浅谈植物组织培养在农业中的应用

杨冉冉

济宁市技师学院 山东济宁 272000

植物组织培养指从植物体中分离出满足需要的组织。植物体的任何一个细胞都有长成完整个体的潜在能力，人们利用植物组织培养技术快速获取优良植物株系，为植物组织培养提供了新的思路和方法。近年来，生物技术学科发展较快，植物组织培养技术得到迅速发展和推广，在农业中广泛应用。如何优化植物组织培养技术是当前植物组织培养关注的焦点。因此，探索植物组织培养技术的现状及发展趋势具有十分重要的现实意义。

1 植物组织培养技术原理

1902年，德国科学家Haberlandt预测植物细胞具有全能性：植物体的全部遗传信息存在于每一个植物细胞中，因此任何一个植物细胞都有可能发育成为一棵新植株。此后，无数植物学家献身研究，证实了此假说的正确性，并使植物组织培养技术诞生并迅速发展起来。植物组织培养是在指无菌环境中、适宜条件下，在培养基上培养植物的外植体并使其分化、发育成一个新植株。此技术有两个重要的过程：脱分化和再分化。所谓脱分化是指已经停止分化或分化程度高的细胞在适宜的培养条件下获得再次分裂分化的能力，形成愈伤组织是脱分化成功的标志。而后者是指愈伤组织在适宜的诱导条件下，发育成组织、器官、完整植株。随着科学技术的进步与发展，植物组织培养技术现已成熟应用于育种、遗传学、植物生理学、植物病理学等多个生物学研究领域；除此之外，医药、农业、园林、工业等行业的发展也离不开组织培养技术的发展。因此，组织培养技术已经渗透于多个领域，现简单综述其应用研究进展。

2 植物组织培养技术的基本内涵

2.1 植物组织培养技术的定义

组织培养技术是在人为创造的无菌条件下，将生活的离体器官（如根、茎、叶、茎段、原生质体）、组织或细胞置于培养基内，并放在适宜的环境中进行连续培养，以获得细胞、组织或个体的技术。这种技术在基础理论研究和生产时间中的作用与日俱增，已广泛应用于农业和生物、医药的研究。

2.2 植物组织培养技术的原理

植物组织培养的原理是细胞全能性。细胞全能性是指高度分化的植物体细胞具有全能性，细胞经分裂和分化后，均具有同样的或基本相同的成套的遗传物质，只不过在特定条件下才会表达，如一定营养的物质、激素和其他适宜条件。组织培养基于此原理诱导形成愈伤组织，帮助伤口愈合，在伤口表面新生的组织，再在愈伤组织上形成新的丛生芽。

2.3 植物组织培养技术的要点

植物组织培养技术要把握好四个关键点。（1）愈伤组织的培养条件必须无菌，避免微生物的侵入。（2）刚生长不久的茎尖、芽尖，从茎尖生长点出现新的叶原基后，还没有受到病毒的浸染。（3）组织能培养成植株，细胞分化程度有高低之分，但植物细胞全能性不变。（4）组织培养中光照也是重要的条件之一，完成接种工作后，在培养室中培养时就需要光照条件，一般在光照（日光灯照射），温度（30℃）中培养。

3 植物组织培养在农业中的应用

3.1 无病毒苗培育

植物在生长过程中都会受到病毒的危害，其病毒种类可达到500种以上，有些植物可能会受到不止一种病毒的危害，这些病毒给农业生产带来了极大的危害。但由于病毒在植物体内分布不均匀，人们可通过取无毒、或病毒含量较少的幼嫩组织或器官进行培养，从而有可能得到无病毒苗。目前，应用植物组织脱毒技术已在无性繁殖的农作物、果树、蔬菜等许多植物的常规生产中得到应用，提高了产量或恢复了原品种的优良性状。

3.2 快速繁殖育苗

快速繁殖技术是植物组织培养在生产上应用最广泛也最有效的一项技术。植物组织培养尤其具有生长繁殖快，繁殖周期短，同时又不受环境、季节、气候的影响，为快速得到农作物提供了一条新的途径。不仅如此，快速繁殖育种技术还可用于濒危植物的保护，新品种的培育等诸多方面。目前，我国已有少数植物实现快速繁殖育种技术的应用，试管苗已形成产业化并大量涌现国际市场。

3.3 花粉、花药及单倍体育种

花粉培养可以获得单倍体植株，经染色体加倍后可得到纯合植物，可缩短育种年限，加快育种进程，这使得单倍体育种成为一种新兴的育种方式。其培育获得的纯合植株不仅缩短了育种进度，同时还可以通过选择突变株，使植物获得更多的优良性状，具有更多的抗逆品质，也可扩大植物的生长范围。目前，我国在烟草、小麦、水稻等作物育成新品种上处于领先地位。

3.4 远缘杂交育种

在植物种间杂交或种以上的远缘杂交中，受精后障碍导致杂交不育给远缘杂交带来了许多困难。采用胚、子房、胚珠培养和试管授精等手段，可以使杂交胚正常发育并成功培养出杂交后代，通过无性系繁殖获得数量多、性状一致的群体。这种方法在育种实践中早已被采用。

3.5 次生代谢产物的生产

植物中存在许多人工难以合成但具有显著药用或经济价值的特殊物质。由于环境恶化和人类需求量的日益增大，许多植物资源正面临着枯竭的危险。利用植物组织培养或细胞大规模培养来生产人们所需要植物所特有的产物，受到了世界许多国家和科学工作者的极大重视，并取得了不俗的成绩。

3.6 植株去毒

植物组织培养技术的另一个重要应用是植株去毒、快速繁殖。众所周知，微生物无处不在，在大自然中生长的植物不可避免地会遭受到病毒的侵害，自然灾害或人为原因都有可能造成植物死亡，导致农作物、经济作物欠收，损失严重。传统的农药、杀菌剂等化学药物虽能达到一定的杀菌效果，但由于有机化合物含有有毒物质，对环境不友好，甚至会造成土壤、水体污染，植物体内农药残留的结果。而利用组织培养技术就能及时解决病毒带给植物的伤害，并且避免了污染。

4 结语

植物组织培养技术的研究任重道远。现阶段，虽然在转基因育种、种质资源离体保存、植物脱毒和快速繁殖、植物育种等方面得到了应用，取得了一定成效，植物组织培养技术得到了提升，在农业应用上取得极大进步。但植物组织培养仍然处于发展阶段。