摘要：植物组织培养在过去的40多年中得到了迅速的发展，已

       渗透到生物学科的各个领域，成为生物工程技术中的一个重要组成

       部分和基本研究手段之一。现如今，植物组织培养技术具有保持花

       卉优良性状、培育脱毒苗木、保存种质资源等优势，因而在花卉种

       苗繁殖生产中得到广泛应用。

       关键词：植物组织培养；组织栽培；花卉

       植物栽培技术虽然发展比较晚，但是在经过20世纪后的几十年，

       经过众多科学家的努力与奋斗，这项技术越来越完善，越来越成熟。

       尤其近40年以来，植物组培技术已渗透到植物生理学、病理学、

       遗传学、药学、育种以及生物化学等各个研究领域，为快速繁育优

       良品种，培育无毒苗木，进行突变筛选培育，药用植物工厂化生产，

       种质保存和基因库建立等方面开辟了新途径，成为生物学科中的重

       要研究技术和手段之一。现如今，植物组织培养技术具有保持花卉

       优良性状、培育脱毒苗木、保存种质资源等优势，根据这些优势，

       植物栽培技术也被广泛应用于花卉的种苗繁殖与生产之中。

       1 花卉领域中组织栽培优势

       1.1 快速、大量繁殖优良品种

       由于组织培养法繁殖作物的突出特点是快速，因此，对一些繁殖

       系数低、不能用种子繁殖的“名、优、特、新、奇”等品种的繁殖，

       意义更大。因为材料的单一个体性，所以遗传现状也是一致的，那 么在试验与生产整个过程中就能够达到微型化与精密化，既节约了

       人力与物力，又能够更好的对培养基的成分、温度与湿度、光强度

       与光质以及光周期进行有效控制，整年都可进行试验与生产，所以

       在花卉培养方面的应用能够迅猛发展。通过离体的快速繁殖，加上

       不受区域气候条件的影响，可以进行脱毒苗、新育成以及新引进，

       还有稀缺语种与基因工程等等，较常规快数万乃至数十万数百万倍

       的速度扩展增大繁殖，以提供更多的优质种苗。

       在花卉的育种过程中，通过杂交与选种，增加了花卉品种种类与

       花卉的颜色种类，以满足更多人们的需求。与此同时，却带来了一

       些问题，由于子代很难有均一的变现造成基因类型的异质化太高。

       可以根据需要选择优良性较高的植株加以分生，这样就可以得到与

       母株一模一样的植株，其原因是组织栽培育苗是由母株的组织或者

       器官等发展的，能够保持母株的全部特征，包括花的形状、颜色，

       植株的形状，抗逆性等等。

       1.2 脱毒苗木的培育

       植物脱毒是目前植物组织培养应用最多最有效的一个方面。由于

       观赏性的植物一般采用营养繁殖，比如在利用嫁接、分株等方法繁

       殖时，病菌很容易由营养体、刀具或者土壤等传给下一代，这样就

       加快了病毒的传播与积累，以至于病毒病对植物的危害也就随之变

       严重。据相关统计表明，观赏性的植物的病毒已高达百种，并呈逐

       年递增的趋势。观赏植物应得了病毒病，而对观赏价值造成了严重的影响，像百合、康乃馨等植物的鳞茎、球茎严重退化，兰科植物

       的花变得小且少，而且造成花朵的畸形等，这些问题对其观赏价值

       造成了影响，甚者可以导致其品种的灭绝，在一定程度上制约了其

       发展，这也是我国花卉不能走出国门、迈向世界的重要原因之一。

       从长时间生产中可以得出，植物组织栽培技术可有效地去除植物体

       内的病毒。病毒在感病植物体内的分布不均匀，其数量也随部位与

       年龄的不同而不同，在靠近茎尖顶端的区域，越靠近病毒的浓度就

       越低。因为分生区域内无维管束的原因，病毒的传递只能靠细胞间

       的联系进行，比不上细胞分裂的速度与生长速度，所以在植株生长

       点附近的病毒数量是非常稀少的。鉴于以上原因，在进行茎尖培养

       时，在保证茎尖成活的前提下，茎尖越小越好，太大的话对于脱毒

       有很大的影响，种类不同的植物与病毒，在切取茎尖的时候，大小

       也不相同，一般来说是带一两个叶原基的0.2-0.5mm大小的茎尖。

       1.3 保存种质资源

       花卉生产是在现有种质资源的基础上进行的，由于自然灾害和生

