组织培养技术在植物育种中的应用

植物组织培养技术的应用

一 在植物脱毒和快速繁殖上的应用

植物脱毒和离体快速繁殖是目前植物组织培养应用最多、最有效的一个方面。很多农作物如马铃薯、甘薯、大蒜等都带有病毒，但感病植株并非每个部位都带病毒，White早在1943年就发现植物生长点附近的病毒浓度很低甚至无病毒。如果利用组织培养方法，取一定大小的茎尖进行培养再生可获得脱病毒苗，再用脱毒苗进行繁殖，则种植的作物就不会或极少发生病毒。此法已在马铃薯、草莓等多种作物上获得成功，并产生了明显的经济效益。

由于运用组织培养法繁殖植物的明显特点是快速，每年可以数以百万倍的速度繁殖，因此，对一些繁殖系数低、不能用种子繁殖的名、优、特植物品种的繁殖，意义尤为重大。目前，观赏植物、园艺作物、经济林木、无性繁殖作物等部分或大部分都用离体快繁提供苗木，试管苗已出现在国际市场上并形成产业化。

二 在植物育种上的应用

植物组织培养技术对培育优良作物品种开辟了新途径。目前，国内外已把植物组织培养普遍应用于作物育种，并在以下几个方面取得了较大进展：

1 单倍体育种单倍体植株往往不能结实，在培养中用秋水仙素处理，可使染色体加倍，成为纯合二倍体植株，这种培养技术在育种上的应用称为单倍体育种。单倍体育种具有高速、高效率、基因型一次纯合等优点，因此，通过花药或花粉培养的单倍体育种，已经作为一种崭新的

育种手段问世，自1964年Guha等获得曼陀罗的花药单倍体植株以来，单倍体育种在国际上引起很大重视，各国纷纷开展这方面的研究工作，已先后在水稻、小麦、玉米、辣椒以及许多药用植物如枸杞、人参、平贝母中获得单倍体植株，共计300多种。其中许多已经应用于育种研究并得到了专利品种。我国在20世纪70年代掀起了单倍体育种的高潮，在农作物上取得了一批有实用价值的育种成果，特别是培育禾本科粮食作物，现在已经培育出水稻新品种15个、小麦新品种6个。

植物组织培养的应用

一、农业上的应用

 1. 快速繁殖种苗(rapid propagation)

 用组织培养的方法进行快速繁殖是生产上最有潜力的应用，包括花卉观赏植物、蔬菜、果树、大田作物及其他经济作物。快繁技术不受季节等条件的限制，生长周期短，而且能使不能或很难繁殖的植物进行增殖。

 快速繁殖可用下列手段进行：

 ⑴通过茎尖、茎段、鳞茎盘等产生大量腋芽；

 ⑵通过根、叶等器官直接诱导产生不定芽；

 ⑶通过愈伤组织培养诱导产生不定芽。

 试管快速繁殖应用在下列生产或研究中：

 (1)繁殖杂交育种中得到的少量杂交种，以及保存自交系、不育系等。

 (2)繁殖脱毒培养得到的少量无病毒苗。

 (3)繁殖生产上急需的或种源较少的种苗。

 由于组织培养周期短，增殖率高及能全年生产等特点，加上培养材料和试管苗的小型化，这就可使有限的空间培养出大量的植物，在短期内培养出大量的幼苗。

 2.无病毒苗(virus free)的培养

 植物在生长过程中几乎都要遭受到病毒病不同程度的危害，有的种类甚至同时受到数种病毒病的危害，尤其是很多园艺植物靠无性方法来增殖，若蒙受病毒病，代代相传，越染越重，甚至会造成极严重的后果。

 自从Morel l952年发现采用微茎尖培养方法可得到无病毒苗后，微茎尖培养就成为解决病毒病危害的重要途径之一。若再与热处理相结合，则可提高脱毒培养的效果。

 对于木本植物，茎尖培养得到的植株难以发根生长，则可采用茎尖微体嫁接的方法来培育无病毒苗。

 组织培养无病毒苗的方法已在很多作物的常规生产上得到应用。如马铃薯，甘薯，草莓，苹果，香石竹，菊花等。而且已有不少地区建立了无病毒苗的生产中心，这对于无病毒苗的培养、鉴定、繁殖、保存、利用和研究，形成了一个规范的系统程序，从而达到了保持园艺植物的优良种性和经济性状的目的。

