通過蘭花組培技術(shù)進(jìn)行種植栽培，其產(chǎn)業(yè)化前景如何?

【專家解說】：植物組織培養(yǎng)前景 園藝植物組培苗工廠化生產(chǎn)能快速將優(yōu)良品種轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，在遺傳育種、種質(zhì)資源保護(hù)、次生代謝物利用上也將有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＶ灰x好優(yōu)良品種，合理布局、節(jié)約成本，組培產(chǎn)業(yè)將會有蓬勃的發(fā)展和廣闊的前景。 2.1 花卉種苗產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn) 花卉業(yè)是21世紀(jì)的希望產(chǎn)業(yè)，是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)與文明程度的重要標(biāo)志，我國目前花卉需求量以每年35%~40%的速度遞增。在花卉生產(chǎn)方面，種苗質(zhì)量在栽培生產(chǎn)中的重要性日益明顯，因此花卉種苗工廠化生產(chǎn)是花卉種苗生產(chǎn)的主要途徑。 2.2蔬菜種苗生產(chǎn)及脫毒馬鈴薯、食用百合、大蒜等是人們餐桌上的主要蔬菜，消費(fèi)量和種植面積均很大，也是我國出口創(chuàng)匯的主要品種。這些品種隨種植年限的增加，易受病毒感染，產(chǎn)量、品質(zhì)逐年下降，運(yùn)用組培脫毒技術(shù)可迅速恢復(fù)品種種性，提高生產(chǎn)力。 2.3瓜果組培苗產(chǎn)業(yè)化草莓果實(shí)中所含的鞣花酸具有抗癌效果，且草莓易栽培、產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)效益好，因此在江浙一帶發(fā)展迅速。但草莓易感染各種病毒病，感病的果實(shí)畸形、品質(zhì)差，一般減產(chǎn)30%~80%。對草莓進(jìn)行熱處理結(jié)合分生組織培養(yǎng)脫毒，去病毒苗可增產(chǎn)1000kg/667m2，品質(zhì)有較大提高。甜瓜以肉質(zhì)細(xì)脆、香氣濃郁、味道甘甜而深受人們喜愛，效益較高，但長期種植會使品質(zhì)退化和混雜?？蓮拇筇锝阎仓晟先∧凵?，作為外植體組培生產(chǎn)出優(yōu)良種苗，其生產(chǎn)性狀優(yōu)于種子苗，雖具有緩苗時(shí)間較長，苗早期生長勢弱的特點(diǎn)，但緩苗以后的種子苗生長更日壬，后期能超過種子苗，且苗期較短，開花結(jié)果期提前，整齊度大大提高，性狀一致，瓜的成品率明顯提高，完全保持所采植株的優(yōu)良性狀，無退化和變異現(xiàn)象發(fā)生。歐美葡萄是當(dāng)前最熱門的葡萄品種，果粒大、甜度高、價(jià)格昂貴、經(jīng)濟(jì)效益高，如運(yùn)用組織培養(yǎng)快速繁殖技術(shù)大量生產(chǎn)將具有良好的發(fā)展前景。 植物組織培養(yǎng)在園藝植物上的應(yīng)用: 采用植物組織培養(yǎng)中的脫毒技術(shù)使園藝植物產(chǎn)量大幅度提高，且品質(zhì)得到改善。很多作物因受病毒感染，產(chǎn)量和質(zhì)量下降，有些創(chuàng)匯作物失去了國際貿(mào)易的競爭優(yōu)勢，如大蒜、百合、薄荷等。利用脫毒技術(shù)，可大幅度提高產(chǎn)量。大蒜的蒜頭直徑由4.7cm增加到7.2cm，增長2.5cm，蒜頭重由29.2g/個(gè)提高到75.8g/個(gè)，平均增重近46g/個(gè)。草莓經(jīng)脫毒后增產(chǎn)20%~30%，品質(zhì)提高，脫毒苗生長快、長勢旺、莖葉粗壯、抗病耐高溫、抗寒性能強(qiáng)、壽命延長。美國在試管內(nèi)生產(chǎn)脫毒馬鈴薯種子，1b種子可代替1t種薯，該項(xiàng)成果每年獲利2億美元。我國近兩年生產(chǎn)和推廣脫毒薯，解決了馬鈴薯退化，無毒種薯已在主產(chǎn)區(qū)普及，推廣種植面積達(dá)66.67萬hm2，增產(chǎn)幅度在30%~40%以上，每年增效2.5億元。