植物組培技術的過程
用植物組織培養(yǎng)的方法進行快速繁殖(rapidpropagation)是生產(chǎn)上最有潛力的應用,包括花卉觀賞植物、蔬菜、果樹、大田作物及其他經(jīng)濟作物??旆奔夹g不受季節(jié)等條件的限制,生長周期短,而且能歲畢唯使不能或很難繁殖的植物進行增殖。
快速繁殖可用下列手段進行:通過莖尖、莖段、鱗莖盤等產(chǎn)生大量腋芽;通過根、葉等器官直接誘導產(chǎn)生不定芽;通過愈傷組織培養(yǎng)誘導產(chǎn)生不定芽。試管快速繁殖應用在下列生產(chǎn)或研究中:(1)繁殖雜交育種中得到的少量雜交種,以及保存自交系、不育系等。(2)繁殖脫毒培養(yǎng)得到的少量無病毒苗。(3)繁殖生產(chǎn)上急需的或種源較少的種苗。由于組織培養(yǎng)周期短,增殖率高及能全年生產(chǎn)等特點,加上培養(yǎng)材料和試管苗的小型化,這就可使有限的空間培養(yǎng)出大量的植物,在短期內培養(yǎng)出大量的幼苗。組織培養(yǎng)突出的優(yōu)點是“快”,通過這一方法在較短時期內迅速擴大植物的數(shù)量,以一個莖尖或一小塊葉片為基數(shù),經(jīng)組織培養(yǎng)一年內可增殖到10 000~100 000株。 植物在生長過程中幾乎都要遭受到病毒病不同程度的危害,有的種類甚至同時受到數(shù)種病毒病的危害,尤其是很多園藝植物靠無性方法來增殖,若蒙受病毒病,代代相傳,越染越重,甚至會造成極嚴重的后果。自從Morell952年發(fā)現(xiàn)采用微莖尖培養(yǎng)方法可得到無病毒苗(virus free)后,微莖尖培養(yǎng)就成為解決病毒病危害的重要途徑之一。若再與熱處理相結合,則可提高脫毒培養(yǎng)的效果。對于木本植物,莖尖培養(yǎng)得到的植株難以發(fā)根生長,則可采用莖尖微體嫁接的方法來培育無病毒苗。
組織培養(yǎng)無病毒苗的方法已在很多作物的常規(guī)生產(chǎn)上得到應用,如馬鈴薯,甘薯,草莓,蘋果,香石竹,菊花等。而且已有不少地區(qū)建立了無病毒苗的生產(chǎn)中心,這對于無病毒苗的培養(yǎng)、鑒定、繁殖、保存、利用和研究,形成了一個規(guī)范的系統(tǒng)程序,從而達到了保持園藝植物的優(yōu)良種性和經(jīng)濟性狀的目的。 植物組織培養(yǎng)過程中往往存在大量的變異,這種變異稱為體細胞無性系變異。具有如下特點:
1.變異的無方向性:既有有利的變異,也有有害的變異既有形態(tài)變異,也有生理變異。
2.變異的普遍性:變異在組織培養(yǎng)中經(jīng)常發(fā)生,出現(xiàn)在組織培養(yǎng)的各個時期。既有數(shù)量性狀變異,又有質量性狀變異。既有農(nóng)藝性狀變異,又有經(jīng)濟性狀變異;既有表型變異,又有生理變異。與自然變異與輻身誘變相比,體細胞無性系變異廣泛而普遍數(shù)敏。且易于獲得純合個體。
3.植物體細胞無性系變異的類型:一類為可遺傳變異,主要是由于遺傳物質的變化引起的(尤以基因突變?yōu)橹鳎?。另一類是不可遺傳的變異,為生理型變異。往往是由于培養(yǎng)過程中外加的激素及其它化學物質的刺激引起。如葉形、育性等。
4.引起植物體細胞無性系變異的原因:激素的刺激為主要原因。高濃度的GA和IAA,會造成畸形胚的高頻發(fā)生,TDZ可使植株產(chǎn)生白乎培化苗或玻璃化植株。2,4-D則使培養(yǎng)細胞發(fā)生染色體數(shù)量變化。隨培養(yǎng)時間的延長,染色體變異頻率升高,變異的性狀和范圍手擴大。
5.植物體細胞無性系變異的利用價值及途徑:它是一種重要的遺傳變異來源,是一種重要的遺傳資源。對于育種有重要的應用價值。 用植物組織培養(yǎng)技術保存種質具有以下優(yōu)點:
(1)在較小的空間內可以保存大量的種質資源。
(2)具有較高的繁殖系數(shù)。
(3)避免外界不利氣候及其他栽培因素的影響,可常年進行保存。
(4)不受昆蟲、病毒和其他病原體的影響。
(5)有利于國際間的種質交換與交流。 大多數(shù)植物遺傳轉化方法需要通過植物組織培養(yǎng)來進行。
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