       物之间的竞争以及人类活动对大自然的影响，已有相当数量的植物

       物种在地球上消失或正在消失。具有独特遗传性状的生物物种的绝

       迹是一种不可挽回的损失，而通过组织培养，可保持母本的一切遗

       传特性，并大大节省人力、物力的同时，又能延长保存期，以作为

       种质资源未能突变与流失的保证。

       2 花卉组培的途径       

       2.1 胚状体

       在组织培养中，再生植株可通过与合子胚相似的胚胎发生过程，

       即形成胚状体，再由胚状体发育成大量植株。一品红、玉兰等通常

       采用此途径进行繁育。

       2.2 生长点

       茎尖或者是侧芽经过诱导而形成大量腋芽，进而获得幼小植株。

       通过这个途径进行花卉组培发生变异的概率很小，品质比较均匀，

       一般都采用这种途径。

       2.3 愈伤组织

       愈伤组织途径是外植体在经过生长调节剂的处理，先形成愈伤组

       织，之后经器官分化成芽体，以大量繁殖，这种途径比其他两种途

       径都更易变异。

       3 花卉组织培养的阶段

       3.1 外植体材料的选取

       无论是离体培养繁殖种苗，还是进行生物技术研究，培养材料的

       选择都要从主要的植物入手。选取性状优良的种质或特殊的基因

       型。对材料的选择要有明确的目的，具有一定的代表性，以提高成

       功的几率，增加其实用的价值。对于许多种子植物，茎尖是最好的

       选择部位，但是由于被才材料来源所限制，所以选择茎段，并且叶

       片的材料来源很丰富，所以其利用也是非常普遍的。对于较难培养

       的植物来说，子叶与下胚轴是很好的选择。进行选材的时候，应该选取携带菌少、生长时间较短、生长较旺盛的材料，同时还要注意

       选材的时期，一般在植物开始生长的时候进行采样，其他时候不利

       于组织的培养。花药培养应在花粉发育到单核期时取材，这时比较

       容易形成愈伤组织。对于器官的状态也有影响，花卉主轴越往上的

       部位，经过组织培养而形成的器官，生长时间越短，且比较容易形

       成器官。

       3.2 材料的灭菌消毒处理

       一般采取的预处理方法是，先对植物组织进行修整，去掉不需要

       的部分，将准备使用的植物材料在流水中冲洗干净。经过预处理的

       植物材料，其表面仍有很多细菌和真菌，因此还需进一步灭菌处理。

       花卉植物组织的培养进行的是无菌的培养，这也就要求材料是不能

       带菌的。从田间或者是温室切取材料的时候，要选健壮、没有病虫

       的柱体作为母株，选择分生能力强的部位，这样有利于培养时的生

       长。用浓度为70%的酒精，将其浸泡10-15〃进行消毒，之后用无

       菌水冲洗两次，再进行3-15分钟的氯化汞浸泡，再用无菌水进行

       3-4次的冲洗。以上这些操作均要求在无菌环境下进行。这些材料

       表面经过灭菌，在用无菌的滤纸吸掉水分，最后取几毫米所需的部

       位，然后用解剖针或枪式镊子将材料接种到培养瓶内。

       3.3 愈伤组织的诱导

       将健壮、五病虫的花卉植株作为母株，并种植在室内或温室的经

       过消毒的培养基上，在2-4星期之后，采取母株上刚生长的茎顶或 者芽体，用清水洗涤干净，再用浓度为70%的酒精进行15-30秒的

       表面消毒，再用1.0g/升的升汞溶液进行10分钟左右的消毒，然后，

       用无菌水进行5-7次的冲洗，再在超净台上，用无菌滤纸吸收材料

       表面的水分，再取大小适当的茎尖或芽体放在培养基中，将培养的

       温度控制在23℃-27℃之间，光照10-14小时/天，光照强度为

       1000-2000勒克斯。

       3.4 芽的分化及增殖

       将初代培养产生的芽丛转入增殖培养基中进行继代培养，每瓶放

       置3-4个芽丛，经过3-4周的培养可获得由30-40个腋芽形成的芽

       丛及植株。

       3.5 壮苗生根培养

       不定芽经过繁殖之后，要将其转移到不含任何细胞分裂素、不含

       任何激素、只好定量的生长素的培养基中，对其进行诱导生根，培

