生物技术在植物

生物技术在植物（共9篇）

生物技术在植物 篇1

摘要：本文阐述了免疫学技术中的酶联免疫法、免疫荧光技术、斑点免疫法、免疫电镜技术、免疫染色标记技术及其他抗体介导的检测方法、核酸技术中的核酸探针、RFLP技术、PCR技术等的在植物检疫中的应用原理及优缺点。关键词：免疫学技术；核酸技术；植物检疫

随着我国动植物产品进出口贸易的日益增多，传统的检测手段已不能满足植物检疫需要，检疫手段的优化迫在眉睫，近年来在免疫学、分子生物学等领域取得了巨大的进步，为全面优化检疫手段，加快检测速度打下了坚实基础。1 免疫学技术

1.1 酶联免疫法

自酶联免疫吸附技术问世以来，已日益广泛应用于植物病毒、真菌、MID等的检测之中，如病毒方面，对种子中的大豆花叶病毒(SMV)、苜蓿花叶病毒(AMV)、大麦条纹花叶病毒(BSMV)、烟草花叶病毒(TMV)、黄瓜花叶病毒(CMV)、烟草环斑病毒(TRSV)、等病毒的诊断和检测；真菌方面，疫霉、腐霉、黑盘菌、等真菌的ELISA试剂盒已被商业化生产，并已广泛应用。利用上述ELISA试剂盒检测大豆根茎组织、土壤悬浮液中的大豆疫霉菌；土壤中大豆疫霉的游动孢子、卵孢子和菌丝；病组织中隐地疫霉；灌溉水中的疫霉游动孢子，效果都很好[1]。

1.2 免疫荧光技术

免疫荧光技术是另一种以抗体为基础的在植物病害检疫中具有重要应用价值的检测手段，现已成功应用于植物组织、种子及土壤中细菌及真菌的检测。利用免疫光技术成功的检测出菜豆萎蔫病菌，并且检测的灵敏度达到4.5×lO4cuf／mL，有效地解决了假阳性反应问题。此外，免疫荧光技术在检测土壤根组织的辣阑疫霉菌丝、土壤中樟疫霉游动孢子、瓜果疫霉游动孢子、叶组织中灰葡萄孢；病土、根组织中芸苔根肿菌休眠孢子；根组织中菌丝的厚垣孢子、组织切片中菌丝均取得了ELISA无法达到的效果。免疫荧光技术具有间接和直接免疫荧光法，其中间接免疫荧光法在实践中用途较广，一抗与结合有荧光色素的二抗结合，所发出的荧光可由免疫荧光显微进行检测，如利用免疫光技术可在显微镜下检测出结合有荧光色素抗体的细菌阳性细胞，免疫荧光技术检测的灵敏度一般约为lO3～lO5 cfu／mL，不仅对每个荧光细胞可以记数，而且可以观察有关细胞的形

态特征。虽然免疫荧光技术灵敏度高，但在实际使用中存在一定的缺陷，如需要昂贵的仪器，操作费时，并且有时受植物和土壤的自身荧光干扰，特别是在抗原量低时，自发荧光强于特异性荧光，致使观察困难，干扰了这项技术的广泛应用。

1.3 斑点免疫法

斑点免疫法技术是近年发展起来的血清学技术，它是通过酶标记抗体与吸收附于硝酸纤维素膜(简称NC)、尼龙膜或其他支持物上的抗原发生特异性结合，经加底物溶液后在NC膜上形成有色斑点的免疫学方法。目前已被应用于植物病毒、MID的检测之中。同ELISA相似，斑点免疫法也可以分为多种，较常用的有直接法、间接法、双抗体夹心法。斑点免疫法操作简便、快速、能够长期保存，在灵敏度方面也高于DASM-ELISA[2]。斑点免疫技术是一项十分有用的血清学技术，它的一个重要用途是组织免疫印迹，通常可以将组织材料(如切割开的种子)直接与硝酸纤维素膜接触，抗原从组织中释放，并结合于膜上,通过直接法检验或使用辣根过氧化物酶(或碱性磷酸酶)标记间接检测结合于膜上的抗原。由于斑点免疫检测技术具有与电镜观察法同样高的灵敏度，且操作容易、简便，试验本身血清用量少,且可重复利用，一次性检测的样品量大，因此是一种适合检疫需要的快速诊断检测方法。

1.4 免疫电镜技术

免疫电镜技术应用于植物病毒检测始于20世纪60年代，70年代以来发展较快，由于免疫电镜技术快速、准确、省工、省抗体和抗原材料，且制好的铜网以及抗血清的包被铜网均好保存一段时间，并可邮寄，因此该技术已广泛应用于植物病原真菌、病毒、MLO以及类病毒的检测中。免疫电镜技术具有与ELISA相同的灵敏度但比E1ISA更为直观、准确、快速，对于某些难于鉴定的木本植物病毒也可检测。

免疫电镜技术可直接检测感染病毒的组织抽提液(包括显症、未显症、脱毒苗)，除了病毒定性外，免疫电镜技术还可以用在植物粗汁液中病毒粒体的定量分析。此外，免疫电镜技术克服了以往检测MID只能用超薄切片进行电镜观察的缺点，现已能用诱捕法诱捕MLO。免疫电镜技术还可以检测dsRNA，已成功用诱捕法诱捕到被TMV感染的植物中复制型的dsRNA，并利用dsRNA抗学清诱捕到真菌病。可以看出，由于免疫电镜技术的诸多优点，因此该技术成为目前较为理想的检测

手段之一[3]。

1.5 免疫染色标记技术

Iin和Langenberg等在20世纪80年代首次将胶体金染色技术成功应用到植物病毒的检测。胶体金染色技术是利用金离子还原后的胶体金与抗体(或A-蛋白)结合形成稳定的抗体(或蛋白)-胶体金复合物，通过抗原的特异性结合，金颗粒附于同源病毒粒体的周围，从而得到检测病毒的一种免疫技术。以后，又对胶体金技术进行了改进，产生了金／银免疫法染色法、斑点免疫金染色以及斑点金／银染色法，并在植物病毒、细菌等的检测上得到了广泛的应用。免疫胶体金技术不仅可检测和鉴定出植物病毒，还可以确定植物病毒在感染细胞中的复制部位以及病毒基因产物在细胞中的合成部分，现已成功地用胶体金标记了马铃薯黄矮病毒的结构蛋白以及一些复制酸组分、转移蛋白等非结构蛋白。免疫金染色技术和免疫金／银染色技术具有省时、灵敏、稳定、价廉的优点。缺点是胶体金标记不易与小分子物质形成稳定复合物，并对盐类极其敏感，此外，胶体金标记的组织切片，微细结构对比度不是太好，细胞膜也不能清晰可辨，对于球型病毒，如果分散在细胞中就不易辨认。不过，随着单克隆抗体、CDNA探针与免疫胶体金等染色技术的结合使用，免疫染色标记技术的灵敏度将会进一步提高，相信不远的将来它将成为检测方面的一种非常有用的工具。

