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植物组培的应用前景
日期:2010年4月1日 来源:互联网 作者:植物组培网 点击:7868
 

1、快速繁殖某些稀有植物或有较大经济价值的植物

    依靠自然条件在较短时间内繁殖稀有植物和经济价值较高的植物,受到地理环境和季节的限制,很难达到快速、高效的目的;特别对于在短时期内需要达到一定数量,才能创造应有价值的植物,时间就是效益,只有通过组织培养的方法才能满足这一要求。
    用组织培养法繁殖植物,这是组织培养应用于生产的主要的和成效最大的实例。首先是在兰花上的成功应用。自Morel在1960年得到兰花组织培养苗后,很快应用于生产,形成了组织培养法繁殖兰花工业。
    由于组织培养法繁殖植物的明显特点是快速,每年可以数以百完倍速度繁殖,因此对一些繁殖系数低,不能用种子繁殖的名特优植物品种的繁殖,尤为意义重大。

2、脱毒

    植物中有很多都带有病毒,严重影响植物的产量和品质,给农业带来灾害。特别是无性繁殖植物,如马铃薯、草莓、大蒜、康乃馨等,由于病毒是通过维管束传导的,因此利用这些植物营养器官繁殖,就会把病毒带到新的植物个体上而发生病害。但是也证明感病植株并不是每个部位都带有病毒,如茎尖生长点尚未分化成维管束的部分,可能不带病毒。若利用组织培养法进行茎尖培养,再生的植株有可能不带病毒,从而获得脱病毒的苗,再用这种苗进行繁殖,则种植的植物就不会或极少发生病毒病。
    所获得的脱毒苗一定要经过鉴定,确认不带病毒才能使用。使用组织培养法获得脱毒苗已经在草莓、葡萄、康乃馨等获得成功,产生明显的经济效应。

3、植物种质资源的保存、挽救濒于灭绝的植物

    长期以来人们想了很多方法来保存植物,如储存果实,储存种子,储存块根、块茎、种球、鳞茎;用常温、低温、变温、低氧、充惰性气体等,这些方法在一定程度上收到了好的或比较好的效果,但仍存在许多问题。主要问题是付出的代价高,占的空间大,保存时间短,而且易受环境条件的限制。植物组织培养结合超低温保存技术,可以给植物种质保存带来一次大的飞跃。因为保存一个细胞就相当与保存一粒种子,但所占的空间仅为原来的几万分之一,而且在-193度的液氮中可以长时间保存,不像种子那样需要年年更新或经常更新。
    环境的不断变化使许多种类的植物面临着灭绝的危险,而且许多种植物已经灭绝,留给人类的只是一种遗憾。如何挽救这些植物,还有许许多多的动物,已成为世人关注的问题。实践证明,通过组织培养的方法可以使一部分濒危的植物种类得到延续和保存;如果在结合超低温保存技术,就可以使这些植物得到较为永久性的保存。其实,对大多数普通植物来说,用组织培养的方法保存其种质材料,也具有十分重要的意义。因为,人们现在无法预知哪些植物会面临灭顶之灾,或许今天看似繁茂的植物,明天就可能被沙漠、洪水、大火或战争吞没。

4、通过花药和花粉培养获得单倍体植株、缩短育种年限

    通过花药和花粉组织培养可以获得单倍体植物,大大缩短了育种时间。使新品种的培育过程大大简化

5、胚胎培养的应用

    在远源杂交中,杂交后形成的胚珠往往在未成熟状态时,就停止生长,不能形成有生活力的种子,因而杂交不孕,这给远缘杂交造成极大困难。十九世纪二十年代末,Laibach用胚培养技术培养亚麻种间杂种胚,第一个获得了杂种植物,这一成功为在远缘时克服杂交不亲和的障碍提供了一项有用的技术。
    这项技术发展至今,已经相当成熟,可以说多数植物的成熟或未成熟胚通过培养都可获得成功。幼胚培养已经可使5个细胞大小的极幼龄的胚状结构培养成植株。但胚珠培养的研究不多,单个胚珠培养尚存在许多问题,需作深化研究。
    远缘杂交中,由于生理上和遗传上的障碍而不能杂交成功,可采用试管受精加以克服,即将母本胚珠离体培养,使异种花粉在胚珠上萌发受精,产生的杂种胚在试管中发育成完整植株。
    用胚乳培养可获得三倍体植株,为诱导形成三倍体植物开辟了一条新途径。三倍体加倍后得到六倍体,可育成多倍体品种。

6、细胞融合

    通过原生质体融合,可部分克服有性杂交不亲和性,而获得体细胞杂种,从而创造新种货育成优良品种。

7、培养细胞突变体的应用

    培养细胞处在不断分生状态,它就容易受培养条件和外加压力(如射线、化学物质)的影响而产生诱变,从中可以筛选出有用的突变体,从而育成新品种。目前用这种方法已经筛选到抗病、抗盐、高蛋白、高产等突变体,有些已经用于生产。

8、用于遗传学、分子生物学、细胞生物学、组织学、胚胎学、基因工程、生物工程等

    要揭开生命活动的秘密,需要多科学、多技术的相互配合,其中植物组织培养技术是不可缺少的,它为遗传学、分子生物学、细胞生物学、生物工程等提供了一种有效、快速的方法。因为要揭示生命的奥秘,首先要研究单个基因的作用,研究它在细胞内是如何组装的,如何与其它基因发生联系,如何表达和调控等。分离单个基因,对它DNA进行测序,再对其中的某些碱基实行突变,然后还需要将基因送到受体细胞当中,看表达情况,以确定其功能。接受基因的受体细胞要产生再生植株,就需要通过组织培养的方法才能实现。

9、利用组织培养的材料作为植物生物反应器

    中国的中草药是一份人类宝贵的财富,但很多种中草药资源匮乏,产量不足,甚至濒于灭绝。如果能利用组织和细胞培养的方法在实验室内生产,不再依附于自然环境,不仅可以解决现有困难,而且可以通过筛选高产有效成分的细胞系,来提高其药用价值。比如用培养的人参悬浮细胞,来生产人参皂苷,已在日本等国家形成规模。利用培养的植物细胞和组织细胞作为生物反应器,也可以生产某些蛋白质、氨基酸、抗生素、疫苗等,如用生食蔬菜生产乙肝疫苗正在实验中。

10、用于其它未知科学的研究

    现代科学发展非常迅速,很多现在预想不到的事情都有可能发生,新发明、新发现、新创造层出不穷,今天认为不可能的东西明天就可能变成现实。植物组织培养也同样具有许多尚未发掘出的潜力,说不定有一天人们会在三角瓶内种出大南瓜。
    总之,现在的植物组织培养仍然处于发展阶段,远远没有达到它的高峰期,很多机理人们还没有搞清楚,它的潜力还远远没有发挥出来。相信在今后的几十年内,组织培养在我国将会有更大的发展,在农业、制药业、加工业等方面将会发挥更大的作用,创造出更大的经济效益。
 
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