文献类型： 中文期刊

第一作者： 金波

作者： 金波;王纪方;高秀云;贾春兰

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期刊名称： 中国蔬菜

ISSN： 1000-6364

年卷期： 1981 年 1 卷 01 期

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摘要： 一、蔬菜组织培养的概况: 应用组织培养的方法来研究植物生长、发育和分化的规律,以及控制这些过程的条件和因素,在近十几年来已取得了很大的进展,例如组织培养中器官形成的大量研究,已用于加速无性系的繁殖。遗传育种方面,采用幼胚培养技术克服杂交(特别是远缘杂交)不育,用子房和胚珠培养进行试管受精,用花粉培养进行单倍体育种,已经引起人们的极大注意,并取得了良好的效果。人们还试图通过原生质体的培养和融合,得到体细胞杂种植物。总之,无论在理论研究,还是在实际应用方面,都是卓有成效的。 二、蔬菜组织培养的发展: 在组织培养工作的发展中,蔬菜作物的组织培养占有重要地位,很多研究工作是在蔬菜作物上首先获得成功的。 关于组织培养的原始概念应追朔到施万恩(Schwanu)提出的细胞学说,它为组织培养提供了理论根据。1934年以前,由于一些植物幼胚培养的成功,增强了人们寻求组织培养内在规律的信心。 1934年怀特(White)通过对番茄根尖的组织培养,建立了第一个活跃生长的无性繁殖系,直到这时,有关离休根培养的无性系才算获得了真正的成功。1937年怀特发现了B族维生素对离体根的生长具有重要意义。对刚噪乙酸在控制植物生长中的作用的认识也不断提高,在此基础上,首次创建了植物组织培养的综合培养基。这对组织培养工作起到了推动作用。这一阶段工作,基本上处于建立植物组织培养技术的阶段。 1943年怀特又提出了植物细胞全能性学说,在以后的研究工作中得到了证实,对植物组织培养工作产生了深远的影响。1948年斯库格(SkOOg)和崔激发现腺嘿吟或晚苦可以解除培养基中的生长素(IAA)对芽形成的抑制作用,从而确定了瞟吟/生长素的比例是控制芽和根分化的主要条件之一。这一比例高则形成芽;低则产生根。这些研究导致了以后激动素的发现,以及利用激动素和生长素控制植物器官的分化工作的开展,这一阶段内关于组织培养中器官形成和个体发生方面的研究进展很快,并建立了器官形成的概念。 六十年代以来由于培养技术逐渐提高,对组织培养中细胞生长、分化的规律有了进一步的认识。因而研究工作的目的性较为明确,具有重要意义的研究,主要集中在花药和花粉培养、原生质体培养和原生质体融合等方面。早年在花药和花粉的培养方面虽开展了一些研究,但未诱导成单倍体植株,故未引起人们的注意。宜至1964年古哈 (Guha)和马赫什瓦里(Maheshwari)在培养曼陀罗花药时产生了“胚状体”,并发育成单倍体植株,花药培养工作才迅速发展起来。 六十年代初期,科金(Cocking)利用纤维素酶粗制剂,从番茄根央分离出原生质体,从而为大量制备有活力的原生质体开辟了新途径,并为原生质体培养与融合提供了可能性。 蔬菜组织培养发展的详细情况见表1、2、3。 三、蔬菜组织培养的应用 1.远缘杂交中的应用:在远缘杂交育种工作中经常发生不育现象,原因比较复杂。其中胚的发育不良,提供营养来源的胚乳不能正常发育,以及胚与胚乳间的不亲和等,都能造成幼腔的早期衰败。为了解决这一问题,利用幼胚离体培养的方法是卓有成效的。蔬菜远缘杂交中胚培养的利用,“白蓝”地育成是一个很能说明问题的例子。在这方面西贞夫(1958—1968)等作了出色的工作。首先调查了杂种胚的发育过程,发现正反交幼胚均有早衰现象,不能获得种子。他们于杂种胚退化之前采下进行组织培养,取得了成功,并获得了杂种植物。因为这种植物是大白菜(酥一 20)与甘蓝(Za= 18)的杂种,所以其染色体为Zo=19,是不育的,用秋水仙素处理,即育成双二倍体(翎k’8)植物,可以得到种子,繁殖后代。由于它是由大白菜与甘蓝杂交,通过胚培养育成,政命名“白蓝”。从1963年进行白蓝的育种工作,育成了能供生产上应用的许多系统。1966年起,在生产上应用,并供应市场。但在生产过程中也发现了一些弱点,如育性高的系统很难稳定,而容易稳定的系统却又育性很低。只有将这些弱点加以克服,才可期望得到更广泛的应用。 2.结短育种周期:在大白菜育种工作中,为了缩短育种周期,我们采用常规育种和胚培养相结合的方法,取得了可喜的效果。在受粉后的适宜时期将幼胚取下,进行组织培养,促其提早萌发,尽早成苗。同时在幼苗长成之后,使其在培养基中进行低温春化处理,解决了常规使用的种子萌发后进行春化处理所造成的幼苗衰弱,成活率低的矛盾。使春化后的幼苗定植田间后能够迅速生长。这就争得了时间,为一年繁殖多代提供了可能。 3.