淺談園林植物育種中生物技術的應用與發展

孫 健 呂琳雪 谷紅霞 焦方凱 崔飛翔 杜 穎

（山東潤昌生態科技有限公司，山東 濟南 250014）

當前，城市園林建設工作進入全新發展階段，在植物育種工作方面，對于苗種的數量與質量提出了更高的實踐要求，傳統植物育種技術顯然已經無法滿足此方面的要求，因此必須提高對于生物技術的重視力度，深化對于生物技術的認識，明確其在園林植物育種中的重要作用及具體應用，并把握其未來發展趨勢，力求最大化實現其功能與價值。

1 生物技術概述

生物技術是一項具有創新性意義的技術，具體而言，其指應用科學技術和與生物體相關的物質對于動物或植物進行改造，或者出于具體的目的而使用微生物技術進行微生物培養[1]。生物技術包含的內容眾多，主要有基因工程、發酵工程、酶工程、細胞工程、合成生物學、基因及基因組設計等，按照其發展時間，則可以分為傳統與現代兩類，其中博那個，傳統生物技術主要包含雜交技術、選種與育種、啤酒發酵等，現代生物技術則主要包含細胞融合、試管核酸、細胞生物學等。相較于傳統生物技術而言，現代生物技術能夠更為有效地對植物和動物品種進行改良，有利于克服生物在自然繁殖過程中遇到的障礙，從而更好地實現目標。

園林植物育種是一項涉及植物種類眾多、工作內容十分復雜的實踐活動，不僅要求促進園林植物實現良好的生長發育，而且還要求對現有植物種類進行改良，從而確保各類植物易于栽培和管理、擁有較高的周期生產率，達到增強園林植物的多樣性并提高其觀賞價值的目的。通過在園林植物育種工作中應用生物技術，能夠有效地豐富植物品種、改良植物性狀并提升其整體品質，從而實現園林可持續發展，應在實踐中對其予以充分的關注與重視。

2 當前園林植物育種中所應用的主要生物技術

2.1 人工種子技術

人工種子技術最早誕生于上世紀八十年代，當時即在園林植物育種活動中實現較為廣泛的推廣應用[2]。在人工種子技術的支持下，無性繁殖成為可能，植物授粉不需要再經過劃分傳播過程，通過進行一定的技術操作，植物可以直接依靠自身的力量在根、莖、葉等部位生長出全新的植株，有利于提升植物的繁殖效率。人工種子技術的實質是在模仿植物天然種子繁殖方式的基礎上，借助克隆技術，克隆植物體細胞，達到縮短植物繁殖周期、提升植物繁殖速度的目的。當前，人工種子在我國已經進入工廠化生產階段，應用水平較高，在很大程度上降低了植物培植成本，有利于滿足園林建設中對于苗種數量的需求，與此同時也極大地降低了園林建設成本。人工種子易于管理，對于促進園林管理活動朝著規范化方向發展而言，同樣具有十分重要的作用。

人工種子技術在園林植物育種中的應用可以通過“杜鵑蘭”這一植物來進行說明：杜鵑蘭具有香氣，在經過一定的栽培管理之后，擁有較高的園林觀賞價值。目前我國對于杜鵑蘭人工種子進行了開發，研究所得的杜鵑蘭人工種子能夠確保胚狀體直接在無菌土壤中種植和生長，省去了試管苗培育、移栽等環節，因此有利于節省經濟成本支出。

當前，制約人工種子技術應用水平提升的主要因素是資金不足，且人工種子在穩定性上相較于自然種子仍然存在著一定的差異，因而在繁殖和生長過程之中有時會出現不穩定現象，需要進一步加大資金投入和研究力度，力求提高人工種子在園林育種中的實踐應用水平，充分發揮其作用。

2.2 細胞工程育種技術

細胞工程育種技術，是指在植物育種過程之中應用細胞工程技術，主要原理是從現有植物的各方面特征出發，對于不同的植物細胞進行融合，并在細胞分子技術的支持下，培育全新植物品種，從而達到改良植物形狀和特征的目的[3]。其中，細胞工程技術主要包括體細胞融合技術、雜交技術和原生質體培養技術三種，目前原生質體培養技術得到了較為廣泛的應用，其應用過程主要由原生質體制備、植物細胞融合及細胞融合子鑒定三個環節所構成，借助這一技術，可以消除植物細胞中細胞壁對于細胞融合的障礙，從而促進細胞實現融合，有效培育全新品種，切實增強園林植物的多樣性，充分滿足園林植物在苗種類型方面所提出的要求。

目前，細胞工程育種技術在園林植物育種活動中的應用主要通過菊花這一植物表現出來。菊花在我國的園林之中較為常見，具有很高的商業價值與觀賞價值，在細胞工程技術的支持下，菊花的組織培養、苗種脫毒均已實現，繁殖規模也得到了相應擴大，且在遺傳方面更為穩定。目前，輻射誘變這一細胞工程技術在菊花育種過程中得到了較為廣泛的應用，有利于改變菊花的性狀，包括改變花色、葉色及葉型等。在體細胞雜交技術的支持下，菊花可以與其他花卉進行融合，如智利喇叭花、大籽蒿等，其花型、花徑及花色均能夠在這一過程中得到改良。

