植物组织培养发展概况

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1、植物组织培养发展概况张高翔 　　摘要：植物组织培养是以植物细胞、组织、器官为研究对象，运用工程学原理，利用人工培养基按照预定目标，对植物的器官、组织、细胞和原生质体进行培养，改变生物性状，生产生物产品，为人类生产和生活服务的一门综合性技术科学，也是现代生物技术的核心技术之一。在植物的优良品种快速繁殖、脱毒苗木生产、缩短育种进程、种质资源保存等方面具有其它技术无法比拟的优势。 　　关键词：植物组织培养；技术与理论的发展；优良品种 　　中图分类号：Q944.6文献标识码：A文章编号：1674-0432-08-0025-1 　　植物组织培养的主要研究内容是：在无菌及离体条件下，

2、细胞、组织、器官所需营养条件和环境条件；细胞、组织、器官的形态发育规律，植物材料的快速大量繁殖方法；原生质体融合方法与机理；再生个体的遗传变异；种质资源的离体保存机理与方法；通过植物细胞工程实现对动植物的遗传改造，创造新的生物种质，为人类造福。 　　20世纪30年代末至40年代初，美国的怀特(White)等进行了番茄根尖离体培养，建立了可以继代培养的第一个无性系，并且首先成功地设计了进行植物组织培养的综合培养基，确定了植物组织培养的基本方法。1904年，Hanning最先在含有无机盐溶液及有机成分的培养基上成功地培养了胡萝卜和辣根菜的胚，结果发现离体胚也可充分发育，并有提早萌发

3、形成小苗的现象。40-50年代以后，植物组织培养的研究日趋繁荣。1904年J.Vanoverbeek试用椰子的液体乳加于培养基中，使心形期曼陀罗杂种幼胚培养成功。到50年代初，Steward等在胡萝卜组织培养中也使用了这一物质，从而使椰子汁在组织培养的各个领域都得到了广泛应用。 　　1945年Skoog和崔徽发现，腺嘌呤或腺苷不但可以促进愈伤组织的生长，而且还能解除培养基中生长素对芽形成的抑制作用，诱导芽的形成,从而确定了腺嘌呤与生长素的比例是控制芽和根形成的主要条件之一。1956年Miller等在鲱鱼精子DNA中分离出一种有高度活力的促进细胞分裂和芽形成的物质，鉴定了结构式，

4、并命名为激动素,这是带有呋喃环的腺嘌呤，其活力超过腺嘌呤约3万倍。现在，具有和激动素类似活性的合成的或天然的化合物已有许多种，总称为细胞分裂素。细胞分裂素类的发现和应用，大大推动了组织培养技术的发展，成为50年代此领域的一大突破。应用细胞分裂素类物质就有可能诱导已经成熟和高度分化的组织的细胞进行分裂。 　　1952年法国的G.Morel和Martin首次证实，通过茎尖离体培养，可以由感染病毒的大丽花中获得去病毒植株。1953年W.H.Muir发明了用要摇床振荡的液体培养，使烟草愈伤组织破碎，形成由单细胞和小细胞聚集体的细胞悬浮液，即细胞悬浮培养技术。1957年,Skoog和Mi

5、lle提出了器官形成的激素控制理论，提出细胞分裂素与生长素的比例与绝对含量，调控着根和芽的分化，当二者比值高时促进茎芽的分化，低时促进生根，比值适中时组织则倾向于一种无结构的方式生长。1958-1959年间，J.Reiner和F.C.Steward分别报道由胡萝卜愈伤组织的单细胞，经悬浮培养产生了大量的胚状体和幼苗。这是一种不同于通过芽和根的分化而形成植株的再生方式。 　　60年代后，植物组织培养即开始走向大规模的应用阶段，同时研究工作也更加深入和扎实。通过与常规育种、良种繁育和遗传工程技术相结合，在植物改良中发挥了重要的作用，并且在若干方面已经取得了可观的经济效益。1960年

6、G.Morel采用兰属的茎尖培养，实现了去病毒和快速繁殖两个目的。这是经过茎尖-原球茎-小植株的方式而再生的，成为植株再生的第四种方式。1971年T.Takebe等首次报道由烟草原生质体通过细胞壁再生、细胞分裂等过程再生出了完整的植株，证实了原生质的全能性。1972年P.S.Carlson等完成了粉蓝烟草和长花烟草的原生质体融合，实现了体细胞杂交。 　　70年代初期开始，我国掀起了单倍体育种的高潮，约有上千个机构和小组从事小麦、水稻、烟草、玉米、三叶橡胶等各种作物的花药花粉培养，并取得了一批有意义的成果。目前我国在原生质体培养、体细胞杂交、突变体筛选、去除病毒、次生代谢物发酵生

7、产、人工包装超级种子等方面都有了进步。 　　组织培养应用已涉及观赏植物、果树、农作物、林木、药用植物、工业原料植物等方面，人们以组织培养技术为手段，对植物的快繁与脱毒、种质保存、次生物质生产、细胞工程和基因工程等生物技术育种以及遗传学和生物学基础理论进行了广泛的研究。 参考文献 　　[1]王得元,何晓明,王鸣编著.蔬菜生物技术概论[M]. 　　[2]曹孜义,刘国民.实用植物组织培养教程[M].中国农业出版社,2002,36-38. 　　[3]潘瑞帜,董愚得.植物生理学[M].兰州:甘肃科学