探究园林植物育种中生物技术的应用与发展

2021-12-06靳凤玲李建胜

花卉 2021年6期

关键词：克隆技术园林植物菊花

靳凤玲，李建胜

（濮阳市园林绿化处，河南濮阳 457000）

0 引言

随着人们生活质量的不断提高，人们越来越注重精神生活方面的享受。在此背景下对园林植物苗木质量的要求越来越高，种类越来越丰富，可是传统园林植物育种技术根本无法满足这一要求。此时就出现了生物育种技术，为园林植物育种提供全方位的保障。

1 生物技术概述

生物技术是近些年出现的一种新型技术，其并不是一种单一的技术，而是涵盖了基因工程、酶工程、发酵工程和细胞工程等多领域的技术，是基于传统技术和现代化技术发展而来的一种综合性技术。传统生物技术在园林植物育种领域的应用主要体现在啤酒发酵和种子选育方面，而现代生物技术则主要体现在细胞生物学、试管核酸和细胞融合方面。相比较而言，现代生物技术体现出更多的应用优势，所以受到了园林育种行业的青睐，对该项技术的合理运用也给人们日常生产生活带来更多的便利，在一定程度上推动整个社会的快速发展[1]。

2 生物技术在园林植物育种中的具体应用

2.1 细胞工程育种技术

细胞工程作为一种现代化生物技术，在园林植物育种工作中发挥十分重要的作用。园林植物细胞工程育种技术主要包括体细胞融合、原生质体培养技术和杂交技术几大类，其中原生质体培养技术应用最为广泛。具体育种操作为：首先根据园林植物特征，对不同的植物细胞进行融合；然后借助细胞分子技术对植物原有的性质实施改变，从而培育出一种新的植物品种。站在生物学角度来分析，动物细胞和植物细胞的一个共同点就是都具有细胞壁，这就给不同种类细胞融合增加了一定的难度。对原生质体培养技术的运用就解决了这一问题，顺利实现不同植物之间细胞的融合，进而培育出新品种植物，不断丰富园林植物种类。

例如，菊花是比较常见的一种园林绿化植物，其不仅具有较高的观赏性，而且商业价值也不菲。借助细胞工程就可以成功实现对菊花的育种，进一步实现脱毒苗、组织培养和大规模繁殖，同时还使菊花的各种优良特性更加稳定。实践证明，细胞工程育种技术在菊花育种过程中体现出非常高的价值。比如可以采取辐射诱变育种方式，但需要筛选一些不稳定的遗传性状[2]。除此之外，化学诱变在菊花育种中也起很重要的作用，通过化学诱变可以改变菊花的叶片形状和叶片颜色。当然杂交技术和体细胞融合技术在园林植物育种中也占据着十分重要的地位。比如，将大籽蒿或者智利喇叭花和菊花进行体细胞融合杂交，对菊花的花色、花形和花茎都能够起到一定的改良作用。

2.2 人工种子技术

人工种子技术在园林植物育种中最大的应用优势就是无须进行划分传播受精就可以培育出新的植物品种，可见该项生物技术的应用彻底打破了以往传统的植物育种方式。如今人工种子技术被广泛应用在园林植物无性繁殖工作中，只要植物自身具备根茎叶，苗株健壮，利用人工种子技术就可以实现品种繁殖，从而大大缩短植物的培育周期。基于该项技术还可以短时间内完成同种植物的大批量繁殖，而且植物育种效率高，质量好，成本低，对后期苗木管理工作的顺利开展也具有一定的积极作用，提升园林植物育种整体成效，推动我国园林事业的科学化和规范化发展。

比如，杜鹃花总状花序包含由5～22 朵花不等，虽然处于不完全开放状态，但是气味也特别芳香，有非常高的园艺价值，所以被广泛应用到园林绿化中。相关学者研究发现，利用人工种子技术对杜鹃花进行育种，可以将无菌环境下生长好的胚状体直接种植到土壤里，这样一来就大大降低培养、移栽和驯化环节所投入的时间和工作量，而且也降低成本投入[3]。但需要注意的是，现阶段人工种子技术在园林植物育种中的应用往往都需要充足的资金作为保障前提，而且人工培养种子没有自然种子稳定性能好，所以还需要我们进一步深入研究，不断提升人工种子技术培育出的种子稳定性，提升园林植物育种效果。