1.6 其他抗体介导的检测方法

EILSA和其他免疫学方法的检测基础均是抗体成分，并且由于抗体的专化性和对特殊抗原的亲和性，使得这些方法具有可定量测定的特性。另外，多克隆抗血清在一定程度上可满足检测的需要。多克隆抗体的制备简单便宜，纯化和酶结合的步骤也较为简便，在某些情况下对克隆抗血清的专一性要求并不严格，目的是大范围检测到目标病原菌，美国、巴西等多个国家已成功利用多克隆抗体检测柑桔衰退病病毒。然而，对于较为复杂的病原菌如细菌和真菌，多克隆抗体常常不能专一性地检测出目标病原，且多克隆抗体存在寄主抗原交互反应问题。单克隆抗体可克服这些缺点，是免疫学方法上的一项巨大的技术革新。单克隆抗体广泛应用于病毒、细菌、线虫等的鉴定和检测。单克隆抗体具有多克隆抗体难以媲美的优点，但由于其制备方法复杂、周期长、工作量大、价格昂贵、具体环节受影响的因素较多，在一定程度上限制了单克隆抗体的应用。核酸技术

20世纪80年代末至90年代初出现了利用核酸杂交技术检测植物病原的报道，并比较了核酸杂交技术与以抗体为基础的免疫学方法的优缺点，从中看出，核酸杂交技术在灵敏度、检测率及专一性等方面均比免疫学方法有了很大的提高，特别是PCR技术可以直接对病原物序列进行检测，从而大大提高了检测时的准确性。

2．1 核酸探针

核酸探针是利用经过标记(同位素或非同位素)并用于检测出互补核酸序列的一段寡聚核苷酸。核酸探针技术已应用于植物病害诊断和植物病原物的检测之中。典型的核酸杂交技术是将少量核酸打点在硝酸纤维膜或尼龙膜上，再浸入含特异性探针的杂交液中，通过放射显影或酶标颜色反应检测。杂交检测方法有多种，其中印迹杂交法非常方便，其灵敏度较世界ELISA方法灵敏2-3个反应级，而且杂交后的产物可干燥保存，这使得该杂交探针易于商业化并能够广泛应用在植物病毒、类病毒以及类菌原体等的检测。核酸杂交技术虽然在检测病原菌方面表现出它的优势，但由于其烦琐操作以及缺少灵敏的探针标记而限制了其普及应用。同位素标记灵敏度高，但同位素标记费用高、实验条件严格，且有放射性危害，标记好的探针在几周内其放射活性就衰退到不能使用，因而不宜大规模推广。非放射性的生物素克服了这些缺点，因而非放射生物素-亲和性系统被应用于各种病害检测，而在类病毒的检测上光生物素标记探针具有与同位素标记一样的灵敏度。目前应用于柑桔裂皮病检测的3种生物素：光生物素、生物素肼标记中，DIG标记的灵敏度最高，应用最广，由于非同位素标记具有同位素标记无可比拟的优越性；灵敏度高、费用少、对人体无害、保存时间长且稳定，非常适合口岸检疫技术的需要，它必将成为一种有力的检测工具。

2.2 RFLP技术

RFLP是一项比较复杂且耗时长的DNA检测技术。但它又是研究植物病原种群结构和遗传变异很好的工具。它先从生物组织中纯化DNA，用限制性内切酶切割后，利用凝胶电泳分离切割后的片段，接着进物染色，最后用标记的探针进行杂交。该技术能够快速鉴定到病原物种、变种、专化型和生理小种，RFLP分析是一种非常有效的分子生物学技术，具有敏感性高、所需样品少，快速简便等优点，随着分子生物学的发展，相信RFLP技术在病原物的鉴定和检测方面将得到更广泛的应用，尤其在检疫方面会越来越显示其巨大的优越性。

2.3 PCR技术

PCR技术是一种DNA体外扩增技术。在PCR反应中，将含有所需扩增的靶DNA双链经高温变性变成单链，在接着的退火中加入的寡聚合核苷酸引物与DNA模板结合，并在经这十几个循环后，靶DNA的含量将特异性扩增上百万倍，从而大大提高对DNA分子的分析和检测能力。由于这一技术具快速、简便、灵敏度高和特异性强的优点，因此PCR技术在植物病害诊断和病原物检测方面具有巨大的应用潜力，现已在植物细菌、病毒、类病毒、真菌、线虫等检测中发挥了重要的作用。PCR技术应用起来比较复杂，且需要相当昂贵的仪器设备和专业化的技术支持，因此目前只限于实验室中使用，难以推广普及，随着研究的不断深人及分子生物学的快速发展，PCR技术将在植物病害的检测方面发挥更大的作用。

实时荧光定量PCR(Real—time fluorescentquantitative PCR，FQ—PCR)技术是20世纪9O年代中期发展起来的一种新型核酸定量技术。最早是由Higuchi等，于1992年提出来的。1996年由美国Applied Biosystems公司推出。与普通PCR相比，它具有快速、灵敏、高通量、特异性强、自动化程度高、重复性好、定量准确等特点。但是实时荧光PCR技术也有其局限性，会受到非靶序列DNA的干扰，如何排除背景的影响，使实时荧光定量PCR具有普遍性是人们面临的又一个挑战

[4]。

总之，免疫技术和核酸技术以其灵敏、准确、快速的特点越来越受到人们的重视，为植物检疫工作的开展提供了强有力的技术支撑，如果能与其他传统方法相结合，将会推动口岸检疫工作更好地发展。

参考文献

[1]朱延书,康宁.生物技术在植物检疫检测中的应用[J].江苏林业科技.2003.06.[2]陶玲珠,杨洁磊．斑点免疫结合法对进口马铃薯脱毒组培苗的病毒检测[J].植物检疫,1992,6(2):ll8．

[3]胡伟贞,由雪娟.免疫电镜技术在植物病毒研究中的应用和进展[J].植物检

生物技术在植物 篇2

近年来, 植物细胞大量培养以提取有用次生代谢产物的研究, 并没有像人们所预计的那样广泛地进入工业化生产, 主要是发现细胞培养物的成本太高;越来越多的研究者已把工作重点转移到以细胞生物学和分子生物学为基础的次生代谢物的产量提高及成本的降低, 主要表现在以下几个方面:

1 植物组织、细胞培养生产次生代谢产物

次生代谢物是药用植物重要有效成分, 但由于野生资源日益减少和栽培品种品质退化, 给临床使用和质量控制带来许多困扰。利用生物技术生产有效成分, 能缓解药用植物资源压力。对于那些生长条件要求严格、生长缓慢、产量小、采集困难、价值贵重的植物药, 用这种方法更具有重要意义。利用植物组织、细胞培养生产次生代谢产物能克服以上缺点。天然抗癌药物紫杉醇在红豆杉植物中含量很低, 即使现在公认含量最高的短叶红豆杉树皮中也仅有0.069%。周忠强等 (2004) 通过采用固定化植物细胞培养技术可以克服细胞大量培养中的许多困难, 以小规模的培养细胞大量生产胞外目的产物。因为包埋于惰性基质的固定化提供了适于细胞分化的条件, 结果提高了次生物质的产量, 如李承森等 (1998) 报道熏衣草细胞的固定化培养, 辽宁紫草细胞的固定化培养等都取得了很好的效果。次生化合物的合成需要相当多的代谢酶 (包括同工酶) 基因参与, 这些基因的遗传变异直接影响药材的功效。目前已有不少调控次生化合物代谢的关键酶基因被研究。例如, 苯丙烷类代谢酶系是目前了解最清楚的植物次生代谢物合成途径, 其中许多酶基因已被克隆。利用黄酮、水杨酸等的生物合成都由此途径合成, 这个途径的关键酶是本丙氨酸解氨酶 (PAL) 、肉桂酸-4-经化酶 (CA4H) 和4-香豆酸CoA连接酶 (4CL) 。