 3. 在育种上的应用(breeding)

植物组织培养技术在园林植物育种中的应用进展

植物组织培养技术是一种在无菌条件下，利用植物组织或细胞实现植物生长和繁殖的技术。这种技术在园林植物育种方面具有非常广泛的应用，主要包括以下几个方面。

1、无性繁殖

园林植物中有一些优良品种，但是通过自然繁殖很难获得足够的数量，使用组织培养技术可以通过无性繁殖的方式繁殖大量的优良品种。例如，利用芽分化技术可以从植物的分生组织中分离出大量的愈伤组织和芽发生组织，然后通过培养和筛选，获得适量的高质量无性繁殖苗。

2、基因转化

基因转化技术是指将外源DNA导入到植物细胞中，从而在植物体内实现外源基因的表达，增强其抗病性、抗旱性、耐盐性等性状，从而获得具有创新性和高附加值的育种材料。这种技术主要利用细胞壁耐受性良好的愈伤组织和胚性组织进行基因转化，从而获得高效的转化结果。在园林植物育种中，基因转化技术可以用于获得更适应环境的植物品种和更具观赏价值的植物品种。

3、突变育种

突变育种是从植物已有的基因库中筛选出新的变异体，然后再选择合适的变异体进行育种的一种方法。利用组织培养技术可以在植物体内人为诱导基因突变，形成新体型、形态、花色等各种性状的变异体，从而通过筛选和选育，获得更优良的品种。

4、快速繁殖和扩大材料

植物组织培养技术可以实现快速繁殖和扩大育种材料的目的，同时可以避免因天气、病虫害等问题引起的生长停滞和死亡，保障育种进程的顺利进行。例如，愈伤组织培养可以在较短时间内获得大量的愈伤组织，从而可以在较短时间内快速繁殖出大量的育苗，提高育种效率。

总之，植物组织培养技术在园林植物育种中具有极大的应用前景和潜力，可以大大提高园林植物的品质和数量，进一步促进园林事业的发展。

无糖植物组织培养及应用

无糖植物组织培养是一种在无糖培养基上进行的植物组织培养技术。它是通过将植物的组织或细胞分离培养在无糖培养基上，利用植物的自身代谢能力进行生长和分化，从而实现植物的无糖培养和繁殖。无糖植物组织培养技术具有许多优点，如无糖培养基的成本低、操作简单、无糖培养基对植物生长和分化的影响小等。因此，无糖植物组织培养技术在植物繁殖、基因转化、植物育种等方面具有广泛的应用前景。

无糖植物组织培养技术的应用主要包括以下几个方面：

1. 植物繁殖：无糖植物组织培养技术可以实现植物的大规模繁殖。通过将植物的组织或细胞分离培养在无糖培养基上，可以快速繁殖大量的植株。这种无糖植物繁殖技术可以应用于植物的无性繁殖和有性繁殖，对于植物的种质资源保护和利用具有重要意义。

2. 基因转化：无糖植物组织培养技术可以用于植物的基因转化。通过将外源基因导入植物的组织或细胞中，利用无糖培养基对植物的生长和分化进行调控，可以实现外源基因在植物中的表达和功能分析。这种无糖植物基因转化技术可以用于植物的基因功能研究、抗病虫害基因的导入和植物的遗传改良等方面。

3. 植物育种：无糖植物组织培养技术可以用于植物的育种。通过将植物的组织或细胞分离培养在无糖培养基上，可以实现植物的无性繁殖和有性繁殖，从而加速植物的育种进程。这种无糖植物育种技术可以用于植物的新品种选育、抗逆性育种和优质高产育种等方面。

4. 植物生物工程：无糖植物组织培养技术可以用于植物的生物工程。通过将植物的组织或细胞分离培养在无糖培养基上，可以实现植物的生物合成和代谢工程。这种无糖植物生物工程技术可以用于植物的次生代谢产物的生产、植物的药用价值的提高和植物的抗逆性的改良等方面。

总之，无糖植物组织培养技术是一种重要的植物组织培养技术，具有广泛的应用前景。通过无糖植物组织培养技术，可以实现植物的大规模繁殖、基因转化、育种和生物工程等方面的应用。这些应用对于植物的种质资源保护和利用、植物的遗传改良和植物的药用价值的提高等具有重要意义。因此，无糖植物组织培养技术在植物科学研究和植物产业发展中具有重要的地位和作用。