       养4周后，可长成约4-5cm高并有5-6条根的健壮苗。

       3.6 试管苗的驯化与移栽

       驯化的目的在于提高试管苗对外界环境条件的适应性，提高光合

       作用的能力，促使试管苗健壮，最终提高试管苗的成活率。移栽生

       根苗是组织培养育苗的一个重要环节，只有保证移栽的成活，才能

       使快速育苗的目的达到。在对已经生根的瓶苗进行炼苗的时候，要

       注意温度与光线的控制。将瓶子的位置经常做调整，以利于各个方向的均匀受光，在2-3天之后，可以将瓶盖拧松，以便空气的进入，

       增强瓶苗对自然环境的适应度，提高瓶苗的抗逆力。在瓶苗长到一

       定大小即真叶5-6片或者苗高4-5cm、带有4-5条根的时候，将组

       培苗进行开瓶炼苗，将苗上的培养基清洗掉，移栽至保水、透气性

       好的基质或者苗床上。比较理想的基质是蛭石，将蛭石、河沙与园

       土等按照一定的比例混合。组培苗移栽后初期适宜在适温、适湿的

       环境下生长，并逐渐增加其对外界环境的适应能力。进行7-10天

       的炼苗后，再进行移植，刚移植的一个星期之内，采用薄膜覆盖与

       喷雾浇水的方式来保持湿度，并将50%-60%的阳光进行遮挡，再将

       经过2-3星期驯化的试管苗移植在培养土中。由于组培苗的组织非

       常幼嫩，以及抗逆力不强的原因，在移植的过程中易滋生杂菌，甚

       至可能造成死亡的后果，所以在生长期的整个过程中，每隔7-10

       天就要换一次杀菌剂进行杀菌预防，并且可以用浓度为0.1%的多菌

       灵进行洗根，洗根后再用来浇水，这样就可以减少杂菌在首次幼苗

       移栽的时候的危害。

       4 花卉组织培养中易出现问题

       4.1 试管苗的玻璃化

       在形态解剖特征上玻璃苗表现为半透明状，茎尖顶端分生细胞较

       小，叶表面缺少角质层蜡质，没有功能性气孔，不具有栅栏组织，

       仅有海绵组织；茎叶的细胞体积大；液泡化程度高；肥质稀薄；细

       胞核变小；细胞没有明显长轴。生理化特征上：细胞过度含水；还原糖、蔗糖、k、ca和cl离子浓度高；木质素、叶绿素、蛋白质、

       肌醇、fe和cu的浓度明显较低。由于其组织畸形，吸收养料与光

       合器官的功能缺失，分化能力也下降了很多，所以对于继续用作培

       养基是很困难的，也很难移栽成活。众多的研究表明，影响玻璃化

       发生的因素有材料的差异、激素的浓度、琼脂的浓度、环境的温度

       等等。对于玻璃化有一些有效的措施被提出，比如控制光照时间，

       大多数植物在每天10-12h为宜；将琼脂的浓度控制在0.8%，并要

       在事前就除去杂质；将培养容器的相对温度提高，并用透气的封口

       膜进行封口，将培养基中的激素比例调配得当。

       4.2 褐变现象

       花卉在进行组培的过程中分生褐变现象的原因是，建立外植体无

       菌系的时候，伤害到了切口附近的细胞，使酚类化合物与多酚氧化

       酶的分离状态遭到了破坏，二者相遇，形成醌类物质，这种致死性

       的褐化物不但向外扩散致使培养基逐渐变成褐色，而且还会抑制其

       他酶的活性，严重影响外植体的脱分化和器官分化，再与蛋白质聚

       合，致使组织代谢紊乱、组织生长停滞，到最后衰老死亡。褐变的

       影响因素有很多，像品种的基因类型、部位的大小、取材时间等等，

       对于这些影响和褐变的因素，可以采取一些措施来控制组培过程中

       的褐变，比如选取外植体时要选取幼龄的，控制培养温度和光照强

       度，培养基中添加抗氧化剂、吸附剂，降低无机盐浓度等。

       总之，植物组织培养技术不仅在产业上具有重要作用，而且对于细胞学、遗传学、生理学和生物化学等研究也是一个极为重要的手

       段。同时它具有培养条件可以人为控制、生长周期短、繁殖率高、

       管理方便，利于工厂化生产和自动化控制等特点，因此，必将为我

       国的花卉产业带来积极的推动作用。

       参考文献

       [1]植物组织培养.中国农业出版社,2002.

       [2] 名优花卉组织培养技术.北京:科学技术文献出版社,2001.

文库上传者：xueshu99