在植物组织培养研究中, 发现培养细胞中含有各种特殊的代谢产物、药用成分和各种香精等。其中有些是微生物;有些是人工所不能合成的物质;有些是整体植物中含量甚微或整株植物十分缺乏, 而培养细胞中的含量却很高, 如柠檬叶、鸡眼藤的培养细胞中蒽醌含量比完整植株中高10倍。因此, 以培养细胞生产这些有用成分已受到生物学、医学及商业界人士的极大关注。目前用于以次生代谢产物生产为目的的组织培养和细胞培养的药用植物已有许多种。从细胞培养物中分离得到的有用物质有:酶类 (α-淀粉酶、淀粉酶、蛋白水解酶、过氧化氢酶、酸性磷酸化酶、β-糖苷酶、I-AA氧化酶、细胞色素氧化酶等) ;生物碱 (莨菪生物碱、利血平、吲哚生物碱、麦角碱等) ;甾体 (地奥甙元、山革皂甙元、育努皂甙元等) ;萜类 (角鲨烯、羊毛甾醇、环阿屯醇、人参三醇、人参二醇、油烷酸、人参甙等) ;色素等。1964年, 中国科学院上海植物生理研究所首先成功地进行了人参的组织培养, 随后我国和其他国家的一些学者将人参的组织培养过渡到工业化生产。目前我国学者已经建立了长春花、人参、丹参、三七、三尖杉、忍冬、红花、黄连、西洋参等几十种药用植物的液体培养系统, 并实现了人参的10L体积的大规模培养。胡之璧等 (1998) 对其培养细胞进行化学成分和药理活性比较分析, 表明与种植人参无明显差异, 并已作为美容保健品投放市场, 这是我国药用植物生物技术产品商品化的第一个范例。

通过筛选高产细胞系、改进培养条件和技术以及设计适合植物细胞培养的发酵罐, 人们已对包括紫草、长春花、毛地黄、黄连等在内的多种药用植物细胞进行大规模生产试验, 有的已成商品投入市场。为了加速植物细胞培养技术商业化生产进程, 各国科学家们一方面不断改进培养技术, 如控制培养的气相环境, 加入刺激剂, 加入大孔树脂吸附剂等;一方面发展新的培养方法, 如高密度培养、连续培养和固定化培养等, 以期得到一种适合于植物细胞工业生产的培养方法。随着研究的不断发展, 植物细胞大规模培养成为一种成熟的工业化生产方式已经为期不远了。同时, 代谢产物生物合成的基础研究越来越受到重视, 特别是有关酶的确定和分离, 不仅为控制代谢途径提供了科学依据, 而且为利用基因工程手段操纵代谢途径打下了重要基础。

直接从植物体内提取次生代谢产物含量太低, 例如, 用东北红豆杉生产紫杉醇, 全世界每年需250kg紫杉醇, 需要2500t干树皮, 相当于75万株树龄60a以上的红豆杉树皮的总量, 而红豆杉属植物生长十分缓慢, 仅靠自然资源远远不能满足需要。但利用组织培养技术进行次生代谢物的生产, 产量明显增加, 如紫草根中的紫草宁含量为干重的1%~5%, 而培养细胞积累的紫草宁在l4%左右, 人参培养细胞产生的皂甙可达11.2%, 已经进入用发酵罐生产的工厂化生产阶段。而现在主要采用两步培养技术、固定化细胞培养技术和两相培养技术来提高药用植物次生代谢产物的产量。姜广备 (1994) 报道丹参悬浮培养采取两步培养法时, 在整个培养期间, 可以连续产生隐丹参酮和铁锈醇。吕华等 (1995) 报道在硬紫草固定化培养过程中, 培养30d的紫革色素产量达到4.2mg/g鲜重, 相对色素分泌量达到70%。

2 发状根培养生产次生代谢产物

传统的中药材含有的有效成分绝大部分是次生代谢产物, 它们的合成途径非常复杂, 往往有几十个酶参与反应, 因此寻找出形成特定产物的关键酶就成为利用基因工程技术生产传统有效成分的关键步骤之一。发根培养技术的应用, 利用植物细胞培养技术生产次生代谢物真正实现商品性工业化生产的还为数甚少, 其主要原因在于培养的植物细胞生长缓慢, 次生代谢物含量太低, 以及生产能力不稳定等, 因而工业化生产成本太高。由发根农杆菌Agrobactedun rhizogenes感染双子叶植物形成的毛状根, 在近十几年中已发展成继细胞培养后又一新的培养系统。发根 (hair root) 是整体植株或其某一器官、组织 (包括愈伤组织) 、单细胞甚至原生质体受发根农杆菌 (Agrobacterium rhizogenes) 的感染所产生的一种病理现象 (形成多分枝的不定根) 。据不完全统计, 目前已有400多种植物建立了组织和细胞培养体系, 并从中分离出600多种代谢产物。

由于发根农杆菌及其Ri质粒转化产生的发状根比较容易再生出新植株, 而且很多植物的发状根在离体培养条件下都表现出原植株次生代谢产物的合成能力, 因此发状根培养又被称为转基因器官培养, 是一条利用生物技术生产次生代谢产物的新的有效途径, 很适用于有价值的次生代谢产物的生产。目前国内学者将发根培养技术应用于药用植物方面的研究, 先后成功地对绞股蓝、甘草、丹参等24种药用植物进行发状根诱导, 应用到的菌株有R1600、ATCCl5834、A4、LBA9402、TR105、R1000和Rri2659等, 得到的次生代谢产物有生物碱类 (莨菪生物碱、吲哚类生物碱、喹啉类生物碱等) 、苷类 (人参皂苷、甜菜苷等) 、黄酮类、醌类 (紫草宁等) 以及蛋白质 (天花粉蛋白等) 。刘俊等 (2005) 用A4、R1601菌株对盾叶薯蓣的根在1/2M液体培养基和28℃弱光条件下培养, 建立发状根快速繁殖技术, 转基因获得的发状根其薯蓣皂甙元的含量分别是微块茎、愈伤组织和植物体合成量的5.68倍、6.12倍和2.68倍。

毛状根生长迅速, 遗传性稳定和生化特性不易改变的特点, 越来越受到人们的重视。这一培养系统对传统药材来讲更为重要。因为约1/3的传统药材是植物的根部。刘涤 ( (1997) 报道目前已在长春花、烟草、紫草、人参、曼陀罗、颠茄、丹参、黄花、甘草和青蒿等40多种植物中建立了毛状根培养系统。大规模培养使用的发酵罐有多种类型, 其中以气升式效果为佳。在提高毛状根中次生物质数量的研究中, 发展了培养基连续流动、双液相发酵等新的培养技术;利用大孔树脂做为吸附剂的培养方法也有报道。

