摘要：植物組織培養(yǎng)在過(guò)去的40多年中得到了迅速的發(fā)展，已

       滲透到生物學(xué)科的各個(gè)領(lǐng)域，成為生物工程技術(shù)中的一個(gè)重要組成

       部分和基本研究手段之一?，F(xiàn)如今，植物組織培養(yǎng)技術(shù)具有保持花

       卉優(yōu)良性狀、培育脫毒苗木、保存種質(zhì)資源等優(yōu)勢(shì)，因而在花卉種

       苗繁殖生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。

       關(guān)鍵詞：植物組織培養(yǎng)；組織栽培；花卉

       植物栽培技術(shù)雖然發(fā)展比較晚，但是在經(jīng)過(guò)20世紀(jì)后的幾十年，

       經(jīng)過(guò)眾多科學(xué)家的努力與奮斗，這項(xiàng)技術(shù)越來(lái)越完善，越來(lái)越成熟。

       尤其近40年以來(lái)，植物組培技術(shù)已滲透到植物生理學(xué)、病理學(xué)、

       遺傳學(xué)、藥學(xué)、育種以及生物化學(xué)等各個(gè)研究領(lǐng)域，為快速繁育優(yōu)

       良品種，培育無(wú)毒苗木，進(jìn)行突變篩選培育，藥用植物工廠化生產(chǎn)，

       種質(zhì)保存和基因庫(kù)建立等方面開(kāi)辟了新途徑，成為生物學(xué)科中的重

       要研究技術(shù)和手段之一?，F(xiàn)如今，植物組織培養(yǎng)技術(shù)具有保持花卉

       優(yōu)良性狀、培育脫毒苗木、保存種質(zhì)資源等優(yōu)勢(shì)，根據(jù)這些優(yōu)勢(shì)，

       植物栽培技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于花卉的種苗繁殖與生產(chǎn)之中。

       1 花卉領(lǐng)域中組織栽培優(yōu)勢(shì)

       1.1 快速、大量繁殖優(yōu)良品種

       由于組織培養(yǎng)法繁殖作物的突出特點(diǎn)是快速，因此，對(duì)一些繁殖

       系數(shù)低、不能用種子繁殖的“名、優(yōu)、特、新、奇”等品種的繁殖，

       意義更大。因?yàn)椴牧系膯我粋€(gè)體性，所以遺傳現(xiàn)狀也是一致的，那 么在試驗(yàn)與生產(chǎn)整個(gè)過(guò)程中就能夠達(dá)到微型化與精密化，既節(jié)約了

       人力與物力，又能夠更好的對(duì)培養(yǎng)基的成分、溫度與濕度、光強(qiáng)度

       與光質(zhì)以及光周期進(jìn)行有效控制，整年都可進(jìn)行試驗(yàn)與生產(chǎn)，所以

       在花卉培養(yǎng)方面的應(yīng)用能夠迅猛發(fā)展。通過(guò)離體的快速繁殖，加上

       不受區(qū)域氣候條件的影響，可以進(jìn)行脫毒苗、新育成以及新引進(jìn)，

       還有稀缺語(yǔ)種與基因工程等等，較常規(guī)快數(shù)萬(wàn)乃至數(shù)十萬(wàn)數(shù)百萬(wàn)倍

       的速度擴(kuò)展增大繁殖，以提供更多的優(yōu)質(zhì)種苗。

       在花卉的育種過(guò)程中，通過(guò)雜交與選種，增加了花卉品種種類與

       花卉的顏色種類，以滿足更多人們的需求。與此同時(shí)，卻帶來(lái)了一

       些問(wèn)題，由于子代很難有均一的變現(xiàn)造成基因類型的異質(zhì)化太高。

       可以根據(jù)需要選擇優(yōu)良性較高的植株加以分生，這樣就可以得到與

       母株一模一樣的植株，其原因是組織栽培育苗是由母株的組織或者

       器官等發(fā)展的，能夠保持母株的全部特征，包括花的形狀、顏色，

       植株的形狀，抗逆性等等。

       1.2 脫毒苗木的培育

       植物脫毒是目前植物組織培養(yǎng)應(yīng)用最多最有效的一個(gè)方面。由于

       觀賞性的植物一般采用營(yíng)養(yǎng)繁殖，比如在利用嫁接、分株等方法繁

       殖時(shí)，病菌很容易由營(yíng)養(yǎng)體、刀具或者土壤等傳給下一代，這樣就

       加快了病毒的傳播與積累，以至于病毒病對(duì)植物的危害也就隨之變

       嚴(yán)重。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，觀賞性的植物的病毒已高達(dá)百種，并呈逐