制約細胞工程育種技術應用水平實現進一步提升的主要因素在于，在應用這一技術對植物的性狀進行改良時，性狀遺傳有時會出現不穩定的情況，需要在實踐中提高關注力度，注意篩選不穩定現象。

2.3 基因克隆技術

基因克隆技術，是指借助基因分子水平層面的技術，完成植物基因移植，在這一過程中得到克隆基因，并將克隆基因移植到其他植物之中，從而達到改良和優化植物品種、豐富園林植物類型的目的[4]。與此同時，應用基因克隆與轉基因技術，有利于增強植物抵御病蟲害的能力，對于促進園林植物的生長發育而言，具有十分重要的意義。此外，基因克隆技術與轉基因技術，對于控制植物花卉的花型與顏色、改變花卉的花香、延長花期、提高植物生產率、加快植物生長速度而言，同樣具備極為顯著的重要作用。

例如，美國企業利用基因克隆技術成功開發出具有香氣的天竺葵，日本通過將螢火素酶基因移植到無菌狀態的草原龍膽細胞膜中得到了葉子能夠發出類似螢火蟲光芒的草原龍膽，極大地提升了園林植物的觀賞價值并進一步豐富了植物品種。此外，在轉基因技術的支持下，玫瑰、山茶花、百合等多種類型的花卉，均已在花型和顏色方面實現改變。

基因克隆技術與轉基因技術具有較好的應用前景，應在園林植物育種實踐中進一步提高對于這項技術的重視力度，不斷對園林植物進行改良。

2.4 不定芽技術

大部分植物在生長發育過程中出現的芽體，通常均為從植物的葉腋或芽尖部位生長而出，即芽體的出現部位較為固定，也因此芽體主要分為頂芽和腋芽兩類。在生物技術的支持下，可以使植物的芽體出現在葉腋和芽尖之外其他通常不產生芽體的部位，即產生不定芽，不定芽可以出現在植物的根部、莖部、葉部等多個部位，從而有效地增加芽體數量并提升其生長速度，縮短植物的培育周期，為園林植物栽種培育工作提供便利。值得注意的是，并不是植物的所有部位都能夠產生芽體，只有滿足一定條件的部位才能夠出現不定芽。在應用不定芽技術進行芽體培育時，需要使用一定的藥物和生長素確保其能夠實現良好的生長和發育。

當前，不定芽技術已在部分植物的培育過程中得到應用，比如紫羅蘭、蘭花，在一定程度上促進了園林建設活動的開展，其不僅能夠提高植物的生產率，而且還有利于增強植物抵御病蟲害的能力，應進一步加大研究與推廣力度。

3 生物技術在園林植物育種中的發展趨勢展望

基于各類生物技術的良好應用前景及所具備的重要作用，可以預見，未來其在園林植物育種中必然將得到更為廣泛的應用，且在市場的調控作用下，各項技術會逐步實現商業化發展，獲得更多的研發資金，從而更好地達到提高苗種數量和改善苗種質量的目的。結合當前生物技術的發展狀況和園林植物育種工作的實際需求，未來，生物技術在園林植物育種中的應用將主要朝著以下三個方向發展：

3.1 增強植物的環境適應能力

環境因素是影響植物生長的主要因素，許多植物之所以無法在園林建設過程中得到推廣栽培，很大程度上即是因為其無法適應陌生的環境條件[5]。因此，未來應重視借助生物技術增強植物的環境適應能力，包括抗寒、抗旱等能力，從而使植物能夠更好地適應不同的環境，達到進一步豐富地區園林植物多樣性的目的。值得注意的是，在增強植物環境適應能力的同時，需要同步提高其抵御病蟲害的能力，從而確保其能夠更好地適應不同區域的實際環境條件。

3.2 改變現有的雄性不育基因

為進一步加快植物的繁殖速度并促進其繁殖規模實現擴大，實踐之中，應重視在基因技術等生物技術的支持下，改變植物現有的雄性不育基因，為植物的無性繁殖創造良好的條件，充分滿足園林建設中對于苗種數量的需求。

3.3 改變植物的光合作用效率

光合作用是植物獲取生長發育所需養分的主要方式，為有效改善植物的生長狀況，實踐之中，應重視在生物技術的支持下，改變其光合作用效率，使其能夠更好地開展光合作用，從而為新品種的培育工作提供有力支撐，使得新品種能夠更好的生長，充分滿足園林建設中對于苗種種類和質量的需求，進一步豐富園林中的植物種類，增強生物多樣性。

4 結語

在園林植物育種中應用生物技術，是提升植物多樣性、改良品種及提高植物觀賞程度的重要路徑。當前，園林植物育種實踐中所使用的生物技術主要包括人工種子技術、細胞工程育種技術、基因克隆技術和不定芽技術四種，未來，生物技術還將進一步發揮作用，將切實增強植物的環境適應能力、改變現有的雄性不育基因及光合作用效率，切實提高園林的整體建設水平。