孙敏等 (2005) 用A4和R100对长春花叶片在MS培养基黑暗的条件下培养, 结果发状根中的总生物碱高于长春花的原植株和愈伤组织。目前世界上许多国家如美国、英国、日本、韩国及中国等都对中药植物和农用植物进行了大量深入的发根培养的基础理论研究。实验证明, 转化的发状根大部分都能检测到与原植株含量相当或高于原植株含量的次生代谢产物, 有些发状根中的药物成分甚至大大高于原植株的含量。Furuya等利用20t规模的反应器进行人参毛状根培养成功。在提高毛状根中次生代谢产物产量的研究中, 发展了培养基连续流动、双液褶发酵等新的培养技术。Hu和Alfermann在中国传统药材丹参毛状根培养中发现, 7种丹参酮存在于毛状根组织中, 约40%分泌到培养基中。同时, 还发现丹参毛状根中含水溶性酚酸类化合物, 其中丹酚酸A的含量超过原植物的2.17倍。在另一重要传统药材黄芪毛状根培养的研究中, 我们发现粗皂甙与可溶性多糖的含量明显超过黄芪干燥根。此外, 还成功地进行了黄苠毛状根大规模培养实验, 在10L体积的容器中经过21 d的培养, 其产量可达到10 g (干重) /L。中国科学院植物研究所的紫草细胞大规模培养。华中理工大学的红豆杉细胞大规模培养, 上海中医药大学胡之璧 (2002) 的黄芪毛状根大规模培养等。

生物技术的发展给制药业带来了新工艺, 例如各种层析技术特别是亲和层析技术, 已用于制药生产, 并带来了明显的收效。应用细胞工程技术已培养成功了多种菌类中草药, 周斌 (2004) 报道冬虫夏草、灵芝等, 使一些名贵的中草药可以用发酵的方法生产出来。细胞培养不仅可以保存和繁殖濒临灭绝的野生药用植物资源, 还可以大量生产临床上急需的紧缺的中药材, 而且还可以改进现有药材的品质。高山林等 (1992) 研究了培育优质品种的新途径, 他们用秋水仙碱诱导出丹参四倍体, 经染色体鉴定为同源四倍体, 试管苗移栽后, 发现其主要化学成分含量大大高于原 (二倍体) 植株。张荫麟等 (1995) 用根癌农杆菌感染丹参无菌苗获得冠瘿组织, 并发现B5和MS培养基有利于冠瘿组织的生长, 而6, 7-V和WP培养基则有利于丹参酮的合成。Chen (1999) 等用发状农杆菌的ATTC15834株系转化丹参胚细胞产生发状根, 发状根可产生丹参酮类和酚酸类两类化合物。

3 植物细胞生物反应器在药用植物次生代谢物生产中的应用

雷光富等 (1998) 认为, 药用植物细胞生物反应器技术以药用植物细胞或组织的大规模培养为基础, 它根据“植物培养细胞次级代谢全能性”的理论, 将药用植物细胞培养技术引入有用化学物质生产, 把细胞作为一个“活的工厂”, 通过对细胞进行固体或液体悬浮培养, 大量生产次生代谢产物。我国药用植物细胞培养的大规模研究是在20世纪70年代中期以后, 大量培养直接生产药用物质的研究工作取得了很大的成绩。一些重要的药用植物如人参、西洋参、黄连、长春花等植物细胞培养都十分成功, 经过筛选, 产生出相对几倍或几十倍于该植物完整植株所产生的代谢产物。据统计, 有40余种化合物在细胞培养中的含量超过了原植物。目前, 已建立适于不同植物组织培养及大量生产的新型生物反应器并进行优化控制。

邢建民等 (1997) 在2000L搅拌式生物反应器上进行了人参根组织培养生产人参细胞, 随后又在20000L生物反应器上成功地进行了每月100kg的人参愈伤组织的培养。采用20L气升式生物反应器培养西藏红豆杉, 反应器中紫杉醇总量 (细胞内+细胞外) 最高达20.84mg/L (第23天) , 约为摇床培养 (10.37mg/L, 第28天) 的2倍。刘涤等 (1997) 报道熊果甙是人类皮肤中黑色素合成的有效抑制剂, 利用毛曼陀罗、长春花和蛇根木的培养细胞进行的生物转化取得了成功, 其产量分别为3天7.1g/L、4天9.2g/L、7天18g/L, 已经达到化学合成的产量, 也有希望成为商业化的产品。但由于多数生物转化反应的效率较低, 能够达到工业化和商业化的例子还不多见, 这方面仍有待进一步研究。

4 小结

今后研究的主要方向集中在价值大且濒危的药用植物的组织细胞培养, 对次生代谢产物的产生进行调控, 一些重要中药化学成份的生物转化。植物组织培养这一技术在中草药方面应用的前途是无限广阔的, 它不仅有利于探讨和阐明药用植物生理、遗传和成分生物合成等一系列理论问题, 而且一旦工业化生产问题得到解决, 将可以为防病治病做出很大的贡献。利用组织培养生产药用成分, 探索天然药物生产工业化的途径是当前药物生产的一个新方向, 随着大规模人工培养技术的成功, 就有可能用组织培养法来代替全植物提取有效成分, 这项工作将是未来研究植物药的中心课题之一 (张永乐, 2005) 。

摘要：综述了近年来生物技术在我国药用植物次生代谢产物方面的应用进展, 包括植物组织、细胞培养产生次生代谢产物, 发状根培养生产次生代谢产物, 植物细胞生物反应器在药用植物次生代谢物生产中的应用概况, 并提出了该领域存在的问题和发展方向。

生物技术在植物 篇3

关键词 土壤；微生物；植物生长

中图分类号：S154 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2014）11--2

一些体积小到无法用肉眼观察的微生物，却对植物生长方面有着不可替代的作用。每亩耕地微生物的湿重约为90～225 kg/667 m?，这些重量看似微不足道，但作为有机物的分解者，它们不但为植物提供有机物，更在植物固定氮气方面做出了巨大的贡献。科学家就此研制出的微生物制剂，以提高作物产量推动人类社会发展。

1 微生物简介

1.1 物种多样性

微生物以群落为单位生存，这些可以适应各种恶劣环境，甚至高浓度酸碱等极端环境下生存的微生物，种类庞大。到目前为止，人类未知的微生物种类几乎占据整个微生物家族种类数量的99%以上。

1.2 遗传多样性

微生物遗传多样性在本质上就是碱基排列的多样性。这些不同数量，不同种类，不同排列方式的碱基，以其无数多的排列种类，构成了无数多的微生物物种，从而产生了各种各样作用的微生物，这些微生物又分工合作，对促进植物生长产生作用。

1.3 结构多样性

导致微生物生理功能和代谢方式多样化的原因有很多，最直接的原因是细胞结构组分的多样化程度。科学家们通常用提取、分析标志性生化组成部分和微生物的代谢产物来或取微生物的结构特征。

2 微生物作用

2.1 提供所需的离子或元素

植物生长发育过程中，通常需要大量的氮离子来合成自身所必须的物质。而这些氮离子的来源一度让否定土壤里含有大量氮离子的科学家们费解。这个问题直到1886年科学家从大豆的根部提取出可以固氮的微生物后才得以解决。

