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組織培養(yǎng)是克隆細(xì)胞和組織的過程。迄今，植物組織培養(yǎng)已取得了許多卓越的成果，并被廣泛推廣和利用。通過植物組織培養(yǎng)，我們可以從植物體的一部分體細(xì)胞快速培育出大量和母體植物相同的植株。另一方面，植物組織培養(yǎng)技術(shù)也為我們快速開發(fā)和培育新品種創(chuàng)造了條件。
一、組織培養(yǎng)與植物快速繁殖
組織培養(yǎng)是一種利用人工培養(yǎng)基（液）使細(xì)胞在體外發(fā)育和繁殖的技術(shù)。除了能夠為許多實驗提供大量的動植物細(xì)胞材料之外，它也是一項克隆植物細(xì)胞和個體的實用技術(shù)。實際上，在日常生活中必不可少的蔬菜、花卉及糧食作物中，許多種類都是克隆植物，例如，脫病毒馬鈴薯和紅薯、百合和蘭花、水稻等等。
�。�、細(xì)胞克隆與植物脫毒
病毒是威脅園藝和蔬菜種植的主要問題之一。目前仍然沒有特效防治藥物。事實上，利用分生組織細(xì)胞克隆的方法，可以有效地防治病毒。
病毒主要通過媒介昆蟲或其他原因造成的植物莖葉損傷入侵植物體。在植物細(xì)胞中繁殖的病毒還可以不斷感染其相鄰的細(xì)胞，最終擴散至整個植株。但是，發(fā)育旺盛的植物分生組織的生長點細(xì)胞不含病毒。切取生長點細(xì)胞，放入試管培養(yǎng)并使之分化，我們可以獲得無病毒的植株。由于外圍的生長點細(xì)胞也有可能被病毒感染，上述脫毒過程有時需要重復(fù)多次之后方能得到完全無病毒的植株。如果將這些無病毒植株切碎進(jìn)行組織培養(yǎng)，那么，我們可以獲得許多無病毒的分生細(xì)胞或脫分化的其他體細(xì)胞。進(jìn)一步使這些無病毒細(xì)胞繁殖、分化，最終便能夠達(dá)到大量繁殖無毒植株的目的。
２、植物快速繁殖
早期實驗業(yè)已證明，在營養(yǎng)成分適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基中，來自植物分生組織的細(xì)胞幾乎可以無限制地分裂、生長下去；同時，它們都具有分化形成和母體植物一樣的植株的潛力。利用這一特點，我們可以把植物分生組織切碎、分散成許多單個細(xì)胞，待這些細(xì)胞通過組織培養(yǎng)大量克隆之后，再誘導(dǎo)其分別分化為單個植株�；蛘�，我們也可以使植物的成熟組織，例如根、莖和葉等脫分化，變成具有和分生細(xì)胞一樣發(fā)育潛力的細(xì)胞。這些過程就是典型的植物快速繁殖。通常，制備培養(yǎng)基、切割和分散細(xì)胞、接種細(xì)胞以及誘導(dǎo)細(xì)胞分化等基本操作，即可以在空間有限的實驗室中完成，也適合于大規(guī)模的工廠化生產(chǎn)。某種植物能否通過組織培養(yǎng)進(jìn)行大量、快速繁殖，關(guān)鍵在于設(shè)計和選用合適的培養(yǎng)基，使每個分生組織細(xì)胞或脫分化的體細(xì)胞能夠持續(xù)生長并適時分化。
對于一些用種子繁殖有困難的植物品種，組織培養(yǎng)無疑是實現(xiàn)快速、大量繁殖的最佳選擇。
二、植物新品種的工廠化生產(chǎn)
目前，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在植物品種改良方面顯現(xiàn)出了前所未有的威力。其中，組織培養(yǎng)技術(shù)發(fā)揮了重要作用。首先，幾乎所有的目的基因及其載體都是必須通過微生物感染或基因槍等手段導(dǎo)入單個培養(yǎng)細(xì)胞中。然后，采用適當(dāng)?shù)暮Y選方法分離已成功獲得目的基因及其載體的受體細(xì)胞（轉(zhuǎn)化細(xì)胞）。誘導(dǎo)并使這些轉(zhuǎn)化細(xì)胞分化為個體植株，便可得到所謂的轉(zhuǎn)基因植物。通常，轉(zhuǎn)基因所使用的植物受體細(xì)胞都來自于已經(jīng)建立了比較完善的組織培養(yǎng)和分化誘導(dǎo)體系的植物，因此，快速繁殖這些轉(zhuǎn)基因植物、甚至推廣其工廠化生產(chǎn)并不困難。
