浅谈植物组织培养在农业中的应用

段筱薇

植物培养技术的发现最早可追溯到20世纪初期，细胞全能性的提出与发现为植物组织培养奠定了基础，随后研究不断深入，植物组织培养技术现已成为现代生物技术最活跃、应用最为广泛的技术。目前，植物组织培养技术已广泛应用于植物育种，其在增加植物遗传变异性、植物品种改良、培育新品种、缩短育种周期、提高育种效率等方面发挥了独特的优势，取得了巨大的经济和社会利益，在农业领域展现出诱人的前景[1-2]。下面，将对植物组织培养的概念、条件、物组织培养在农业生产中几方面的应用，如培养抗病毒苗、植物离体快速繁殖、单倍体育种、远缘杂交育种等加以介绍，并对植物组织培养技术在农业各领域的应用进行展望。

1 植物组织培养

我们通常所说的广义植物组织培养是指在无菌条件下，将植物的离体组织、器官、细胞以及原生质体，培养在人工培养基上，并给予适当的条件使其具有发育为完整植株。

1.1 植物组织培养的培养基组成

培养基的营养成分为有机营养、无机营养、植物生长调节剂和附加物四大类。常用的培养基有MS、B5、N6和马铃薯培养基等。目前，植物组织培养基按无机盐浓度不同可以分为以下四类：（1）高盐成分培养基；（2）高硝酸盐培养基；（3）中等盐浓度培养基；（4）低盐培养基[3]。

1.2 植物组织培养技术的优点

植物组织培养的优点主要体现在以下几个方面：（1） 培养周期短；（2）后代整齐一致，保持亲本原有的优良性状；（3）可获得无病毒苗；（4）节约经济成本；（5）不受季节限制，可进行周年化生产。

1.3 植物组织培养的生长条件

（1）温度 大多数植物在20～28℃即可满足其生长所需的温度条件。其中26℃最为适宜。

（2）光照在植物组织培养过程中由愈伤组织分化形成器官时，每日必须有一定的光照才能形成芽和根。

（3）PH一般植物组织生长的最适宜 pH 为 5～6.50。

2 植物组织培养在农业中的应用

2.1 无病毒苗培育

植物在生长过程中都会受到病毒的危害，其病毒种类可达到500种以上，有些植物可能会受到不止一种病毒的危害，这些病毒给农业生产带来了极大的危害。但由于病毒在植物体内分布不均一，人们可通过取无毒、或病毒含量较少的幼嫩组织或器官进行培养，从而有可能得到无病毒苗。如：利用茎尖培养技术就可以由感染病毒的植株重新获得病毒鉴定后的无病毒植株。目前，应用植物组织脱毒技术已在无性繁殖的农作物、果树、蔬菜等许多植物的常规生产中得到应用，提高了产量或恢复了原品种的优良性状。

2.2 快速繁殖育苗

快速繁殖技术是植物组织培养在生产上应用最广泛也最有效的一项技术。植物组织培养尤其具有生长繁殖快，繁殖周期短，同时又不受环境、季节、气候的影响，为快速得到农作物提供了一条新的途径。不仅如此，快速繁殖育种技术还可用于濒危植物的保护，新品种的培育等诸多方面。目前，我国已有少数植物实现快速繁殖育种技术的应用，试管苗已形成产业化并大量涌现国际市场。

2.3 花粉、花药及单倍体育种

花粉培养可以获得单倍体植株，经染色体加倍后可得到纯合植物，可缩短育种年限，加快育种进程，这使得单倍体育种成为一种新兴的育种方式。其培育获得的纯合植株不仅缩短了育种进度，同时还可以通过选择突变株，使植物获得更多的优良性状，具有更多的抗逆品质，也可扩大植物的生长范围。目前，我国在烟草、小麦、水稻等作物育成新品种上处于领先地位。

2.4 远缘杂交育种

在植物种间杂交或种以上的远缘杂交中，受精后障碍导致杂交不育给远缘杂交带来了许多困难。采用胚、子房、胚珠培养和试管授精等手段，可以使杂交胚正常发育并成功培养出杂交后代，通过无性系繁殖获得数量多、性状一致的群体。这种方法在育种实践中早已被采用。如在普通栽培番茄与野生番茄—秘鲁番茄的远缘杂交中就常被采用。

2.5 次生代谢产物的生产

植物中存在许多人工难以合成但具有显著药用或经济价值的特殊物质。由于环境恶化和人类需求量的日益增大，许多植物资源正面临着枯竭的危险。利用植物组织培养或细胞大规模培养来生产人们所需要植物所特有的产物，受到了世界许多国家和科学工作者的极大重视，并取得了不俗的成绩。

3 展望

近年来，植物组织培养技术作为一种新兴的技术，为其他相关学科的进一步研究与发展提供了更有效的途径。随着技术的进一步发展，该技术将在工、农、医等各个领域展现其优势，不断渗入到人们生活的各个领域。无论在理论上还是实践应用上，植物组织培养无疑将会使植物器官、组织、细胞培养的技术与方法、无性系快速繁殖、无病毒苗生产、新品种的创造和培育、突变体的选择和利用、次级代谢物生产、人工种子技术更加成熟。但植物组织培养技术仍存在一些问题，如：再生诱导率低、变异度高等，如何解决这些问题将成为今后研究的重心。但不可否认的是，随着科学技术的不断进步，组织培养技术将不断的深入与普及，必将成为今后生产所使用中的重要手段。

植物组织培养技术已在我国的农业中占有一席之地，为了加速农业的发展，提高工农业的生产水平，增加人民经济收入，大力开展组织培养的研究与应用，在农业生产中显得尤为重要。