植物组织培养的应用及发展前景.docx

植物组织培养技术应用及进展摘要：本文综述了植物组织培养理论的发展重点论述其再脱毒、快繁、育种与有机化合物工业生产以及种质资源的保存等方面的应用并对应用的前景作简单的展望。关键词:植物组织培养；应用；进展中图分类号：Q943.11.理论起源19世纪30年代德国植物学家施莱登和德国动物学家施旺创立了细胞学说根据这一学说如果给细胞提供和生物体内一样的条件每个细胞都应该能够独立生活。1902年德国植物学家哈伯兰特在细胞全能性的理论是植物组织培养的理论基础。1958年一个振奋人心的消息从美国传向世界各地美国植物学家斯蒂瓦特等人用胡萝卜韧皮部的细胞进行培养终于得到了完整植株并且这一植株能够开花结果证实了哈伯兰特在五十多年前关于细胞全能的预言。植物组织培养的简单过程如下：剪接植物器官或组织——经过脱分化（也叫去分化）形成愈伤组织——再经过再分化形成组织或器官——经过培养发育成一颗完整的植株。植物组织培养的大致过程是：在无菌条件下将植物器官或组织（如芽、茎尖、根尖或花药）的一部分切下来用纤维素酶与果胶酶处理用以去掉细胞壁使之露出原生质体然后放在适当的人工培养基上进行培养这些器官或组织就会进行细胞分裂形成新的组织。不过这种组织没有发生分化只是一团薄壁细胞叫做愈伤组织。在适合的光照、温度和一定的营养物质与激素等条件下愈伤组织便开始分化产生出植物的各种器官和组织进而发育成一棵完整的植株。植物组织培养即植物无菌培养技术又称离体培养是根据植物细胞具有全能性的理论利用植物体离体的器官如根、茎、叶、茎尖、花、果实等）组织（如形成层、表皮、皮层、髓部细胞、胚乳等）或细胞（如大孢子、小孢子、体细胞等）以及原生质体在无菌和适宜的人工培养基及光照、温度等人工条件下能诱导出愈伤组织、不定芽、不定根最后形成完整的植株的学科2.植物组织培养发展简史植物组织培养是20世纪30年代初期发展起来的一项生物技术。它是在人工配制的培养基上于无菌状态下培养植物器官、组织、细胞、原生质体等材料的方法。植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础。20世纪初曾有人提出能否将植物的薄壁细胞培养成完整植株？研究者从胡萝卜根的韧皮部取下一块组织并在液体培养基中培养使其分化出了愈伤组织从愈伤组织又得到胚状体胚状体转移到固体培养基上继续培养后获得了完整的胡萝卜试管植株。经过栽培此植株能够正常生长并开花结果其种子繁衍出来的后代与正常植株的种子所繁衍出的后代别无二致。根据此实验可以得出以下结论：即不经过有性生殖过程也能将植物的薄壁细胞培养出与母体一样的完整植株。由于植物的每个有核细胞都携带着母体的全部基因故在一定条件下它们均能发育成完整植株这就是所谓的植物细胞全能性。科学家在植物激素对器官建成及改进培养基配方等方面所取得的成果极大地推动了组织培养技术的发展使这项技术可以实际应用于快速繁殖、品种改良等方面。20世纪50年代初期法国科学家利用组织培养技术成功地脱除了染病大丽花植株所携带的病毒从而为脱毒苗的生产提供了一种可行的途径。现在凭借组织培养技术来脱除植物的病毒已经在生产中广泛应用。20世纪50年代中期由于细胞分裂素的发现使组织培养状态下外植体芽的形态建成成为可人为调控的因素从而使在组织培养状况下进行植株再生成为现实。进入60年代以后组织培养技术在基础理论、实际操作方面不断取得进展相继在植物体细胞杂交、单倍体育种、种质资源保存、快速育苗、人工种子制造、次生代谢物生产等方面有了可喜的成果。时至今日组织培养技术已经成为基础坚实、易于掌握、应用面广的一种技术手段。3.在植物脱毒和快速繁殖上的应用3.1脱毒植物脱毒和离体快速繁殖是目前植物组织培养应用最多、最有效的一个方面。很多农作物如马铃薯、甘薯、大蒜等都带有病毒但感病植株并非每个部位都带有病毒White早在1943年就发现植物生长点附近的病毒浓度很低甚至无病毒。如果利用组织培养方法取一定大小的茎尖进行培养再生可获得脱病毒苗再用脱毒苗进行繁殖则种植的作物就不会或极少发生病毒。此法已在马铃薯、草莓等多种植物上获得成功并产生了明显的经济效益。3.2快繁由于运用组织培养法繁殖植物的明显特点是快速每年可以数百万倍的速度繁殖因此对一些繁殖系数低、不能用种子繁殖的名、优、特植物品种的繁殖意义尤为重大。目前观赏植物、园艺作物、经济林木、无性繁殖等作物等部分或大部分都用离体快繁提供苗木试管苗已出现在国际市场上并形成产业化。4、在植物育种上的应用植物组织培养技术对培育优良作物品种开辟了新途径。目前国内外以把植物组织培养普遍应用于作物育种并在以下几个方面取得了较大的进展：4.1单倍体育种单倍体植株往往不能结实在培养中用秋水仙素处理可使染色体加倍成为纯和的二倍体植株这种培养技术在育种上的应用称为单倍育种。单倍体育种具有高速、高效率、基