成功，开创了植物原 生质体培养和体细胞杂交工作。此后，中国在原生质体培养领域做出了重精品文档要贡献。中国成功培养了包括大豆、玉米、小麦等重要作物在内的3

11、0个品种以上的原生质体再生植株。4种质资源保存由于许多植物的组织和细胞培养物在液氮超低温条件下贮藏后，仍然 能够保持很高的存活率并能重新再生出植株，保持原来的遗传特性，因此 可以利用植物组织培养技术保存植物种植资源，从而节省了大量的人力和 土地资源。将植物材料以组培形式保存在容器内运输，开展国家、地区间 的种质资源交换和植物商品交流，不仅能够节省时间和空间，降低运输成 本，而且能够减少种子和非试管材料所携带的有害生物的危险。设在秘鲁 首都利马的国际马铃薯中心已对14个国家以组培形式运输，以后，甘蔗、 姜、甘薯在国家间也采用了组培形式进行商品交流总之，植物组织培养在果蔬中有着越来越广泛的应用。参

12、考文献：1 NIIZEKI M,HIRANO Y ,SAITO K.Callus formation from isolation protoplasts of apple Malus pumila Mill J Japan Journal ofBreed,1983,33;369-3742 费开韦，薛光荣.元帅苹果花妖培养诱导单倍体植株J中国农业科学，1990,23 ( 3)； 863 徐世彦，白海侠，郭韩玲等。高酸苹果组织培养快繁技术研究J.山西果树，2006 (1)； 6-84 马冬菁，陈罡，叶景丰红肉苹果的组织快速繁殖技术J.安徽农业科学，2009,37 (32)； 15697-15698郑亚杰，姚环宇，苹果矮化砧 GM256组织培养与快繁技术研究J.吉林 农业科学，2008,33 (1)； 26-27，32你我共享张玉军，彭兴龙，张哲民，赵珲，草莓组织培养与脱毒技术 J.河南三门峡；河南林业科技，2003,29 (1)； 73-757 谢丽霞，植物组织培养在农业上的应用J.辽宁省盘锦市；垦殖与稻作，2006,3(1)； 69-728 梁一池等，植物组织培养技术的研究进展J.福建林学院学报，2002,22;93-969 曹孜义等，实用植物组织培养技术教程M.兰州