固氮微生物家族由一百多种原核生物组成，通常固氮菌与植物的关系为一对多的专一共生关系，且与二氧化碳的同化最初产物为苹果酸或天冬氨酸的碳四植物共生的固氮菌，固氮效率高于二氧化碳同化最初产物为光合碳循环中的三碳化合物3-磷酸甘油酸的碳三植物。

这些固氮菌能通过自身的生命活动，新陈代谢把空气中的氮气转化为利于植物吸收的氮离子，从而提高土壤中氮离子的含量，使植物生长发育过程中大量需要的氮离子数量得到保障[1]。

此外，土壤中的钾元素、磷元素，含量远不够植物生长发育的需求。所以，植物生长发育时吸收矿物质中的钾元素、磷元素，需要钾细菌和磷细菌的帮助。

这些细菌在提取矿物质中钾元素，磷元素时，产量受到许多外界人为因素，自然条件的影响。这些细菌在提取元素时还可以起到一定的固氮等积极作用。值得一提的是，钾细菌和磷细菌不仅对植物生长发育有积极作用，对土地土质提高也有积极影响。这些细菌在新陈代新时不会产生有害物质，而且产生的代谢废物还可以提高土壤肥沃程度，提高地力。

锰元素是植物进行生命活动，新陈代新，化合物合成不可或缺，不可替代的重要元素，植物对锰元素吸收程度决定植物生长发育的优劣。科学家发现根部促生菌可以促进植物对锰元素的吸收，并且这种在微生物界大量存在的促生菌还会产生吲哚乙酸改变细胞壁的微结构，经过一系列作用使细胞变大，增大植物体积。促生菌还可产生IAA，ABA等植物生长素，促进植物生长发育[2]。

2.2 增强植物自身体质

在自然界，植物由于无法移动，对环境的要求要比动物大得多。当植物生长在条件恶劣的土壤里，能帮助他们的只有微生物了。微生物通过产生一些酶并作用于植物的各个细胞，使细胞活性增高，体积变大，增加内部化合物合成效率，增强细胞生存能力，从而提高植物的抗逆性。还有一些菌根可以承担一部分根的作用，使植物更好地生长发育。

此外，微生物还能在植物根部形成一层类似于人类皮肤的保护层，每个微生物与微生物之间通过细胞膜，水和一些化合物相互联系形成一种黏胶层，覆盖在植物的体表，在不影响植物正常的生长发育的情况下，使这层保护层可以阻挡大多数病菌对植物的侵犯，并且降低植物染病的几率，有效地保护植物，增加植物在野生状态下的成活率，使植物生长发育更加健康，高效[3]。

2.3 对土壤有很强的改善能力

作为土壤里主要的分解者，微生物对于土壤的积极影响是相当巨大的。随着人类社会的不断发展，工业的不断进步，一些生产过程中不可避免出现的垃圾，废弃物被排入江河，最终吸收进土壤，还有一些土地，连续大量使用化肥强行提高产量，不注重土地的保护，使土地养分，水分流失严重，造成土地的日益贫瘠干枯，重金属含量超标，影响植物生长发育，如果这些含有重金属的植物被装盘送上餐桌，便可造成重金属在人体内的积累，无法排除。日积月累下，重金属含量由量变到质变，便会对人体产生不可估量的巨大伤害。此时，微生物的作用便会凸现出来。

微生物在土壤内无处不在，它们可以和土壤内的有害物质充分接触，通过自身的化合作用，降低土壤内重金属的含量，分解无机物垃圾及有机物废物，使之变成无害的小分子或离子，这些小分子或离子随微生物代谢排出体外，进入土壤，可以大幅度提高土壤肥力。

同时，微生物作为生命体，其体内储存一些生命所需的必要元素，如碳、氮、钾、硫，所以微生物种群可以作为一个元素及能量的储存载体，可以控制土壤内生命元素的输入以及输出的平衡。在新陈代谢过程中微生物系统可以被看作是一个银行，控制着整体资金流动，调控整体资源，使有益的元素流动起来，循环再生。

此外，在一些树丛或灌木林，地上堆积的大量枯叶，经过微生物的分解后产生一种芳香族及其多种官能团构成的高分子有机酸—腐殖质酸，这种酸具有良好的生理活性和吸收，络合，交换等功能。腐殖质酸可以构成微生物细胞内的溶质，承载各种化合反应，还可以充当植物激素，对植物的生长发育有一定的促进作用。残留在土壤中的腐殖质酸，可以改良土壤，提高土壤肥力，保持土壤水分，对植物生长发育，有间接地促进作用。

3 人造微生物制剂发展概况

鉴于微生物对植物及土壤的积极作用，科学家们开始陆续研制微生物制剂，来补充一些土壤微生物不足的情况，或者直接培育喷洒微生物制剂的农作物，增加产值。微生物制剂多种多样，有固体制剂与液体制剂，功能主要有促进植物生长发育，与加强植物抗病能力。随着科学的不断发展越来越多的有益微生物制剂将被研制出来。

参考文献

[1]李小容，李蕾植物化感物质与土壤微生物的研究进展[J].广东农业科学，2013（12）.

[2]王从彦.豆科植物对根际土壤微生物种群及代谢的影响[J].生态环境学报，2013（1）.

[3]孙萍高.多环芳烃污染土壤微生物修复技术[J].安徽农业科学，2014（19）.

生物技术在植物 篇4

综述了AFLP分子标记技术在观赏植物研究中的应用,主要内容有:1)遗传多样性和亲缘关系分析,2)遗传图谱的.构建,3)基因定位和克隆,4)种质资源和品种的鉴定,5)辅助选择育种.同时还对AFLP分子标记技术存在的问题和前景作了简要探讨.

作 者：蒋细旺 张启翔 JIANG Xi-wang ZHANG Qi-xiang 作者单位：蒋细旺,JIANG Xi-wang(国家花卉工程技术研究中心,北京,100083;江汉大学医学与生命科学学院,湖北,武汉,430056)

张启翔,ZHANG Qi-xiang(国家花卉工程技术研究中心,北京,100083)

生物技术在植物 篇5

基因表达谱差异显示技术是最近兴起的研究同种细胞在不同状态下基因表达差异的一种有效手段.目前已成功地应用于植物对害虫取食诱导防御的分子机制和发掘植物内源抗虫基因的研究领域,并显示出独特的`优势.本文仅就植物被害虫取食前后基因表达谱差异研究中所涉及的技术、原理、问题和取得的进展进行综述和展望.