2.3 不定芽技术

绝大多数园林植物的发育芽体（顶芽、腋芽）都生长与植物的茎尖部位或者是叶腋部位，站在生物学角度，可以将这些部位看作是植物芽体生长的特定部位。生物技术的出现和其在园林植物育种过程中的应用改变了这一状况，植物的发育芽体不再只是局限与茎尖和叶腋两个特定位置，在植物的根部和叶部等多个部位也都能够长出芽体，这样的芽体通常被人们称之为不定芽。需要注意的是，并不是说植物的每个部位都可以长出芽体[4]。在具体应用过程中，还是需要满足一些特定条件基础之后才能产生不定芽体。该项技术在园林植物育种中的运用不仅可以增加植物芽体的数量，而且还能够促使其更快生长。不定芽技术在实际运用的时候，最关键的一项内容就是对高浓度6-苯基嗦岭和低浓度生长素的合理应用。实践证明不定芽技术在园林植物育种中取得非常不错的成效，对紫罗兰和兰花的培育不仅保证植物的良好生长状况，而且还有效提高植物的抗病虫害能力。

2.4 基因克隆技术

基因克隆技术其实就是对不同植物之间的基因进行相互移植，或者将人工克隆的植物基因移植到另一种植物体内，通过相互转化基因的方式实现对植物品种的有效改良。在园林植物培养工作中运用基因克隆技术可以快速培育出更加优良的植物品种，促使植物育种工作更加高效开展。

例如，将基因克隆技术应用到园林花卉育种中，通过改变花卉基因结构就可以人为控制花卉的形状和颜色，还可以使株苗开出更多的花朵。将该项技术应用到百合花、非洲菊、玫瑰花和山茶花中，通过改变花色提高其观赏性。除此之外，基因克隆技术还能够达到改变花香的效果，给人带来心旷神怡的感受。提高园林花卉的抗病虫害能力也是基因克隆技术的一大特征，比如，一位英国科学家利用基因克隆技术克隆出的雪花莲凝集素对叶蝉和御蚜虫等害虫都具有很好的抵御能力[5]。再比如，从刺槐和国槐树木中提取并克隆的外源凝集素，对植物真菌类的病害体现出非常好的防御效果，为园林植物的健康茁壮成长提供了良好的保障。另外，在园林植物育种中利用基因克隆技术还可以在一定程度上延长花卉的花期，特别是那些花期比较短的花卉，大大延长了期观赏期，提高观赏价值，但在具体运用过程中必须要对乙烯浓度进行严格把控，其实也就是通过对乙烯合成的控制来延长花期。如今，已经实现在康乃馨等花卉中提取PG 基因、NR 基因、氧化酶基因，即可抑制乙烯合成，延长花期，提升其观赏价值。

2.5 改良植物的离体技术

部分植物较为娇弱，需要在特定的环境才能正常生长，一旦移植到新的环境，需要很长一段时间的适应期，甚至很难存活，更别说在高速发展的现代化城市园林中，想要良好生长更是难上加难。这就需要对此类植物实施改良处理，也就需要用到植物离体技术，即利用离体的细胞和组织进行培养，然后进行人为选择，剔除掉糟粕部分，保留下有益部分，从而有效提高植物的存活率。

3 园林植物育种中生物技术的应用发展

随着科学技术水平的不断提升，生物技术也越来越先进，其在园林植物育种领域体现出非常广阔的前景。在未来一段时间内，在自动化技术和智能化技术大力发展基础之上，生物技术将会取得更好的发展，实现对园林植物品种的有效改良，提高植物生长效率和质量。总体来看，生物技术在园林植物育种行业的发展趋势主要体现在以下三个方面：①实现对现有各类雄性不育基因的彻底改变，大大提高植物的繁殖速度，扩大植物繁殖规模，同时对植物光合作用效率也起到一定的促进作用，为植物的快速生长提供足够的养分，提升园林植物的繁殖能力和生命力；②提高园林植物对新环境的适应能力。近些年我国工业化快速发展，给生态环境造成严重的破坏，各类园林植物生长环境日益恶化，对园林植物育种效果造成严重的不良影响，根本无法保证植物的成活率[6]。通过对现代化生物技术的合理运用，可以改变园林植物的环境适应能力，使植物能够更好地适应多种不同的新环境，促使园林植物的多元化生长；③在一定程度上提高园林植物的抗病虫害能力，使各种园林植物在不同地区不同的环境下都可以很好地发育生长。