       年遞增的趨勢(shì)。觀賞植物應(yīng)得了病毒病，而對(duì)觀賞價(jià)值造成了嚴(yán)重的影響，像百合、康乃馨等植物的鱗莖、球莖嚴(yán)重退化，蘭科植物

       的花變得小且少，而且造成花朵的畸形等，這些問(wèn)題對(duì)其觀賞價(jià)值

       造成了影響，甚者可以導(dǎo)致其品種的滅絕，在一定程度上制約了其

       發(fā)展，這也是我國(guó)花卉不能走出國(guó)門(mén)、邁向世界的重要原因之一。

       從長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)中可以得出，植物組織栽培技術(shù)可有效地去除植物體

       內(nèi)的病毒。病毒在感病植物體內(nèi)的分布不均勻，其數(shù)量也隨部位與

       年齡的不同而不同，在靠近莖尖頂端的區(qū)域，越靠近病毒的濃度就

       越低。因?yàn)榉稚鷧^(qū)域內(nèi)無(wú)維管束的原因，病毒的傳遞只能靠細(xì)胞間

       的聯(lián)系進(jìn)行，比不上細(xì)胞分裂的速度與生長(zhǎng)速度，所以在植株生長(zhǎng)

       點(diǎn)附近的病毒數(shù)量是非常稀少的。鑒于以上原因，在進(jìn)行莖尖培養(yǎng)

       時(shí)，在保證莖尖成活的前提下，莖尖越小越好，太大的話對(duì)于脫毒

       有很大的影響，種類不同的植物與病毒，在切取莖尖的時(shí)候，大小

       也不相同，一般來(lái)說(shuō)是帶一兩個(gè)葉原基的0.2-0.5mm大小的莖尖。

       1.3 保存種質(zhì)資源

       花卉生產(chǎn)是在現(xiàn)有種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，由于自然災(zāi)害和生

       物之間的競(jìng)爭(zhēng)以及人類活動(dòng)對(duì)大自然的影響，已有相當(dāng)數(shù)量的植物

       物種在地球上消失或正在消失。具有獨(dú)特遺傳性狀的生物物種的絕

       跡是一種不可挽回的損失，而通過(guò)組織培養(yǎng)，可保持母本的一切遺

       傳特性，并大大節(jié)省人力、物力的同時(shí)，又能延長(zhǎng)保存期，以作為

       種質(zhì)資源未能突變與流失的保證。

       2 花卉組培的途徑       

       2.1 胚狀體

       在組織培養(yǎng)中，再生植株可通過(guò)與合子胚相似的胚胎發(fā)生過(guò)程，

       即形成胚狀體，再由胚狀體發(fā)育成大量植株。一品紅、玉蘭等通常

       采用此途徑進(jìn)行繁育。

       2.2 生長(zhǎng)點(diǎn)

       莖尖或者是側(cè)芽經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)而形成大量腋芽，進(jìn)而獲得幼小植株。

       通過(guò)這個(gè)途徑進(jìn)行花卉組培發(fā)生變異的概率很小，品質(zhì)比較均勻，

       一般都采用這種途徑。

       2.3 愈傷組織

       愈傷組織途徑是外植體在經(jīng)過(guò)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的處理，先形成愈傷組

       織，之后經(jīng)器官分化成芽體，以大量繁殖，這種途徑比其他兩種途

       徑都更易變異。

       3 花卉組織培養(yǎng)的階段

       3.1 外植體材料的選取

       無(wú)論是離體培養(yǎng)繁殖種苗，還是進(jìn)行生物技術(shù)研究，培養(yǎng)材料的

       選擇都要從主要的植物入手。選取性狀優(yōu)良的種質(zhì)或特殊的基因

       型。對(duì)材料的選擇要有明確的目的，具有一定的代表性，以提高成

       功的幾率，增加其實(shí)用的價(jià)值。對(duì)于許多種子植物，莖尖是最好的

       選擇部位，但是由于被才材料來(lái)源所限制，所以選擇莖段，并且葉

       片的材料來(lái)源很豐富，所以其利用也是非常普遍的。對(duì)于較難培養(yǎng)

       的植物來(lái)說(shuō)，子葉與下胚軸是很好的選擇。進(jìn)行選材的時(shí)候，應(yīng)該選取攜帶菌少、生長(zhǎng)時(shí)間較短、生長(zhǎng)較旺盛的材料，同時(shí)還要注意

       選材的時(shí)期，一般在植物開(kāi)始生長(zhǎng)的時(shí)候進(jìn)行采樣，其他時(shí)候不利

       于組織的培養(yǎng)?；ㄋ幣囵B(yǎng)應(yīng)在花粉發(fā)育到單核期時(shí)取材，這時(shí)比較

       容易形成愈傷組織。對(duì)于器官的狀態(tài)也有影響，花卉主軸越往上的

       部位，經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng)而形成的器官，生長(zhǎng)時(shí)間越短，且比較容易形

