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植物组织培养的应用

时间:2012-12-22来源:http://www.zupeiwang.net/news/8.html

   植物组织培养成为生物科学的一个广阔领域,除了在基础理论的研究上占有重要地位以外,还在农业生产中也得到越来越广泛的应用。
(一)植物组织培养的快速繁殖
  用植物组织培养的方法进行快速繁殖(rapidpropagation)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:通过茎尖、茎段、鳞茎盘等产生大量腋芽;通过根、叶等器官直接诱导产生不定芽;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。组织培养突出的优点是“快”,通过这一方法在较短时期内迅速扩大植物的数量,以一个茎尖或一小块叶片为基数,经组织培养一年内可增殖到10 000~100 000株。
(二)脱毒
  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Morell952年发现采用微茎尖培养方法可得到无病毒苗(virus free)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。(三)体细胞无性系变异和新品种培育(breeding) 植物组织培养过程中往往存在大量的变异,这种变异称为体细胞无性系变异。具有如下特点:
  1.变异的无方向性:既有有利的变异,也有有害的变异既有形态变异,也有生理变异。
  2.变异的普遍性:变异在组织培养中经常发生,出现在组织培养的各个时期。既有数量性状变异,又有质量性状变异。既有农艺性状变异,又有经济性状变异;既有表型变异,又有生理变异。与自然变异与辐身诱变相比,体细胞无性系变异广泛而普遍。且易于获得纯合个体。
  3.植物体细胞无性系变异的类型:一类为可遗传变异,主要是由于遗传物质的变化引起的(尤以基因突变为主)。另一类是不可遗传的变异,为生理型变异。往往是由于培养过程中外加的激素及其它化学物质的刺激引起。如叶形、育性等。
  4.引起植物体细胞无性系变异的原因:激素的刺激为主要原因。高浓度的GA和IAA,会造成畸形胚的高频发生,TDZ可使植株产生白化苗或玻璃化植株。2,4-D则使培养细胞发生染色体数量变化。随培养时间的延长,染色体变异频率升高,变异的性状和范围手扩大。
  5.植物体细胞无性系变异的利用价值及途径:它是一种重要的遗传变异来源,是一种重要的遗传资源。对于育种有重要的应用价值。
(四)单倍体育种
  花药、花粉的培养在苹果、柑橘、葡萄、草莓、石刁柏、甜椒、甘蓝、天竺葵等约20种园艺植物得到了单倍体植株。在常规育种中为得到纯系材料要经过多代自交,而单倍体育种,经染色体加倍后可以迅速获得纯合的二倍体,大大缩短了育种的世代和年限。
(五)种质保存
  用植物组织培养技术保存种质具有以下优点:
  (1)在较小的空间内可以保存大量的种质资源。
  (2)具有较高的繁殖系数。
  (3)避免外界不利气候及其他栽培因素的影响,可常年进行保存。
  (4)不爱昆虫、病毒和其他病原体的影响。
  (5)有利于国际间的种质交换与交流。
(六)遗传转化
  大多数植物遗传转化方法需要通过植物组织培养来进行。

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