另一方面，許多亟待改良的植物性狀并非單基因決定形狀，它們?nèi)匀恍枰ㄟ^雜交育種提供新的選擇。除了植物生長周期長的缺點之外，雜交育種中遇到的主要問題是遠(yuǎn)源親本的生殖隔離。實際上，這一問題能夠通過組織培養(yǎng)的方法解決。例如，將胚珠從子房中取出后，放入試管內(nèi)培養(yǎng)。由于沒有柱頭等其他組織的障礙，即使是使用遠(yuǎn)源植物的花粉授粉也無妨。如果用預(yù)先培養(yǎng)的植物體細(xì)胞原生質(zhì)體進(jìn)行體細(xì)胞融合，我們還可以快速獲得大量的雜種細(xì)胞。后一手段成功的關(guān)鍵是找到誘導(dǎo)雜種原生質(zhì)體細(xì)胞順利進(jìn)行分化和繁殖的良方。
此外，花粉細(xì)胞原生質(zhì)體培養(yǎng)和染色體加倍技術(shù)為快速純化特定植物品系提供了絕好的技術(shù)手段。純化具有特殊性狀組合的植物品系，通常需要經(jīng)過反復(fù)多代種植和篩選，這一過程漫長而艱辛。因為花粉細(xì)胞是單倍體細(xì)胞，而加倍花粉原生質(zhì)體細(xì)胞的染色體即可產(chǎn)生純合的二倍體細(xì)胞，所以，任何植物都有可能利用這種方法迅速獲得相應(yīng)的純系。許多水稻的新品系開發(fā)就是通過雜種水稻花藥實現(xiàn)的。并且，該法和體系胞原生質(zhì)體培養(yǎng)類似，也可以用于大量制備雜種細(xì)胞。例如，融合不同種植物的花粉細(xì)胞。
通過上述育種技術(shù)獲得的新品種、品系和脫毒植株一樣，利用其分生組織細(xì)胞或成熟組織細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，可以開展大規(guī)�？焖俜敝�。目前，世界各地已有許多利用上述方法獲得的花卉、蔬菜、水果等植物的新品種實現(xiàn)了工廠化的大量、快速繁殖。例如，柑桔、油菜、白菜等。
一、組織培養(yǎng)與植物快速繁殖
組織培養(yǎng)是一種利用人工培養(yǎng)基（液）使細(xì)胞在體外發(fā)育和繁殖的技術(shù)。除了能夠為許多實驗提供大量的動植物細(xì)胞材料之外，它也是一項克隆植物細(xì)胞和個體的實用技術(shù)。實際上，在日常生活中必不可少的蔬菜、花卉及糧食作物中，許多種類都是克隆植物，例如，脫病毒馬鈴薯和紅薯、百合和蘭花、水稻等等。
�。�、細(xì)胞克隆與植物脫毒
病毒是威脅園藝和蔬菜種植的主要問題之一。目前仍然沒有特效防治藥物。事實上，利用分生組織細(xì)胞克隆的方法，可以有效地防治病毒。
病毒主要通過媒介昆蟲或其他原因造成的植物莖葉損傷入侵植物體。在植物細(xì)胞中繁殖的病毒還可以不斷感染其相鄰的細(xì)胞，最終擴散至整個植株。但是，發(fā)育旺盛的植物分生組織的生長點細(xì)胞不含病毒。切取生長點細(xì)胞，放入試管培養(yǎng)并使之分化，我們可以獲得無病毒的植株。由于外圍的生長點細(xì)胞也有可能被病毒感染，上述脫毒過程有時需要重復(fù)多次之后方能得到完全無病毒的植株。如果將這些無病毒植株切碎進(jìn)行組織培養(yǎng)，那么，我們可以獲得許多無病毒的分生細(xì)胞或脫分化的其他體細(xì)胞。進(jìn)一步使這些無病毒細(xì)胞繁殖、分化，最終便能夠達(dá)到大量繁殖無毒植株的目的。
２、植物快速繁殖
