植物組織培養(yǎng)的技術(shù)原理
發(fā)布者:崔會(huì)平 發(fā)布日期:2006-10-12 點(diǎn)擊次數(shù):1180148
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(biāo)生長(zhǎng)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?cái)U(kuò)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(shí),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(xì)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(duì)花卉植株的分生組織進(jìn)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(dá)到脫毒的目的。
病毒病對(duì)長(zhǎng)期應(yīng)用營(yíng)養(yǎng)繁殖(分株、扦插等)的觀賞植物及其生產(chǎn)的危害相當(dāng)嚴(yán)重。由于觀賞植物多采用營(yíng)養(yǎng)繁殖,如嫁接、分株、壓條等方法繁殖時(shí),病毒(及類病毒)則通過營(yíng)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(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì),觀賞植物的病毒已多達(dá)100多種,并且逐年有新增病毒的報(bào)道。觀賞植物因病毒病大大影響其觀賞價(jià)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(yán)重退化,花少且小,花朵畸形、變色,大大影響觀賞價(jià)值,嚴(yán)重者甚至導(dǎo)致某些品種的滅絕,嚴(yán)重制約觀賞植物生產(chǎn)的發(fā)展,這也是我國(guó)切花品種跨不出國(guó)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(xì)胞不斷分裂和活躍的生長(zhǎng)速度,因此生長(zhǎng)點(diǎn)含有病毒的數(shù)量極少,幾乎檢測(cè)不出病毒。因此,莖尖培養(yǎng)時(shí),切取莖尖的大小對(duì)脫毒效果有很大影響,莖尖越小效果越佳,但太小時(shí)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(shí)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(gè)葉原基的莖尖進(jìn)行培養(yǎng)即可。
3.保存種質(zhì)資源常規(guī)有性繁殖往往會(huì)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(zhǎng)期保存,其種質(zhì)資源傳統(tǒng)上只能在田間種植保存,耗費(fèi)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(zhǎng)保存期,保證種質(zhì)資源不會(huì)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(xì)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(jìn)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(duì)花粉和花藥進(jìn)行培養(yǎng),得到單倍體植株,從而縮短了育種周期,尤其是對(duì)木本的花卉育種特別有意義。
?。?)無性系變異的利用植物細(xì)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(xì)胞無性系變異。植物體細(xì)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(diǎn)。
?。?)遠(yuǎn)緣雜交種后代的獲得百合、鳶尾等許多花卉雖然可以進(jìn)行遠(yuǎn)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(jìn)行胚培養(yǎng),可使其順利生長(zhǎng),得到遠(yuǎn)緣雜種。
?。?)草花育種組織培養(yǎng)是應(yīng)用較早,比較成熟的一項(xiàng)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(dāng)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(shí),可用莖尖組培技術(shù)擴(kuò)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(shí),細(xì)胞在離體培養(yǎng)過程中會(huì)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。
?。?)花卉品種的提純復(fù)壯運(yùn)用組織培養(yǎng),苗木的復(fù)壯過程很明顯,對(duì)于長(zhǎng)期運(yùn)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(gè)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(zhǎng)點(diǎn)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(jī)會(huì)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(jìn)行快速繁殖。
2.胚狀體途徑通過誘導(dǎo)植物體細(xì)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】