脫毒馬鈴薯已在日本、荷蘭、越南等國大面積應(yīng)用。日本脫毒草莓種植面積達(dá)11.33萬hm2，占生產(chǎn)總面積的80%以上，產(chǎn)量提高l 5%~30%，可增加產(chǎn)值11億日元。 植物組織培養(yǎng)及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展迅速。由于試管苗繁殖周期短、繁殖系數(shù)高且不受季節(jié)限制，便于工廠化生產(chǎn)。20世紀(jì)80年代初在全世界范圍內(nèi)，利用植物組織和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，形成了一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，如美國的蘭花試管苗生產(chǎn)及荷蘭的花卉試管苗生產(chǎn)。 單倍體育種通過花藥或花粉的離體培養(yǎng)誘導(dǎo)產(chǎn)生單倍體植株，然后對它們進(jìn)行染色體加倍，可得到純系。在作物育種上應(yīng)用這一技術(shù)可以加快純合，降低誤選，縮短育種年限?；ㄋ幣囵B(yǎng)自20世紀(jì)60年代獲得植株以來，發(fā)展很快，取得很大成績。首先獲得小麥、玉米、橡膠、柑桔等10多種作物花培植株，并已培育出小麥、水稻、煙草等花培新品種50多個(gè)，例如水稻品種新秀、單豐1號、花育1號等及中科院作物所李梅芳等培育的中花號、北京市農(nóng)科院培育的京花號、吉林農(nóng)科院培育的吉粳號、遼寧省鹽堿地所培育的花粳45等。小麥品種京花1號、花培l(xiāng)號、京花3號等均推廣應(yīng)用于生產(chǎn)，其中小麥品種京花3號推廣面積達(dá)6萬hm2。 選育玉米自交系通常需要連續(xù)自交多代，花費(fèi)大量的人力物力，用花藥培養(yǎng)單倍體植株，再經(jīng)染色體加倍即可得到純合的自交系。廣西農(nóng)校1983年用該技術(shù)育成了自交系花83-2。我國已獲得100多個(gè)玉米花培純系，并已配制出優(yōu)良組合應(yīng)用于生產(chǎn)。 利用單倍體植株作為誘變材料，無論誘變突變是顯性還是隱性，在處理當(dāng)代即可看到，優(yōu)良變異一經(jīng)選出，經(jīng)染色體加倍就可得到純系，可以提高誘變育種的效果。 目前，花藥培養(yǎng)技術(shù)已成為加快育種進(jìn)程的有效手段，人們正在對該技術(shù)進(jìn)行更深入地研究。魏小平等試驗(yàn)表明，在誘導(dǎo)愈傷組織階段加入CPPU可提早小麥花藥出愈時(shí)間，對于難培養(yǎng)的材料有顯著的誘導(dǎo)作用，所誘導(dǎo)的愈傷組織易分化綠苗。遼寧省鹽堿地利用研究所試驗(yàn)表明，水稻 MS分化培養(yǎng)基中加入適量MET可提高綠苗分化率及幼苗素質(zhì)。王培等研究發(fā)現(xiàn)，染色體的加倍時(shí)期對冬小麥花粉植株的結(jié)實(shí)率有影響。 遠(yuǎn)緣雜交育種 遠(yuǎn)緣雜交的雙親由于遺傳特性有顯著差異，常造成雜交不親和或雜種胚發(fā)育不全、中途天亡等情況。通過子房和胚的離體培養(yǎng)與試管離體受精可以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和;如果在雜種胚發(fā)育的適當(dāng)時(shí)期取出胚進(jìn)行離體培養(yǎng)，可能獲得雜種幼苗，得到遠(yuǎn)緣雜交后代。目前已有100多種植物培養(yǎng)成功，并應(yīng)用于作物育種或生產(chǎn)。例如日本育成大白菜和甘藍(lán)雜種一白藍(lán)，該品種具有大白菜和甘藍(lán)雙親優(yōu)點(diǎn)。中國農(nóng)科院作物所用類似的方法得到了小麥與玉米的雜交植株。中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所方智遠(yuǎn)等通過幼胚培養(yǎng)，已獲得蘿卜與甘藍(lán)的雜交1代和回交1、2、3、4代材料。