作 者：韦朝领 高香凤 江昌俊 叶爱华 WEI Chao-ling GAO Xiang-feng JIANG Chang-jun YE Ai-hua 作者单位：韦朝领,WEI Chao-ling(安徽农业大学资源与环境学院,合肥,230036)

高香凤,江昌俊,叶爱华,GAO Xiang-feng,JIANG Chang-jun,YE Ai-hua(安徽农业大学农业部茶叶生物技术重点开放实验室,合肥,230036)

植物保护生物技术课程感想 篇6

经过了一个学期的学习，我对植物保护生物技术课程有了一定的了解与感想。我认为现代生物技术的发展，为从根本上保护植物，解决环境问题提供了无限的希望。现代生物技术的广泛应用必将大大提高植物的生产水平与技术水平加速我国农业现代胡的进程，利用植物生物技术能够选育和培育出各种抗病虫害的心得植物品种，用植物生物技术能够选育和培育出各种抗病虫害的新的植物品种，同时生物技术对植物病毒和病源进行了快捷而有效的诊断，基因工程农药的使用免除了病虫的危害，也有效的避免了过度使用有机农药产生的恶果。因此，充分利用各种生物技术，能够有效的起到植物保护作用，从而保护了物种的多样性，保护了生态环境，实现了人与自然的可持续发展。

随着科学技术的快速更新，生物技术已经被广泛地应用于植物保护方面。21世纪，生物技术将成为植物保护的主流技术之一，生物技术的运用极大地促进了植物的保护，生物技术的发展，对植物保护产生了革命性的影响。利用生物技术可分离出生物的某一基因，然后转移到另一生物体内，同一基因在这里自我复制，从而产生更强壮、更适应环境的新品种。一批抗虫、抗病、耐除草剂和高产优质的农作物新品种培育成功。植物生物技术不仅从根本上改变了传统农作物的培育和种植，也为农业生产带来了新一轮的革命。植物生物技术涉及细胞、原生质体和组织培养以及基因重组技术，在提高作物产量、珍稀植物的快速繁殖、生产人工种子、创造植物新类型、改良品种 品质和增强植物抗逆性等方面有着广阔的应用前景。

人类自懂得驯化和栽培植物，新品种的选育和良种繁育就一直是维持稳定地发展农业的一个重要方面。在这里常规选育周期长、工作量大，特别是存在提高产量。改良品质和增强抗逆性等难以兼得的问题，在增强抗逆性方面常常难以寻找到用之有效的抗源。植物生物技术的发展和应用对传统的育种工作无疑使提供了新的行之有效的手段，不仅能加速育种的进程，克服常规育种中的种种困难，更 的是它大大拓宽了对有益种质资源的利用。

由此可以看出，生物技术对植物保护的重要意义以及发展的空间，生物技术的发展空间还很大，我记得大二时上的植物组织培养实验课上，我们亲手完成植物组织培养并观察到植物部分组织的生长时同学们都很惊讶。生物技术的各个领域对农业的高产、品种的改良等目标的实现越来越近，将农业带上了一个新的高度空间。所以，上了这门课我受益匪浅，拓宽了我的专业知识和看待农业的眼界，在以后的学习中我会学以致用将所学的联系结合起来运用。

植物保护102班

生物技术在植物 篇7

1 基因工作在植物病害防治中的应用

在开展植物病虫害的防治工作中, 基因工程是一项十分重要的应用, 基因工程在植物病虫害的防治中主要包含了以下几个方面。CP基因。CP基因能够将植物对于病毒的免疫性进行适当的诱导, 从而很好地提升植物抵御病虫害的能力。目前, 在国内外的植物病虫害防治工作中这种外壳蛋白基因开展了有效的应用, 比如烟草花叶病毒等。这种CP基因的应用可以使得植物对于病害有一定的免疫功能, 能够很好地减少植物可能出现的各种病害。RP基因。RP基因是复制病毒的复制酶基因, 而复制酶指的是通过对病毒的编码, 再利用不同的组合形式形成不同的聚合酶。该基因主要的作用是对病毒基因的DNA进行快速的合成。同时, 该基因还能够将一些具有缺陷的复制酶基因转入到植物之中, 这样就能够受到复制酶的影响, 进而导致其复制作用受到一定的影响, 从而有效的降低病毒复制的速度。Sat-RNA以及中和抗体。这是一种低分子的RNA, 一般需要依靠病毒才能够实现复制的过程, 并且复制的郭恒会对辅助病毒的复制产生不同程度的影响, 进而造成在症状表现方面产生一定的变化。实践中生物技术应用到植物病害的防治中, 主要是采取将病毒的症状减弱的Sat-RNA, 对于减少植物的病虫害有着一定的积极作用, 应给予充分的重视。

2 生物技术在植物虫害防治中的应用分析

蛋白酶抑制剂在大部分的生物体内都有着一定的含量。这种基因是维持生物体内正常代谢的重要保证, 同时也可以很好的抵御各种外来的蛋白水解酶, 所以能够比较好的防治生物体内所造成的损坏。近年来, 生物技术得到了快速的发展, 对于蛋白酶抑制剂的研究工作也越来越广泛, 特别是其抗虫害方面的作用显得也更加的突出。一般情况下, 蛋白酶的抑制作用在杀虫工作中可以起到很好的抑制昆虫肠道蛋白活性的作用, 可以对昆虫的消化系统产生一定的破坏作用, 进而使得昆虫由于缺少一定的氨基酸而没有办法正常的生长和法语, 最终导致昆虫的死亡。目前, 这种通过蛋白酶来抑制昆虫生长的方式在保障植物的正常生长有着很好的促进作用, 正在被广泛的应用, 极大提升了植物的抗虫害能力, 促进了植物的健康生长。

3 生物技术在植物的草害防治中的应用分析

生物技术可以将一些具有抵抗除草剂的基因转移到植物之中, 使得植物自身具备对于除草剂等药物的抵抗能力。这些具备抵抗除草剂基因包含了利用编码可以分解除草剂的酶、在出现扩增现象的时候被除草剂损害的酶等, 通过这些基因的作用就可以达到抗草害的目的。近年来, 人们的环保意识不断的增强, 在生物技术的应用中也更加注重对于环境的保护。通过有效的应用生物技术能够达到草死苗长的目标, 以此来促进除草剂应用价值的不断提升。

4 小结

近些年来, 伴随着科学技术的不断进步和发展, 在植物病虫害的防治工作中也获得了一定的进步。生物技术的有效应用, 能够很好地促进对于植物以及病菌之间相互作用机制的研究, 进而更加全面和深入的了解各种不同细菌分子在引起植物病虫害过程中所产生的不同影响, 反过来也可以促进生物技术的不断改良和优化。这将更加有效地提升植物病虫害的防治效率, 进而促进植物的健康生长。本文主要结合实践探讨了基因工作在植物病害防治中的应用, 同时就生物技术在植物虫害防治的作用进行了研究, 并就生物技术在植物的草害防治中的应用开展了论述, 以期能够更好地促进生物技术在植物病虫害的应用。

摘要：伴随着社会经济的不断发展和进步, 我国的农业经济也获得了比较大的进步, 但是目前农作物的生产过程中的病虫害已经成为了当前农业经济发展中的难题, 影响着农作物的产量。实践中造成农作物减产的原因是多方面的, 而作物在生长过程中病虫草害是导致农作物减产的重要因素。近年来, 伴随着社会的不断进步和发展, 生物技术在植物病虫害的防治中应用越来越广泛, 获得了比较好的效果。本文主要结合实践, 就生物技术在植物病虫害防治中的应用开展了研究和分析。

关键词：生物技术,病虫害防治,应用展望,综合防治,应用研究

参考文献

[1]王玲.生物技术在园林植物病虫害防治上的应用[J].安徽农学通报 (上半月刊) , 2009 (11) .

[2]王大平.城市园林植物病虫害的综合防治[J].渝西学院学报 (自然科学版) , 2003 (04) .