“去毒苗”的获得及应用:自然环境中很多植物是带有病毒的,而由于病毒的感染,往往使农业生产受到严重影响。受害严重的蔬菜作物有马铃薯、番茄、萝卜、白菜、葱、油菜、百合、大蒜等等。以马铃薯为例,赖特(Wrigmt 1970)研究了PyX和PyS联合感染的影响,可减产11—38%o格里戈林尼(Gregorini 1974)等研究了PVX和PyA的联合感染,可使产量降低60 %。 通过长期实践和科学研究,现已找到从感病植株重新建立特异的“去毒植物”的方法,即组织培养的方法。病毒是通过维管束传导的,在茎尖生长点还没有分化成维管束的部分是不带毒的。在应用中通常采用0.1—0.3毫米的茎失分生组织进行培养,即可得到“去毒苗”。用这种方法可以去除马铃薯所带有的X、Y、A、M、S病毒和奥古巴花叶病毒,所得到的“去毒马铃薯”可以增产10—60%。黑龙江克山农科所脱毒的男爵品种亩产4770斤,而带毒者亩产仅有1,843斤,增产158%9米粒品种增产18]%I克新三号品种增产162%。 4.花药培养的应用:石刁柏是雌雄异株植物,雄株产量高,品质好。根据研究,知道石习柏雌株具有一对XX染色体,雄株具有一对Xy染色体。当雄株形成小抱子时,由于减数分裂的结果,约有一半小抱子具有互染色体,另一半小抱子具有y染色体。用花药培养的方法,可以分别得到单倍性的雄株y和单倍性的雌株X,然后使它们的染色体加倍,就得到了二倍体的雌性纯合植株XX,和超雄性纯合植株yy。这种超雄性植株产生的花粉就都是只含y染色体的了,用它给雌性纯合植株授粉,所收到的种子全部都含有Xy染色体,也就是说全部都是雄性的,用这些种子播种,所得到的全是雄性植株。法国的多尔(Dore)用此法取得了良好的结果,已干1977年开始用干生产实践。 5.生理学方面的应用:随着科学技术的发展,组织培养在生理学的各个方面得到了广泛的应用。组织培养是研究营养生理的最理想的手段之一,事实上营养问题一直是组织培养工作的中心,从矿质营养、氮源、碳源、有机物、微量元素等,都开展了大量的工作,并取得了可喜的进展。这些工作对于研究整体植物的营养是很有价值的。如植物根系的生长需要维生素BI,就是在研究番茄离体根培养时发现的。维生素BI是番茄离休根培养中不可缺少的物质,在适量的范围内,对生长的促进作用与浓度成正比。如培养基中不加维生素Bl,根的生长即停止,若缺少维生素BI的时间过长,生长潜力的丧失将产生不可逆性。应用组织培养的方法研究生理问题,是很得力的手段。 6.遗传学方面的应用:根据治田等人的研究,判别实验材料不亲和性遗传型时,如果是可以营养繁殖的蔬菜,只要双亲是自交亲和的,双亲及其自交种之间最少用12个个体进行正反交,即可判断遗传形式。这种方法比常规方法具有简便易行,年限短等优点。 甘蓝虽可用营养繁殖,但从种株上获得营养芽是很困难的,而且适于扦插的时候,正是高温多雨、病虫害严重的季节,成活率很低。故以往没有位亲代和子代直接见面的稳妥可靠的方法。为了解决这J问题,我们采用花茎离体培养的方法,诱导成苗,将亲代保留下来,使其与子代回交,以判别材料的不亲和性遗传型,现已获得了良好的效果。 用植物组织和细胞培养为农业生产服务的道路是宽广的,除以上介绍的几个方面之外,还有许多其他途径。可以断言,今后这方面的研究必将进一步深人,涉及的范围也必将进一步扩大,植物组织和细胞培养的研究在农业生产中一定会起到更大的作用。 蔬菜组织培养及其应用@金波$中国农科院蔬菜所 @王纪方$中国农科院蔬菜所 @高秀云$中国农科院蔬菜所 @贾春兰$中国农科院蔬菜所1.中国科学院上海植物生理研究所细胞室 编译,1978:植物组织和细胞培养。上 海科技出版社。 2.罗士韦等,1979:植物组织培养在农业 上的应用。植物生理学通讯,1:1- 5。 3.T.Murashige,1979:植物组织培养 对农业的应用。第四届国际植物组织与 细胞培养大会论文选择专辑:27-50。 中国科学院遗传所情报图书室。 4.上海植物生理研究所细胞生理研究室, 1973:植物细胞培养与细胞杂交研究的 进展。植物学报,15(2);255-299。 5.《花药培养学术讨论会》编辑小组, 1977:花药学术讨论会文集。科学出版 社。 6.中国科学院北京植物研究所五室细胞 组,1974:花药培养研究进展。科学通 报, 19(9): 409-415。 7.中国科学院植物研究所细胞杂交组, 1978:植物原生质体培养的研究进展。 全国细胞培养与体细胞杂交线粒体呼吸 代谢与杂种优势会议论文集:45-54。 8.Cocking,1979:原生质体培养和体细 胞杂交。国外农业科技资料,增刊(总 第54期):1-5。中国农业科学院科 技情报所。 9.崔 ,1952:化学物质对于器官形成的 影响。植物学报1(2):151—160。

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