北京市農(nóng)林科學(xué)院通過胚胎培養(yǎng)技術(shù)培育出早3號早熟桃，比親本早上市半個(gè)月左右。組織培養(yǎng)用于遠(yuǎn)緣雜交來創(chuàng)造新的物種資源在小麥、蔬菜上開展的較好，在水稻上的研究尚少，應(yīng)加強(qiáng)。 無性系變異的篩選體系胞在離體條件下及離體培養(yǎng)前會發(fā)生各種變異，篩選優(yōu)良的無性系變異可育成新品種。如果植株的某一部分組織細(xì)胞中發(fā)生了變異，將該部分分離下來進(jìn)行離體培養(yǎng)，可獲得再生植株，進(jìn)而培育成品種。在培養(yǎng)基中施加某種選擇壓力，從中篩選無性系變異培養(yǎng)新品種已在許多作物上獲得成功，該技術(shù)特別適于抗性育種。河北師范大學(xué)生物系利用小麥成熟胚誘導(dǎo)愈傷組織，然后轉(zhuǎn)入含0.5%氯化鈉培養(yǎng)基上進(jìn)行耐鹽篩選，繼而轉(zhuǎn)入含鹽分化培養(yǎng)基上獲得小麥耐鹽突變體RS8901-17，經(jīng)鑒定連續(xù)3 a耐鹽力均為一級，且矮稈豐產(chǎn);山東農(nóng)科院原子能所利用γ射線照射小麥幼胚離體培養(yǎng)出愈傷組織，選育出體細(xì)胞無性系變異新品種核生2號，表現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。篩選無性系變異在個(gè)體水平上的誘變與常規(guī)變異相比，具有變異頻率高、穩(wěn)定快并可在室內(nèi)有控制地進(jìn)行，節(jié)省人力物力和財(cái)力，提高選擇效率等優(yōu)點(diǎn)。 組織培養(yǎng)應(yīng)用于脫毒苗的培養(yǎng)與快速繁殖 利用植物生長點(diǎn)進(jìn)行組織培養(yǎng)成幼苗，從而獲得無病毒植株，這在國外20世紀(jì)50年代已經(jīng)育成并投人生產(chǎn)，我國70年代開始這方面的試驗(yàn)。1990年馬鈴薯無病毒種苗栽培面積已占全國總面積的1/10，脫毒苗一般增產(chǎn)50%~100%，表現(xiàn)為莖稈粗壯、葉色濃綠、光合效率高、抗病性強(qiáng)、產(chǎn)量高。目前，為了提高脫毒效果，降低成本，人們又在探索更有效的脫毒技術(shù)和種苗繁殖技術(shù)。 經(jīng)濟(jì)作物及觀賞植物的快速繁殖日趨火熱。許多名貴花卉由于種子敗育，扦插成活率低而難以繁殖，應(yīng)用組織培養(yǎng)可以快速繁殖，批量生產(chǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益，也挽救了優(yōu)良物種。美國、新加坡、泰國建立了幾十家蘭花快繁工廠，日本草莓試管苗種植面積超過11萬hm2，據(jù)1990年統(tǒng)計(jì)，我國快速繁殖的植物已達(dá)443種，已有100多個(gè)機(jī)構(gòu)采用快速繁殖技術(shù)進(jìn)行工廠化大規(guī)模商品生產(chǎn)，其中月季、菊花、非洲紫羅蘭、蝴蝶蘭、馬蹄蓮、朱頂紅等已用于生產(chǎn)。 組織培養(yǎng)應(yīng)用于種質(zhì)資源的保存和基因庫的建立 生命物質(zhì)的保存，已引起許多科研工作者的興趣，其中包括原核生物、植物及動物材料的保存，種質(zhì)保存的目的是為了確保有用的種質(zhì)能在任何時(shí)候都具有生命力。組織培養(yǎng)能安全地保存植物的細(xì)胞、愈傷組織或分生組織，且在儲藏幾年后，仍能穩(wěn)定地產(chǎn)生再生過程。通過無性系繁殖保存作物已成為迫切要求，尤其對于熱帶作物。另外，由于自然和人為的破壞，許多具有或可能具有育種價(jià)值的能成為基因庫的品系在消失，作物栽培品種、親本植物品系以及突變種也通常需要保存。組織培養(yǎng)對于植物生長和基因型保存研究要比大田繁殖優(yōu)越，節(jié)省土地、人工、能源。組織培養(yǎng)材料體積小，對于冷凍后解凍還能存活的細(xì)胞來說，利于在低溫或超低溫中長期保存。種質(zhì)資源的保存和基因庫的建立在育種工作中是十分重要的。 呵呵希望對你有幫助! ief揣□h纓cvのawbㄋl∑