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探讨园艺中植物组织培养技术的运用与优化策略
  植物组织培养技术早起源于1904年,我国从20世纪中期开始对其进行研究。目前,国内外学者不断加强该类技术的研究力度,部分植物器官已经实现了移植栽培,极大地推动了生物技术领域的发展,在园艺上也不断发展,加快了园艺植物组织培养的商业化进程。本文主要对植物组织培养技术在园艺上的应用及提升措施进行了研究。
  
  1、植物组织培养技术综述
  
  根据相关资料,目前在植物繁育方面,植物组织培养技术得到了广泛的运用。与传统的植物繁育方法不同,植物组织培养技术可以有效地提升繁殖系数,被培养物体的体形微小、表面积相对较小,尤其是在母本材料有限的情况下,可以节省繁殖材料,如植物径尖分生组织仅为0.01~0.05mm。从生长环境上来看,植物组织培养技术能够促进植物的生长发育,被培养物的生长发育处于佳状态中,矿质营养成分、植物激素水平、温度、光照等因素都可以人为调控到佳状态。并且,运用植物组织培养技术,正常繁殖条件不能发生变异,被培养物可以免受微生物病源和昆虫的侵害,可以人为诱导被培养物的正常发育,尤其是观赏植物育种,可以促进植物发育,为新品种的选育提供方便[1]。
  
  现阶段,我国对上千种植物进行了组织培养工作,已经建设了多个研究院,在各行各业中,植物组织培养技术得到了推广和应用。一方面,由于单倍植物较弱的特性,将植物组织培养技术应用到单倍体育种中,植物的生长和发育会发生很大的变化。为了促进植物的生长效率,可以应用秋水仙素对组织进行培养,使其变为二倍体植物,这样不但能够改变植物的染色体结构,还能缩短植物的生长周期。另一方面,在基因工程中,植物组织培养技术有利于控制植物的生长基因,提高植物的品种品质,诱使其产生基因突变。并且,通过开展植物组织培养活动进行培育,在物种保护方面可以确保质量、保存物种。另外,通过植物组织培养技术能够充分发挥生物技术的综合效益价值,可以满足科研、经济、医疗等方面的需求,有利于对某种植物进行大规模培育[2]。
  
  2、植物组织培养技术在园艺上的应用
  
  在园艺生产和新品种改良上,植物愈伤组织的再生特征能够提供捷径。愈伤组织具有分化新根、茎的再生性特征,能够发育成新的植株全能性。在正常条件下,植物组织培养条件可被诱导产生愈伤组织,许多植物组织和器官也不易产生愈伤组织,可以通过组织培养诱导产生愈伤组织。因此,在园艺上,植物组织培养技术主要应用于以下4个方面。
  
  2.1在无性繁殖上的运用
  
  近年来,随着城镇化进程的不断加快,我国城市绿地面积越来越小,对城市生态系统影响严重。为了满足城市绿化园艺的规划需求,采用植物培养组织技术可以提升植物的生长效率,有利于对某一种或多种植物进行克隆,从而增加绿化植物。如将植物的茎尖作为培养材料,应用微繁殖技术来刺激植物茎尖的分生,能够促使植物生长规模扩大百万倍,并生长出大量的芽茎,产生芽原基,从而提升植物的繁殖速度。目前,为了确保城市绿化效果,我国采用这种组织培养方法来繁育兰花、迎春花等园艺植物,极大地改善了城市生态环境。
  
  2.2在脱毒上的运用
  
  受微生物、细菌等因素的影响,在正常生长发育期,园艺植物会产生植物发病,甚至出现大面积死亡的情况。如目前全世界仅草莓就有70余种病毒,为了提升园艺植物的抗病毒能力,可以采用病株脱毒技术来确保植物安全、稳定的生长繁殖[3]。
  
  2.3在新品种培育中的运用
  
  植物组织培养技术能够提升植物的品种质量,改良园艺植物的品种。在园艺中,对于植物组织培养工作来说,植物培养数量比较多、规模较大,为了维护生物的多样性,会增加植物的突变规律。如在郁金香的品质质量、种类数量、规模等方面,荷兰学者运用植物组织培养技术,极大地促进了植物园艺的发展,该技术领先于全世界,开发出了很多新品种。而我国很多地区都是盐碱地,干旱缺水,无法种植更多的园艺植物,土地资源有限。通过开展植物组织培养工作不但可以创新植物品种,还能提高植物的抗干旱、抗盐能力,促使植物细胞变异,改善当地土壤环境,增加土地资源利用率,提高植物的抗性,从而发挥其综合效益价值。
  
  2.4在物种保护上的运用
  
  传统模式下,物种保护需要投入大量的人力和财力,一般都会采用建立保护园区的方式对濒临灭绝植物进行保护,但保护效果较差,物种的多样性难以维系。而利用植物组织培养技术,不但能够有效提升保护效果,还能使物种得以延续下去,获得大量繁殖。如种类繁多、繁殖能力弱的兰花胚胎发芽率较低,利用植物组织培养技术可以提升野生兰花种源的保护效果,有效摆脱野生兰花数量急剧减少的问题。
  
  3、植物组织培养技术的提升措施
  
  植物组织培养技术主要包括开放组培技术、植物无糖组培技术。其中,开放组培技术是利用抗菌剂来替代高压灭菌工作,并用塑料杯替代了培养瓶,不需要复杂的操作流程和环境要求,可以降低操作成本;植物无糖组织技术是在操作过程中增加CO2提供碳源,来监控其他环境因素,使植株的生长类型转变为自养型,可以控制污染源、降低被污染风险。目前在植物组织培养中,固体培养基在使用时会造成营养吸收不均衡的现象,培养物各个部分不能与培养基有效接触,培养物产生的代谢废物另一部分会进入培养基中,新陈代谢较慢,另一部分则会附着在培养物表面,这样会导致培养基中掺进杂质,不能更好地接触培养基,影响培养物的生长。
  
  近年来,在诸如大花蕙兰的培育过程中,为了增强培养基的效果,传统的固体培养基被一些更适合的材料所取代,加入了岩棉这种新型培养基后,根部长度明显增加,培养物生长速度快。但岩棉需要根据培养物的自身特点来选择。一直以来,植物组织培养都是围绕着玻璃器皿来选择培养皿,但在实际应用中,由于器皿耐热耐压的特性,给培养过程造成很大的不便。为此,目前很多都采用使用简单、便于运输的塑料器皿,高分子膜制成的器皿以及聚四氟乙烯树脂制成的器皿,极大地解决了培养过程中玻璃器皿造成的不便。
 
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