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植物组织培养的全盛阶段如何? 作者:888真人备用网址  

  据国国科学家罗士韦统计,在20世纪60年代初期,全世界还只有十几个国家的少数实验室从事组织培养研究,但到了20世纪70年代,植物组织培养领域仍然空白的国家已经屈指可数。由于有了前面的理论基础和技术条件,加之在20世纪60年代用组织培养快速繁殖兰花获得巨大成功之后,极大地推动了植物组织培养的全面发展,微繁技术得到广泛应用。继兰花工厂化繁殖成功之后,快速繁殖开始用于重要的、经济价值高的、名特优作物新品种,如甘蔗、香蕉、柑橘、咖啡、苎麻、玫瑰、郁金香、菊花、牡丹、康乃馨、桉树、泡桐等。继马铃薯脱毒苗的研究成功,又能生产草莓、葡萄、大蒜、苹果、枣树等大量无性繁殖植物的脱毒苗应用于生产。仅据20世纪80年代初的统计,植物组织培养进行的无性繁殖所涉及的植物就已达数千种(见表)。

  首先,在人工种子的研究与产生方面。由于植物组织培养过程中发现有体细胞胚胎产生(在形态上类似于合子胚),如果给这种体细胞胚包上一层人工胚乳,那么就能得到人工种子,人工种子在适当条件下也能像普通种子一样萌发并生长。大量繁殖体细胞胚并制成人工种子为无性繁殖开辟了崭新的领域。建立并发展人工种子技术可以快速繁殖一个优良品种或杂种,以保持它们的优良种性和整齐度。一些名贵品种、难以保存的种质资源、遗传性不稳定或育性不佳的材料,均可采用人工种子技术进行繁殖。人工种子体积小,仅几毫米,而通常离体繁殖的体是十几或几十厘米。繁殖体小的人工种子、贮藏和运输均十分方便,而且可以像天然种子那样用机械在田间直接插种。

  其次,在与基因工程结合的研究与应用方面,近年来由于通过基因工程克隆了大量有用产物的基因,特别是干扰素、胰岛素等药物已达到工业化生产的规模,植物学科受到前所未有的震动,许多生物学家和生物化学家着手开始基因工程研究,试图按人们的需要来定向地改良作物。如将抗病、抗虫、抗盐碱的基因或增强农作物光合作用的基因导入一些重要的作物中,并通过组织培养进行无性繁殖来扩增所获得的具有优良性状的植株,从而尽快应用于生产中产生经济效益。目前已有抗虫棉、抗病毒的烟草用于大田实验,引起了各方的广泛关注。科学家预言,21世纪作物的产量将大幅度提高,作物的品质将得到飞跃性的改良。

  再次,在生产有用产物的研究与应用上,组织培养也有广阔的前景。植物几乎能生产人类所需要的一切天然有机化合物,如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料等,而这些化合物都是在细胞内合成的。因此,通过植物组织培养对植物的细胞、组织或器官进行无性繁殖,在人工控制的条件下有可能生产这些化合物。这个目标一旦实现,就会改变过去靠天、靠阳光种植作物的传统农业,而成为工厂化农业生产,从而摆脱老天爷的支配,并为人类进军其他星球建立空间工厂化农业来提供粮食、药品等打下坚实基础。这种神奇的理想,随着科技的发展一定能够实现。因为目前通过单细胞培养生产蛋白质已获成功,日本用发酵罐生产紫草宁已达工业化生产规模;在利用细胞培养生产活性成分领域的研究正方兴未艾。

  像胡萝卜和烟草等植物的细胞悬浮物,在-20℃至-1%℃的低温下贮藏数月,尚能恢复生长,再生成植株。如果我国南方的橡胶资源库能通过这种方法予以保护,那么橡胶资源库将为生产和研究提供源源不断的原材料。

  最后是理论研究上的应用。理论是在实践的基础上总结并发展起来的,对实践具有一定指导作用,同时实践的发展又能推动理论研究的深入及更新。植物组织培养作为一门技术,在植物学的各个方面都得到了广泛应用,推动了植物遗传、生理、888真人备用网址生化和病理学的研究,它已成为植物科学研究中的常规方法。

  花药和花粉培养获得的单倍体和纯合二倍植物,是研究细胞遗传的极好材料。在细胞培养中很易引起变异和染色体变化,从而可得到作物的新类型,为研究染色体工程开辟新途径。

  细胞是进行一切生理活动的场所,植物组织培养有利于了解植物的营养问题,对矿物质营养、有机营养、植物激素的作用机理等可进行深入研究,比自然条件下的实验条件易于控制,更能得出有说服力的结论。

 

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