早期實驗業(yè)已證明，在營養(yǎng)成分適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基中，來自植物分生組織的細(xì)胞幾乎可以無限制地分裂、生長下去；同時，它們都具有分化形成和母體植物一樣的植株的潛力。利用這一特點，我們可以把植物分生組織切碎、分散成許多單個細(xì)胞，待這些細(xì)胞通過組織培養(yǎng)大量克隆之后，再誘導(dǎo)其分別分化為單個植株�；蛘�，我們也可以使植物的成熟組織，例如根、莖和葉等脫分化，變成具有和分生細(xì)胞一樣發(fā)育潛力的細(xì)胞。這些過程就是典型的植物快速繁殖。通常，制備培養(yǎng)基、切割和分散細(xì)胞、接種細(xì)胞以及誘導(dǎo)細(xì)胞分化等基本操作，即可以在空間有限的實驗室中完成，也適合于大規(guī)模的工廠化生產(chǎn)。某種植物能否通過組織培養(yǎng)進(jìn)行大量、快速繁殖，關(guān)鍵在于設(shè)計和選用合適的培養(yǎng)基，使每個分生組織細(xì)胞或脫分化的體細(xì)胞能夠持續(xù)生長并適時分化。
對于一些用種子繁殖有困難的植物品種，組織培養(yǎng)無疑是實現(xiàn)快速、大量繁殖的最佳選擇。
二、植物新品種的工廠化生產(chǎn)
目前，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在植物品種改良方面顯現(xiàn)出了前所未有的威力。其中，組織培養(yǎng)技術(shù)發(fā)揮了重要作用。首先，幾乎所有的目的基因及其載體都是必須通過微生物感染或基因槍等手段導(dǎo)入單個培養(yǎng)細(xì)胞中。然后，采用適當(dāng)?shù)暮Y選方法分離已成功獲得目的基因及其載體的受體細(xì)胞（轉(zhuǎn)化細(xì)胞）。誘導(dǎo)并使這些轉(zhuǎn)化細(xì)胞分化為個體植株，便可得到所謂的轉(zhuǎn)基因植物。通常，轉(zhuǎn)基因所使用的植物受體細(xì)胞都來自于已經(jīng)建立了比較完善的組織培養(yǎng)和分化誘導(dǎo)體系的植物，因此，快速繁殖這些轉(zhuǎn)基因植物、甚至推廣其工廠化生產(chǎn)并不困難。
另一方面，許多亟待改良的植物性狀并非單基因決定形狀，它們?nèi)匀恍枰ㄟ^雜交育種提供新的選擇。除了植物生長周期長的缺點之外，雜交育種中遇到的主要問題是遠(yuǎn)源親本的生殖隔離。實際上，這一問題能夠通過組織培養(yǎng)的方法解決。例如，將胚珠從子房中取出后，放入試管內(nèi)培養(yǎng)。由于沒有柱頭等其他組織的障礙，即使是使用遠(yuǎn)源植物的花粉授粉也無妨。如果用預(yù)先培養(yǎng)的植物體細(xì)胞原生質(zhì)體進(jìn)行體細(xì)胞融合，我們還可以快速獲得大量的雜種細(xì)胞。后一手段成功的關(guān)鍵是找到誘導(dǎo)雜種原生質(zhì)體細(xì)胞順利進(jìn)行分化和繁殖的良方。
此外，花粉細(xì)胞原生質(zhì)體培養(yǎng)和染色體加倍技術(shù)為快速純化特定植物品系提供了絕好的技術(shù)手段。純化具有特殊性狀組合的植物品系，通常需要經(jīng)過反復(fù)多代種植和篩選，這一過程漫長而艱辛。因為花粉細(xì)胞是單倍體細(xì)胞，而加倍花粉原生質(zhì)體細(xì)胞的染色體即可產(chǎn)生純合的二倍體細(xì)胞，所以，任何植物都有可能利用這種方法迅速獲得相應(yīng)的純系。許多水稻的新品系開發(fā)就是通過雜種水稻花藥實現(xiàn)的。并且，該法和體系胞原生質(zhì)體培養(yǎng)類似，也可以用于大量制備雜種細(xì)胞。例如，融合不同種植物的花粉細(xì)胞。
通過上述育種技術(shù)獲得的新品種、品系和脫毒植株一樣，利用其分生組織細(xì)胞或成熟組織細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，可以開展大規(guī)�？焖俜敝�。目前，世界各地已有許多利用上述方法獲得的花卉、蔬菜、水果等植物的新品種實現(xiàn)了工廠化的大量、快速繁殖。例如，柑桔、油菜、白菜等。