       成器官。

       3.2 材料的滅菌消毒處理

       一般采取的預(yù)處理方法是，先對(duì)植物組織進(jìn)行修整，去掉不需要

       的部分，將準(zhǔn)備使用的植物材料在流水中沖洗干凈。經(jīng)過(guò)預(yù)處理的

       植物材料，其表面仍有很多細(xì)菌和真菌，因此還需進(jìn)一步滅菌處理。

       花卉植物組織的培養(yǎng)進(jìn)行的是無(wú)菌的培養(yǎng)，這也就要求材料是不能

       帶菌的。從田間或者是溫室切取材料的時(shí)候，要選健壯、沒(méi)有病蟲(chóng)

       的柱體作為母株，選擇分生能力強(qiáng)的部位，這樣有利于培養(yǎng)時(shí)的生

       長(zhǎng)。用濃度為70%的酒精，將其浸泡10-15〃進(jìn)行消毒，之后用無(wú)

       菌水沖洗兩次，再進(jìn)行3-15分鐘的氯化汞浸泡，再用無(wú)菌水進(jìn)行

       3-4次的沖洗。以上這些操作均要求在無(wú)菌環(huán)境下進(jìn)行。這些材料

       表面經(jīng)過(guò)滅菌，在用無(wú)菌的濾紙吸掉水分，最后取幾毫米所需的部

       位，然后用解剖針或槍式鑷子將材料接種到培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)。

       3.3 愈傷組織的誘導(dǎo)

       將健壯、五病蟲(chóng)的花卉植株作為母株，并種植在室內(nèi)或溫室的經(jīng)

       過(guò)消毒的培養(yǎng)基上，在2-4星期之后，采取母株上剛生長(zhǎng)的莖頂或 者芽體，用清水洗滌干凈，再用濃度為70%的酒精進(jìn)行15-30秒的

       表面消毒，再用1.0g/升的升汞溶液進(jìn)行10分鐘左右的消毒，然后，

       用無(wú)菌水進(jìn)行5-7次的沖洗，再在超凈臺(tái)上，用無(wú)菌濾紙吸收材料

       表面的水分，再取大小適當(dāng)?shù)那o尖或芽體放在培養(yǎng)基中，將培養(yǎng)的

       溫度控制在23℃-27℃之間，光照10-14小時(shí)/天，光照強(qiáng)度為

       1000-2000勒克斯。

       3.4 芽的分化及增殖

       將初代培養(yǎng)產(chǎn)生的芽叢轉(zhuǎn)入增殖培養(yǎng)基中進(jìn)行繼代培養(yǎng)，每瓶放

       置3-4個(gè)芽叢，經(jīng)過(guò)3-4周的培養(yǎng)可獲得由30-40個(gè)腋芽形成的芽

       叢及植株。

       3.5 壯苗生根培養(yǎng)

       不定芽經(jīng)過(guò)繁殖之后，要將其轉(zhuǎn)移到不含任何細(xì)胞分裂素、不含

       任何激素、只好定量的生長(zhǎng)素的培養(yǎng)基中，對(duì)其進(jìn)行誘導(dǎo)生根，培

       養(yǎng)4周后，可長(zhǎng)成約4-5cm高并有5-6條根的健壯苗。

       3.6 試管苗的馴化與移栽

       馴化的目的在于提高試管苗對(duì)外界環(huán)境條件的適應(yīng)性，提高光合

       作用的能力，促使試管苗健壯，最終提高試管苗的成活率。移栽生

       根苗是組織培養(yǎng)育苗的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，只有保證移栽的成活，才能

       使快速育苗的目的達(dá)到。在對(duì)已經(jīng)生根的瓶苗進(jìn)行煉苗的時(shí)候，要

       注意溫度與光線的控制。將瓶子的位置經(jīng)常做調(diào)整，以利于各個(gè)方向的均勻受光，在2-3天之后，可以將瓶蓋擰松，以便空氣的進(jìn)入，

       增強(qiáng)瓶苗對(duì)自然環(huán)境的適應(yīng)度，提高瓶苗的抗逆力。在瓶苗長(zhǎng)到一

       定大小即真葉5-6片或者苗高4-5cm、帶有4-5條根的時(shí)候，將組

       培苗進(jìn)行開(kāi)瓶煉苗，將苗上的培養(yǎng)基清洗掉，移栽至保水、透氣性

       好的基質(zhì)或者苗床上。比較理想的基質(zhì)是蛭石，將蛭石、河沙與園

       土等按照一定的比例混合。組培苗移栽后初期適宜在適溫、適濕的

       環(huán)境下生長(zhǎng)，并逐漸增加其對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)能力。進(jìn)行7-10天

