淺談植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用及展望
所謂植物細(xì)胞的全能性，指的是無論是植物體細(xì)胞還是其生殖細(xì)胞，都包含該物種的全部遺傳信息，并且每一個植物細(xì)胞都具有發(fā)育成完整植株的潛能。植物組織培養(yǎng)能夠成功就是因?yàn)橹参锛?xì)胞具有全能性。離體的植物組織在適宜的外界溫度，濕度等條件下發(fā)育成完整的植株。植物組織研究領(lǐng)域廣泛，在農(nóng)業(yè)，工業(yè)，林木業(yè)，醫(yī)藥學(xué)方面發(fā)揮著重要作用，在實(shí)際的應(yīng)用中也產(chǎn)生了巨大的商業(yè)價值，前景可觀。
1.植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用
植物組織培養(yǎng)在在人類生產(chǎn)應(yīng)用過程中發(fā)揮著重要的作用，植物的組織培養(yǎng)又稱為離體培養(yǎng)，指從植物體分離出組織、器官、細(xì)胞或原生質(zhì)體等，在無菌條件下接種在含有各種營養(yǎng)物質(zhì)及植物激素的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)以獲得再生的完整植株或生產(chǎn)具有經(jīng)濟(jì)價值的其他產(chǎn)品的技術(shù)。
1.1 植物組織培養(yǎng)在植物育種中的應(yīng)用
(1)單倍體育種。在大多數(shù)的植物中，染色體是成對的，但是在花粉或者是花藥等生殖細(xì)胞中，其染色體數(shù)目是體細(xì)胞數(shù)目的一半，稱之為單倍體。在1974年，我國首次通過花藥技術(shù)培養(yǎng)出第一個作物新品種-煙草品種。利用單倍體培育植株，可以大大縮短育種的年限，并且可以提高對目標(biāo)基因型的選擇效率以及突變育種和誘變育種的效率。單倍體育種為育種學(xué)家開辟了一條方便的途徑，對于育種和遺傳方面的研究有重大的意義。
(2)遠(yuǎn)緣雜種的培育。在遠(yuǎn)緣雜交過程中，受精后會導(dǎo)致雜交不育，但是可以通過子房，胚培養(yǎng)等方法，可以讓雜交胚成功培育出雜交后代，并且獲得植物的種子，從而加快育種的時間。
(3)體細(xì)胞雜交。這是一種創(chuàng)造植物新品種的有效途徑，體細(xì)胞雜交可以實(shí)現(xiàn)不同物種之間基因的交流，改善了植物的品種，甚至創(chuàng)造新的品種。
(4)突變體的培育與篩選。在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)愈傷組織過程中，細(xì)胞很容易受到外界環(huán)境的影響，科學(xué)家可以采用一些X射線，紫外線或一些化學(xué)誘變劑，誘導(dǎo)細(xì)胞突變，快速提高育種的速度，它是一個在細(xì)胞水平上直接改良品種的一個重要途徑。
(5)種質(zhì)資源的保存。植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以用來保存植物種質(zhì)，1975年， Henshaw和Morel首次提出了離體保存的方法。種質(zhì)資源的離體保存就是將離體培養(yǎng)的器官、組織、小植株、細(xì)胞或原生質(zhì)體等材料， 采用延緩或停止其生長的方法保存， 在需要的時候可以恢復(fù)生長的一種方法，可以在資源和人力等方面減少支出。利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)方便長途運(yùn)輸，方便地區(qū)之間的交流，并且還可以用來保存一些無病原體的種質(zhì)資源。
1.2 植物組織培養(yǎng)在脫毒和快速繁殖上的應(yīng)用
(1)在農(nóng)業(yè)不發(fā)達(dá)時期，種植的植物很容易受到病毒感染，給農(nóng)業(yè)造成很大的損失。隨著科技的進(jìn)步，科學(xué)家利用一些病毒含量低，甚至不帶病毒的幼嫩的組織器官進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，大大提高了植物品質(zhì)及產(chǎn)量。
(2)植物的快速繁殖技術(shù)。利用植物組織培養(yǎng)可以快速地在較短的時間內(nèi)培育出大量無毒的幼苗，推動力在林木、園藝等的發(fā)展。
1.3 植物組織培養(yǎng)與次級代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)
一些植物產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物，如天然藥物、香料等，自然條件下植物產(chǎn)生的已經(jīng)滿足不了人類社會發(fā)展的需要，所以可以通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)，培養(yǎng)并篩選出生長快速，產(chǎn)量高的細(xì)胞株系。例如紫杉醇，大規(guī)模利用組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)，獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。目前，利用單細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)，為一些食品生產(chǎn)工廠和飼料加工廠提供了豐富的原材料，創(chuàng)造出巨大經(jīng)濟(jì)和社會效益。
1.4 用于植物病理學(xué)，遺傳方面的研究
植物組織培養(yǎng)技術(shù)為植物的生理，病理，生化，遺傳等方面開辟了一條新的道路。利用花藥或者花粉獲得的單倍體是研究植物遺傳的好材料，并且便于操作。在沒有外界環(huán)境的干擾下，可以對人工培養(yǎng)的植物進(jìn)行抗病性研究，結(jié)果比較可靠。并且，在細(xì)胞水平上進(jìn)行研究，更好的揭示植物抗性的本質(zhì)，從而促進(jìn)病理學(xué)發(fā)展。
1.5 應(yīng)用于發(fā)育生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)研究
在目前，科學(xué)家利用原生質(zhì)體系統(tǒng)，研究植物細(xì)胞的分化以及分裂調(diào)控，并且分離與這些細(xì)胞生物學(xué)現(xiàn)象相關(guān)的基因，為細(xì)胞生物學(xué)的研究提供了重大貢獻(xiàn)。離體條件下體細(xì)胞胚發(fā)生和細(xì)胞發(fā)生成為了研究植物的良好實(shí)驗(yàn)體系，推進(jìn)了發(fā)育生物學(xué)的發(fā)展。
2.植物組織培養(yǎng)的展望
植物組織培養(yǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，解決了許多難題，提高了農(nóng)作物產(chǎn)量和花卉的觀賞價值，推進(jìn)了社會的發(fā)展。隨著各種研究技術(shù)的不斷成熟，利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能夠應(yīng)用于更多的領(lǐng)域，創(chuàng)造出更多有益于人類的新的植物品種。展望未來，植物組織培養(yǎng)技術(shù)將深入各個領(lǐng)域，在農(nóng)業(yè)方面，制藥業(yè)等發(fā)揮著更大的作用，創(chuàng)造出更高的效益，有巨大的發(fā)展前景。
