離體保存種質資源
長期以來人們想了很多方法來保存植物,如儲存果實、種子、塊根、塊莖、種球、鱗莖,或用常溫、低溫、變溫、低氧、充惰性氣體等,這些方法在一定程度上取得了比較好的效果,但仍存在代價高、占用空間大、保存時間短、易受環境條件限製等許多問題。采用植物組培方法保存,則可大大節省人力物力,並延長保存期,保證種質資源不會突變和流失。如果再結合超低溫保存技術,就可以使這些植物得到較為永久性的保存。主要應用在:一些在無性繁殖植物的保存上,因其沒有種子,無法長期保存,其種質資源隻能在田間種植保存,耗費人力物力,且資源易受人為因素和環境因素的影響而丟失.一些珍稀植物或瀕危植物數量極少,若不加以保護或擴大繁殖,就有滅絕的可能,通過試管保存或擴大繁殖,可以安全地保存這些瀕危物種,如棲鑼、金線蓮、金花茶等;對大多數普通植物來說,用組培的方法保存其種質材料,也具有十分重要的意義。因為人們現在無法預知哪些植物會麵臨滅頂之災,或許今天看似繁茂的植物,明天就可能被沙漠、洪水、大火或戰爭吞沒;通過離體培養保存的種質資源,更便於國內外的交流、交換、購買等。
研發植物人工種子
植物人工種子是指通過組培方法獲得發育完全的個體(如胚狀體、不定芽), 將其包在具有營養物質並有保護功能的凝膠膠囊中,使其具有種子機能,能直接用於播種。在適宜條件下,能與自然種子一樣發芽出苗。與普通組培苗相比,人工種子在製作過程中可添加營養物質和生長激素、菌肥、農藥等,從而促進植物生長,增強抗旱、耐寒能力和抗病害能力;節約勞力,降低成本;種子外形均勻,便於播種,出苗整齊,便於運輸和貯存,適合現代生產需要。人工種子的研究具有很好的應用前景:可使不結實或難以用種子繁殖的無性繁殖植物改變繁殖方式,獲得優良遺傳基因,從而提高質量,如長壽花、一品紅、文心蘭;在快速繁殖苗木和人工造林方麵,人工種子比現在采用的組培苗繁殖更能降低成本和節省勞力,如山茶、火炬鬆、花旗鬆等;體細胞胚是由無性繁殖體係產生的,可以保持親本的遺傳性狀不產生分離,因此可用於固定雜種優勢。一旦獲得優良基因型,可以重複大量繁殖而不需三係配套等複雜的育種過程;通過基因工程手段獲得含有特種寶貴基因的新的少量工程植株,可以通過人工種子在短期內大量繁殖;有些植物在組培中很難分化,但在原生質體培養中通過胚狀體途徑可以獲得再生植株,為這些植物的基因工程等研究提供了極為有效的橋梁。
培育花卉新品種
在花卉育種上,主要在胚胎培養、單倍體育種、體細胞無性係變異、體細胞雜交和植物基因工程等方麵應用較多。通過組培,可縮短育種年限和世代,也有利於基因突變中隱性突變的分離。在世界範圍內,由組培技術選育出的優良品種已產生了巨大的商業效益,如荷蘭每年有千餘種觀賞植物新品種源自植物組培,如玫瑰、菊花、康乃馨等。由此可見,植物組培對植物品種改良和選育新品種起到了重要作用。具體應用有:一個芽變經組培快繁獲得突變無性係;從體細胞無性係變異中獲得變異新品種,多種觀賞植物的組培研究結果表明,一個組培周期內可產生l % ? 3 %的無性係變異機率,遠遠高於自然突變頻率,通過組培產生的體細胞無性係變異(常規育種中不可能出現的變異),為觀賞植物的品種改良和新品種選育提供了新途備離體誘變育種,可采用愈傷組織誘變,得到常規育種中不易得到的遺傳變異,創建新的種質資源,離體誘變所產生的突變體種類很多,植株形態、花瓣性狀、果實顏色等都有差異;胚培養如山茶花、百合和鴦尾等許多花卉進行遠緣雜交時,雜種胚常早期敗育,因而得不到雜種植物。而在試管中進行胚培養,可使其順利生長,得到遠緣雜種.用花藥、花粉培養成單倍體植株,單倍體植株再用秋水仙堿等使染色體加倍,能在短時期內育成遺傳變異固定的純係,縮短花卉育種的年限,這在矮牽牛的育種中已有應用.體細胞雜交和植物基因工程,通過原生質體培養、體細胞雜交和植物基因工程培育新品種。
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