       的煉苗后，再進(jìn)行移植，剛移植的一個(gè)星期之內(nèi)，采用薄膜覆蓋與

       噴霧澆水的方式來(lái)保持濕度，并將50%-60%的陽(yáng)光進(jìn)行遮擋，再將

       經(jīng)過(guò)2-3星期馴化的試管苗移植在培養(yǎng)土中。由于組培苗的組織非

       常幼嫩，以及抗逆力不強(qiáng)的原因，在移植的過(guò)程中易滋生雜菌，甚

       至可能造成死亡的后果，所以在生長(zhǎng)期的整個(gè)過(guò)程中，每隔7-10

       天就要換一次殺菌劑進(jìn)行殺菌預(yù)防，并且可以用濃度為0.1%的多菌

       靈進(jìn)行洗根，洗根后再用來(lái)澆水，這樣就可以減少雜菌在首次幼苗

       移栽的時(shí)候的危害。

       4 花卉組織培養(yǎng)中易出現(xiàn)問(wèn)題

       4.1 試管苗的玻璃化

       在形態(tài)解剖特征上玻璃苗表現(xiàn)為半透明狀，莖尖頂端分生細(xì)胞較

       小，葉表面缺少角質(zhì)層蠟質(zhì)，沒(méi)有功能性氣孔，不具有柵欄組織，

       僅有海綿組織；莖葉的細(xì)胞體積大；液泡化程度高；肥質(zhì)稀??；細(xì)

       胞核變??；細(xì)胞沒(méi)有明顯長(zhǎng)軸。生理化特征上：細(xì)胞過(guò)度含水；還原糖、蔗糖、k、ca和cl離子濃度高；木質(zhì)素、葉綠素、蛋白質(zhì)、

       肌醇、fe和cu的濃度明顯較低。由于其組織畸形，吸收養(yǎng)料與光

       合器官的功能缺失，分化能力也下降了很多，所以對(duì)于繼續(xù)用作培

       養(yǎng)基是很困難的，也很難移栽成活。眾多的研究表明，影響玻璃化

       發(fā)生的因素有材料的差異、激素的濃度、瓊脂的濃度、環(huán)境的溫度

       等等。對(duì)于玻璃化有一些有效的措施被提出，比如控制光照時(shí)間，

       大多數(shù)植物在每天10-12h為宜；將瓊脂的濃度控制在0.8%，并要

       在事前就除去雜質(zhì)；將培養(yǎng)容器的相對(duì)溫度提高，并用透氣的封口

       膜進(jìn)行封口，將培養(yǎng)基中的激素比例調(diào)配得當(dāng)。

       4.2 褐變現(xiàn)象

       花卉在進(jìn)行組培的過(guò)程中分生褐變現(xiàn)象的原因是，建立外植體無(wú)

       菌系的時(shí)候，傷害到了切口附近的細(xì)胞，使酚類化合物與多酚氧化

       酶的分離狀態(tài)遭到了破壞，二者相遇，形成醌類物質(zhì)，這種致死性

       的褐化物不但向外擴(kuò)散致使培養(yǎng)基逐漸變成褐色，而且還會(huì)抑制其

       他酶的活性，嚴(yán)重影響外植體的脫分化和器官分化，再與蛋白質(zhì)聚

       合，致使組織代謝紊亂、組織生長(zhǎng)停滯，到最后衰老死亡。褐變的

       影響因素有很多，像品種的基因類型、部位的大小、取材時(shí)間等等，

       對(duì)于這些影響和褐變的因素，可以采取一些措施來(lái)控制組培過(guò)程中

       的褐變，比如選取外植體時(shí)要選取幼齡的，控制培養(yǎng)溫度和光照強(qiáng)

       度，培養(yǎng)基中添加抗氧化劑、吸附劑，降低無(wú)機(jī)鹽濃度等。

       總之，植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅在產(chǎn)業(yè)上具有重要作用，而且對(duì)于細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)等研究也是一個(gè)極為重要的手

       段。同時(shí)它具有培養(yǎng)條件可以人為控制、生長(zhǎng)周期短、繁殖率高、

       管理方便，利于工廠化生產(chǎn)和自動(dòng)化控制等特點(diǎn)，因此，必將為我

       國(guó)的花卉產(chǎn)業(yè)帶來(lái)積極的推動(dòng)作用。

       參考文獻(xiàn)

       [1]植物組織培養(yǎng).中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2002.

       [2] 名優(yōu)花卉組織培養(yǎng)技術(shù).北京:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,2001.

文庫(kù)上傳者：xueshu99