[3]叶百诚.分析生物技术在园林植物病虫害防治中的应用[J].农业与技术, 2012 (05) .

生物技术在植物 篇8

关键词:木霉;生物防治;生防机制;菌剂

中图分类号:S433 文献标识码:A

文章编号:1674-0432(2010)-05-0026-1

木霉是世界公认的高效生防菌株,木霉菌属于半知菌类的丝抱纲丛梗饱目丛梗抱科,是广泛存在于土壤中、植物残体、植物根围、植物叶片及种子、球茎表面及动物粪便上的具有对其他真菌有拮抗作用的丝状真菌。木霉菌由于生长迅速,能产生大量的分生孢子和抑菌代谢产物,在植物病害的防治中发挥了重要的作用,目前已知的具有寄生和拮抗作用的的木霉属种类主要有哈茨木霉、绿色木霉、钩状木霉、长枝木霉、康氏木霉、绿粘帚霉。

本文就木霉在植物病害防治中的应用、木霉菌剂的研究进展等几个方面进行讨论和阐述:

由于木霉菌的拮抗作用具有光谱性,目前已被认为是植物病害生物防治最有效的生防菌之一,其中以哈茨木霉和绿色木霉的研究最为深入。木霉菌还具有适应性强、产抱量大,易于工业化生产、能产生多种抗生物质及溶解酶,降低病原菌产生抗药性等的诸多优点,目前已广泛用于防治多种由真菌引起的植物病害,包括土传病害如立枯丝核菌、镰刀菌等引起的立枯病、猝倒病等,疫霉菌、腐霉菌、链格抱菌等白绢病、疫霉病,以及由炭疽菌引起的炭疽病等,木霉菌主要用来防治土传病害和叶部病害。

从最初被用到生物防治,木霉菌在植物病害的生物防治研究经历了几十年的发展历史,并且拮抗木霉菌的生防效果在国内外的众多实验中得到证实。目前木霉菌剂防治植物病害的方法主要有:土壤处理,如丁万隆利用麦麸生产哈茨木霉菌剂,以添加剂的方式添加到土壤中,对几种要用植物的病害进行了防治实验,结果表明木霉制剂对北沙参菌核病的防治效果为83.6%,对黄芪根腐病菌和西洋参立枯病菌的田间防治效果分别达到80%和60%;叶片喷施,杨春林利用哈茨木霉孢子悬浮液防治黄瓜白粉病,并测定了其对黄瓜的促生作用,结果表明木霉菌株T-30有明显的促生作用,可以增加叶片数和蔓藤的长度,从而增加产量,并可有效控制大棚内黄瓜白粉病的发展,防治效果达到78%;木霉菌剂在林木病害的防治中也取得的不错的防治效果,如防治苗木立枯病、杨树烂皮病等,其中林间防治杨树烂皮病,防治效果达82.4%。

自从1932年Weindling发现木霉菌对植物病原真菌有拮抗作用,70多年来国外专家、学者对木霉菌生物药剂的开发做了许多尝试和深入的研究,但是,与国外木霉菌剂研制的水平相比,目前国内还处于小规模的试验阶段,真正形成商品化的产品很少,目前世界上商品化的木霉产品不多,主要集中在欧美国家和地区,在整个生防菌剂产品中,木霉菌剂产品约占到60%左右,如美国、西班牙、以色列、新西兰等国家,比较著名的如美国BioWorks公司出品的哈茨木霉(T-22)产品,已经在田间和温室内广泛应用,其活性成分T-22主要通过重寄生作用来对病原菌的生长进行抑制,并形成了一系列的产品,对于土传病害和叶部病害均能有效的控制和保护。以色列的木霉菌剂产品研制和开发也相对发达,最早的产品是Makhteshim公司出品的哈茨木霉(T-39)系列产品如Trichodex等,其最初用在由Botrytis cinerea引起的灰霉病、白粉病和炭疽病等的防治,并取得了极佳的防治效果,但是目前由于研发费用较高,已经停产。目前以色列的木霉菌剂产品主要是有以色列希伯来耶路撒冷大学农学院下属的生物公司Mycontrol研制的Trichoderma 2000等产品,主要是进行植物根部病害如丝核菌、腐霉菌等的防治。

拮抗木霉菌的生防效果已在很多应用实验中得到证实,但由于受外界环境的影响,木霉群体的定殖能力和生存能力受到一定的限制,其生防效果不稳定。这也是所有的生防拮抗菌应用上的主要问题,因此当前木霉生防菌剂的相关研究开发方向为:

第一、利用现代基因工程技术如DNA重组、原生质体融合的手段培育耐环境胁迫,拮抗能力强的生防工程菌株。

第二、进行发酵条件的优化,以提高固体发酵分生孢子产量和液体发酵抗生素的代谢水平。

第三、利用分子生物学技术研究木霉与寄主和病原菌之间的作用的分子机理,并通过构建cDNA文库,筛选功能基因。

第四、进行菌剂的保藏和菌株的复壮研究。

参考文献

[1]李卫平,林福呈.绿色木霉对蔬菜苗期病害的防治和促生作用[J].浙江农业学报,2000,12(2):106-107.

[2]S.Freeman and Y.Nizani Control of Colletotrichum acutatum in Strawberry Under Laboratory,Greenhouse,and Field Conditions Plant Disease 1997,7:949-952.

[3]丁万隆,程惠珍,陈君.应用木霉制剂防治几种药用植物病害的研究[J].中国中药杂志,2003,28(1):24-27.

[4]杨春林.哈茨木霉T-H-30菌株对黄瓜白粉病的防治效果及其促生作用[J].中国生物防治,2008,24:55-58.

[5]项存梯,高克祥.杨树烂皮病生物防治的研究[J].东北林业大学学报,1991,9(6):15-25.

[6]薛宝娣,李娟,陈永萱.木霉(TR25)对病原真菌的拮抗机制和防病效果研究[J].南京农业大学学报,1995,18(1):31-35.

关于植物组织培养技术感想 篇9

植物组织培养俗称植物克隆，是当今国际农业领域的一项高新植物育苗技术，是在无菌条件下，将植物器官、组织、花药、体细胞甚至原生质体等外植体接种到人工配制的培养基上培育成植株的技术。研究人员可以通过研究外植体其在不受植物体其他部分干扰的条件下的生长和分化规律，另一方面，研究植物体的器官、组织和细胞在改变培养条件，包括培养基的配方、光照和培养温度等的生长、分化和发育规律，从而解决植物形态建成中的实际问题，为农林、医学等生产提供理论基础及实践指导。

一、植物组织培养的原理

植物细胞的全能性是指植物体的任何一个细胞都具有生长分化成为一个完整植株的能力，整个过程包括细胞的脱分化和再分化过程。植物组织培养是利用植物细胞全能性，将其从植物体中分离出来，这一过程称细胞脱分化，然后在一定的培养条件下经再分化，最后形成完整的植株的过程。

