生物技術在園藝作物培植中的應用

李海冉

摘 要：二十一世紀是生命與科學的世紀。隨著生物基因密碼的破解，萬物生長規律的發現，生物技術開始受到世界各國的廣泛關注。科學家們發現，通過生物技術可以解決一系列的民生問題，例如環境保護、糧食危機、疾病預防等。除了這些領域，生物技術也在其他行業產生了翻天覆地的影響。在本文中，我們將簡單敘述生物技術在園藝作物培植中的應用。

關鍵詞：生物技術 園藝作物培植 應用現狀

引言

園藝培植在我們生活中隨處可見。隨著我國鄉村城鎮化事業的發展、國民生活水平的日漸提高，人們對生活環境的要求和審美的需求也越來越高。各地區政府開始意識到，加強城市綠化建設是滿足民生需求的一項重要指標，而綠化建設則離不開園藝作物的培植。此外，當代的果蔬種植也是園藝作物培植的一部分，園藝作物培植技術不僅能夠有效提高瓜果蔬菜的產量，還能夠改良蔬果的品種，使瓜果蔬菜的口味更加符合人們的要求。伴隨著現代城市化的不斷加深，越來越多的人認識到園林事業尤其是園藝果樹對于經濟、環境等方面的重要作用[1]。我們在都市街頭看到的魁梧挺拔的大樹，繽紛絢爛的花卉；在公園里看到的多姿多彩的盆景，蒼翠茂盛的草木；在果園里看到的結滿果實的樹木；在蔬菜大棚里看到的水靈靈的蔬菜：這些奇花異草、瓜果鮮蔬，很多都是通過生物技術培植出來的。生物技術在園藝作物的培植中有著廣泛的應用，比如植株離體快速繁殖與脫毒、植株胚胎培養、花粉花藥培養、植物基因工程基本技術、基因分離與克隆等。

一、園藝作物培植中的生物技術

園藝植物培植中的生物技術有很多種，科學家們通常會根據不同植株的特性，采用不同的生物技術進行培養繁殖。最常用的生物技術有組織培養、細胞工程、染色體工程和基因工程。

1.組織培養

組織培養是指在無菌和人工控制的環境下，利用人工培養基，對各種外植體進行離體培養，使外植體再發育成為完整的植株的過程。組織培養的外植體一般是植物的胚胎、組織、器官或者是細胞體。實現時，在切取外植體后，通過無根接種；然后誘導外植體形成愈傷組織；愈傷組織經過再次分化形成芽或者是體細胞胚；芽再生長成根；根和體細胞胚萌發后，就是棵完整的植株體了。

2.細胞工程

細胞工程是應用細胞生物學和分子生物學的原理方法，通過某種工程學的手段，以植物細胞為基本單位，在細胞離體的條件下進行培養和細胞的增殖，或者是人為地使細胞的某些生物學特性發生改變，用以改良和創造新品種，加速繁殖或獲得某種有用物質的過程。細胞工程還包括體細胞雜交，即將兩個不同的物種細胞游離成原生質體，融合形成雜種細胞，然后經過愈傷組織、誘導、分化，獲得雜種植株。細胞工程在一定程度上包括了組織培養的內容，因為組織培養盡管多數情況下是對組織進行操作，但是廣義的組織也包括了一部分的細胞。

3.染色體工程

染色體工程主要分為兩個層次。第一個層次是在整個染色體上進行的倍數操作，比如染色體的加倍、減倍。第二個層次是應用比較多的個別染色體工程，主要體現在單個染色體數目和結構的變異，其中數目的變化有單體、三體、四體等，結構的變異有缺失、易位、倒位、重復等。染色體工程在園藝作物上的應用比較少，這是因為大多數園藝植物的染色體不容易分開。

4.基因工程

基因工程是以分子遺傳學為理論基礎，以分子生物學和微生物學的方法為手段，將不同來源的基因按預先設計的藍圖，在體外構建出DNA分子。將該DNA分子導入到園藝植物細胞中，就能改良原有植株的遺傳特性。基因工程的步驟主要分為分離克隆目的基因、基因表達載體的構建、基因遺傳物質轉化以及轉基因植株的檢測與鑒定。

二、生物技術在園藝作物培植中的應用

1.實現優質種苗的快速無性繁殖

生物培養技術能夠實現植物種苗的工廠化生產，幫助無性繁殖和不易繁殖的作物實現快速繁殖。它主要應用在當代的一些稀有珍貴的花卉高效率繁殖上，比如一些蘭科植物、花燭類植物、盆栽及切花植物等。生物技術能夠幫助這些不易生長的植物實現周年化繁殖，從而為人類提供了更多的觀賞機會。生物技術還可以應用在一些珍貴的樹木快速繁殖上，比如海南的黃花梨樹、老紅木等，可以通過組織培養技術來拯救這些瀕危樹種。此外經濟類植物的快速繁殖上也有生物培養技術的應用。比如野生百合不僅具有超高的觀賞價值，其鱗莖還能食用和入藥，是一款多用途的經濟型植物。可是野生百合的更新能力非常弱，種群脆弱，極易受損，自我繁殖能力很低。2015年，中國農科院蔬菜花卉研究所申請了“野生百合快速繁殖的組織培養方法”的發明專利，通過組織培養技術幫助了百合實現無性繁殖，提高了野生百合的產出率[2]。

2.通過莖尖培養生產脫毒種苗

種苗脫毒的應用原理是病毒在植物體上分布不均勻，莖尖等生長點因為無維管束，病毒只能通過孢間連絲傳遞，趕不上細胞分裂生長的速度，所以植株的莖尖幾乎不含有病毒。科學家們將植株的莖尖組織或者細胞作為外植體進行組織培養，從而培養出無毒的植株。這種無性繁殖技術脫毒效果好，后代穩定。以馬鈴薯為例，病毒是導致馬鈴薯退化的主導原因，生產脫毒種苗則是馬鈴薯病毒病防治的主要手段，現在市面上售賣的馬鈴薯大多是經過莖尖培養脫毒的產物[3]。

3.大規模生產次生代謝物

利用植物細胞培養生產次生代謝物是解決藥用植物資源短缺的有效途徑[4]。次生代謝物主要是指一些保健產品的生產，比如人工靈芝、人工人參、紅豆杉等。這些具有藥用價值的植物培養已經實現了產業化生產。大規模地生產次生代謝物需要嚴格的把控植物生長激素的調節，篩選出適宜種胚愈傷組織增殖培養基。

結語

本文概述了園藝作物培植中的生物技術以及生物技術在園藝作物培植中的應用。可以看出，生物技術的應用對園藝作物培植產生了翻天覆地的變化，給我們的生活帶來了積極的影響。我們應該合理地利用科學技術手段，在保證人與自然和諧相處的前提下，恰當改良植物的品種，使生物技術造福人類社會。此外，希望本文能夠激發同學們對生物技術的興趣，更多地投身生命科學事業。

參考文獻

[1] 黃慶愈. 淺談園藝果樹中的問題及園藝技術分析[J]. 農技服務， 2017（10）：107.

[2] 鄭慶偉. “野生百合快速繁殖的組織培養方法”獲得國家發明專利授權[J]. 農藥市場信息， 2015（22）.

[3] 盛繼群， 鐘曉玲. 馬鈴薯組織培養簡化脫毒技術[J]. 湖北工程學院學報， 2001， 21（6）：54-56.

[4] 李晨東， 胡鐵強， 盛長忠，等. 細胞培養在獲得藥用植物有效成分中的研究[J]. 中草藥， 2003， 34（7）.endprint