《现代生物技术导论》结课论文

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1、现代生物技术导论结课论文国兰生产中的生物技术应用摘要:国兰是我国传统的观赏花卉,深受各国兰友的喜爱,具有广阔的市场前景。但国兰生物技术应用缓慢,高效益、大规模的国兰产业尚未形成。本文对生物技术在国兰中的应用进行了综述。着重阐述了国兰的组织培养技术、分子标记技术及基因工程技术,并对生物技术在国兰产业中的应用前景进行了展望。关键词:国兰;组织培养;分子标记;基因工程中国兰花,亦称国兰,通常指兰科兰属植物中一部分地生种类,包括春兰(Cymbidiumgoeringii)、蕙兰(C.faberi)、建兰(C

2、.ensifolium)、墨兰(C.sinense)、寒兰(C.kanran)、莲瓣兰(C.tortisepalum)和春剑(C.tongibracteatum)等7个种[1]。洋兰相对于中国兰而言,兴起于西方,主要指一些大花型附生种类,如卡特里亚兰(CattleyaLd.l)、大花蕙兰(C.hybridum)、蝴蝶兰(PhalaenopsisB.l)等[2]。与洋兰花朵硕大、色彩艳丽相比,国兰虽然花小、花少,但色彩清雅并具有独特的香味,深受各国兰友的喜爱,具有广阔的市场前景与价值。近年来,与洋兰的

3、工厂化、市场化程度相比,国兰发展较为缓慢,6其生产技术水平有待提高。因此,对国兰的生物技术研究显得格外重要和引人注目。本文对生物技术在国兰中的应用进行综述,旨在对国兰的产业化和规模化生产提供理论依据。1、组织培养技术国兰在自然状态下繁殖困难,传统的分株繁殖周期长且繁殖率低。我国国兰组培始于20世纪60年代后期,经过多年的探索与研究,国兰组培技术正在不断地完善与创新。目前春兰、建兰、蕙兰、墨兰、寒兰等国兰组培已获得成功。国兰组织培养主要从两方面进行,即通过种子非共生萌发及茎尖、侧芽和花芽等外植体培养[

4、3]。1.1种子非共生萌发兰花种子体小量多,且不具备发育完整的胚,自然条件下很难萌发。研究发现,在自然条件下兰花种子需要真菌感染才能萌发,将兰花种子通过无菌进行萌发的方式,为非共生萌发法。Bernard利用眉兰属OphrysL.的块茎配制培养基,成功获得卡德丽亚兰与蕾丽亚兰杂交种子萌发苗,开创了非共生萌发的先例。随着兰花产业的发展,多利用非共生萌发来进行国兰的培育。董芳等研究表明,在培养基中添加真菌诱导子可促进春兰组培物生长量的增加及不定芽的分化[4]。黄磊等用春兰和大花蕙兰的杂交种子,经非共生萌发

5、得到了无菌试管苗[5]。许多实验证实,在国兰种子的非共生萌发中,播种前对种子进行适当处理可以提高种子的萌发率。李丽等发现,改良的1/2MS基本培养基有利于春兰种子的萌发;激素对其影响差异不明显;用10%NaClO(5%活性氯)溶液预处理20min~30min,对种子萌发作用明显[6]。1.2外植体培养春兰、墨兰、建兰均可用茎尖诱导出大量的类原球茎,6类原球茎发育成根状茎后进一步长成幼苗[7,8]。在墨兰中有报道采用花芽等为外植体,但花芽诱导困难。叶片是比较理想的外植体材料,其中以试管苗的幼叶作为外植

6、体培养较好。陈丽等从幼叶的叶尖表皮细胞和叶肉细胞直接培养出体细胞胚,但在30d之内无愈伤组织产生,在经过下一级的培养后分化出幼苗[9]。根作为外植体大多采用根尖为材料,相继在不同兰花中获得成功。另外,还有用花梗作为外植体,但多用于洋兰,国兰中很少使用。王求清等用春兰成年植株的根状茎成功诱导出完整植株[10]。培养基的选择,激素等添加物和外界条件尤为重要。在原球茎的诱导阶段,加生长素如NAA和细胞分裂素对原球茎的诱导有利,加细胞分裂素对原球茎的分化有促进作用;生根诱导时只需生长素即可[11]。吕永杰等

7、认为,在兰花的整个生产过程中,利用半同体培养或液体培养进行原球茎增殖,利用同体培养分化和生根,可增加繁殖系数,降低污染,减少成本,有利于大规模生产[12]。2、分子标记技术由于分子标记与传统应用的常规遗传标记相比具有诸多优点,部分标记在兰花遗传育种中已得到广泛应用。现将分子标记在国兰育种中的应用情况概述如下:2.1遗传图谱的构建遗传图谱的构建是在分子水平进行育种的依据。由于兰科植物变异很大,中间类型多,种的界限不清楚,构建兰科植物的遗传图谱,可进一步应用于品种鉴定、遗传多样性分析、基因定位、植物基因

8、组作图等。谢伟等利用随机扩增多态DNA技术(6RAPD)对兰属的3个品种春兰、春剑、惠兰进行了分析与研究,建立了它们之间的DNA指纹图谱,找到了参试样品的特征谱带,并探讨它们之间的亲缘关系[13]。2.2遗传多样性和物种亲缘关系遗传多样性是物种长期进化的结果,这对人工培育新型兰花品种,提高兰花质量等工作指明了一个方向。其中,RAPD技术多用于评价和比较种内、种间遗传变异。谢伟等利用RAPD技术对兰属7个种的9个品种的遗传多样性和亲缘关系进行分析。选择6个引物检测64个