二、植物组织培养的基础条件

植物组织培养的技术条件主要包括培养基的配制、无菌条件和培养条件等。

（一）培养基的配制

植物组织培养中一个关键的步骤。对组织培养的外植体生长而言，培养基的组分是一个决定性的因素，不同的植物材料要求不同的培养基，适于诱导愈伤组织的培养基不一定适于器官分化，适于固体培养的培养基不一定适于液体培养，因此要想获得成功，必须精心选择适宜的培养基。根据培养基的物理状态，可将植物组织培养分为固体培养和液体培养。不同的外植体、不同的培养方法、不同的培养目的等，都要求采用不同的培养基。

一般来说植物体对土壤的pH值有一定的要求，所以外植体培养基也不例外。目前，在植物组织培养上常用的培养基有十几种，其主要成分是大致如下：首先，培养基中含有大量的水分，可以满足外植体生长对水分的需要。

其次，培养基中的矿质元素包括植物必需的大量矿质元素N、P、K、Ca、Mg、S和微量元素Fe、Mn、B、Cu、Zn、Mo、Cl以及非必需的Na等。糖除了给外植体提供碳源外，还可调节培养基的渗透势。碳源一般采用蔗糖，少量采用葡萄糖，浓度各有不同。

植物生长素和细胞分裂素要根据培养的目的适当选用。可采用IAA、IBA和NAA、KT、6-BA、ZT等。在诱导根和芽的等不同分化时段，还需根据要求调整培养基养分的比值。维生素B(硫胺素)是必需的，而烟酸、B16虽属于不必需，但对生长有促进作用，所以一般也添加到培养基中。有些培养基中还包括氨基酸、水解酪蛋白、酵母汁、椰子乳等有机附加物，以促进细胞的分化。

（二）无菌条件

根据前面的配制可知，由于营养基的营养十分丰富，微生物极易滋生而造成污染，因此，在植物组织培养的整个过程中都必须保持严格的无菌条件。所以消毒显得重要。外植体的消毒通常采用氯化汞、过氧化氢、次氯酸钙、次氯酸钠或70%的酒精等，消毒后需用无菌水充分冲洗。用具必须进行高温高压灭菌。培养室要尽量保持无菌状态，定期用紫外灯照射和用杀菌剂熏蒸杀菌。

(三)培养条件

自然界中的植物体所需的光、温、水、气，植物组织培养时也同样所需要。水分和氧气条件一般容易得到满足，而植物组织培养条件可通过人为控制光照和温度，温度一般控制在25~28℃之间，有的还要求有昼夜温差，主要通过控制光强和光周期进行调节。人工光照一般采用日光灯，也可以透光的玻璃培养室利用自然光照。

三、植物组织培养的优缺点

（一）植物组织培养技术优点

植物可以不受生长季节限制地繁殖；不携带病毒，防止植物病毒的危害，极大的提高了农业生产效率；培养周期短，短时间内大批量的培育出所需要的植物新个体；可用组培中的愈伤组织制取特殊的生化制品；可短时间大量繁殖，用于拯救濒危植物；可诱导之分化成需要的器官，如根和芽；解决有些植物产种子少或无的难题，如将香蕉进行组培得到人工种以方便移种。

（二）植物组织培养的缺点

为了满足人们生活需要，吃饭问题已经与组培快繁密不可分了。由于培养基几乎完全属于人为调配获得的，这就导致一个问题，调控的人是否理解植物的特性、是否熟悉培养基的理论和植物生理、是否有足够的经验来驾驭组织培养技术，这几点都决定了组培育苗的品质。如果严格把关组培过程的话，那么组织培养或快速繁殖所获得的苗，跟叶插、砍头苗完全一样，能最大程度的保留了植物的完整基因组。这是组培快繁的最大优势，这也就决定了目前重要的作物、名贵花卉的繁殖和保存也都是组培快繁的途径实现的。

转基因植物食品对我们来说已经是一个公开的话题，也是借助组培快繁平台来完成，我们生活中至少接触30种转基因植物的衍生产品。资料显示这些衍生产品的缺点也比较明显：1）表现为“硬化”不足，即从实验室进入温室后进行驯化栽培时间不够，行内称作“硬化”。2）激素残留明显，或者对激素的敏感性变化，少部分苗会在后期发根后呈现出一些残留激素效应，这种效应不会超过一年，表现为容易出侧芽、大量畸形根、生长周期紊乱、开花增多等。但是这种情况并不是组培快繁苗所特有，用激素诱导的叶插和砍头苗也会出现这种症状，甚至更夸张！因此这一点并不是鉴别组培苗的根本。3）对有性繁殖的影响，由于组培快繁获得的苗都是小苗，需要经过硬化和长期的温室栽培才可能开花，所以一般存在对有性繁殖无影响。4）根原基异常，由于激素环境下会对导致根原基维管束的排列紊乱，这就导致了出根可能会受到抑制，正常的根无法顺利萌发。

四、植物组织培养在生产实践上的应用

（一）植物体的无性快速繁殖及脱毒

用组织培养技术进行植物的无性快速繁殖，已广泛应用于一些花卉、果树等园艺作物、农作物以及林木的育苗。如广东、广西和海南岛香蕉的种植已大多采用试管苗，甘蔗和兰花试管苗也已大量应用于生产，柑橘、菠萝、草莓、桉树以及其他许多花卉等也利用试管苗进行栽培。

受病毒感染的马铃薯植株，除了茎尖生长锥外，其他部位往往都带有病毒。因此，继续用块茎作繁殖材料，必将导致后代植株染病。若利用茎尖生长锥作外植体进行无性快速繁殖，所生产出的幼苗将不带病毒，从而达到脱毒的目的，可解决马铃薯品种的退化问题。利用组织培养技术进行无性快速繁殖具有许多优缺点，在实际生产中应该注意扬长避短，本着良心去做事，最好是建立相应的法规并严格执行。

（二）花粉培养和单倍体育种

利用花粉进行组织培养可以获得单倍体植株。进行单倍体育种，可以加速育种的进程并可获得纯系。我国已培育出10多种花粉植株，如水稻、小麦、大黑麦、小黑麦、玉米、甜菜、茄子、烟草、辣椒、杨树和橡胶树等，其中小麦“花培一号”、烟草“单育一号”等优良品种已广泛应用于生产。

（三）人工种子

将植物组织培养中产生的体细胞胚包裹在含有养分的胶囊内，可像种子一样直接播种到大田用于生产，即所谓的人工种子。天然种子中的胚是合子胚，而人工种子中的胚是体胚，胚乳和种皮也是人工的。目前，已有胡萝卜、芹菜、苜蓿、棉花、玉米、水稻、橡胶树等几十种植物的人工种子试种成功，但成本相对较高，美国己大规模生产树木的人工种子。

（四）原生质体培养和体细胞杂交

采用酶法去除细胞壁的原生质体培养，不仅是研究细胞生命活动机理的良好体系之一，还可以通过原生质体培养开展原生质体融合与体细胞杂交，获得新品系、新品种。从理论上讲，细胞杂交比有性杂交可得到更多的不同类型。

五、总结

目前，植物组培方式以固体培养基培养为主，液体培养基培养由于具有物质交换快，生长速度快，产生的代谢物质不会在组织周围积累等优点，值得大力研究与推广。同时要有计划、有步骤地引进先进的植物组培苗生产配套设施，建立健全培养室组培快繁与温室栽培相配套的组培苗生产体系，确保培育出高质量的商品化组培苗。