在安謐而潔凈的廠房里,一段小小的蘭花莖尖,循著一道道由學者周密設計的工藝流程,經過一個個操作者的精雕細琢,奇跡般的化為成千上萬株長在試管里的健壯種苗,移到大田里,變成成千上萬株亭亭玉立的蘭花……
像這樣的“蘭花工廠”,許多國家都已建立。生產的也不光是蘭花,還有康乃馨、水仙等花卉。當然“蘭花工廠”是通俗的說法,這種生產過程的正式名稱是植物組織培養(yǎng)。
目前,生物技術正在世界突飛猛進地發(fā)展,在醫(yī)學、農業(yè)、食品工業(yè)、能源工業(yè)、環(huán)境保護各個領域表現(xiàn)出極大的生產潛力。作為生物技術有力手段的組織培養(yǎng)也日益受到重視,在農林作物的脫毒快繁、突變誘發(fā)、細胞工程和基因工程等方面都可以發(fā)揮作用。
植物組織培養(yǎng)是指在無菌條件下,將植物體的一個器官,如根尖、莖尖、葉、花、未成熟的果實、種子等, 或一種組織,如形成層、花藥組織、胚乳、皮層等,或單個細胞 ,如體細胞、生殖細胞等,或胚胎,如成熟和未成熟的胚,或原生質體,如脫壁后仍具有生活力的原生質體,從植物體取出后,放在潔凈容器內的人工配制的培養(yǎng)基上,給予適宜的培養(yǎng)條件,使它們得以繼續(xù)生存或發(fā)展,誘發(fā)產生愈傷組織、潛伏芽、不定芽、不定根等,或長成完整的植株,統(tǒng)稱為植物組織培養(yǎng)。由于是在試管內培養(yǎng),而且培養(yǎng)的是脫離植物母體的培養(yǎng)物,因此也稱離體培養(yǎng)和試管培養(yǎng)。根據(jù)外植體來源和培養(yǎng)對象的不同,又分為植株培養(yǎng)、胚胎培養(yǎng)、器官培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、原生質體培養(yǎng)等。
植物組織培養(yǎng)技術是近代生物科學發(fā)展起來的一門新技術,是生物技術(即生物工程)的主要組成部分,是在超凈的組培室中快繁脫毒即工廠化的栽培室中進行的規(guī)模生產。自哈布蘭特(G.Haberlandt) 1902年提出植物細胞的全能性,即每個植物的本細胞或性細胞都具有該植物的全套遺傳基因,因此在一定培養(yǎng)條件下每個細胞都可發(fā)育成一個與母體一樣的植株。這個概念雖然在上世紀初已經提出,但在當時的技術條件下,在實踐上并沒做到。經過80多年來無數(shù)科學家的努力,組織培養(yǎng)技術得到不斷改進,技術趨于完善、成熟,目前細胞的全能性不但在理論上完全被證實,而且為組織培養(yǎng)在實踐上的應用奠定了基礎。植物組織培養(yǎng)已遍地開花,在世界各地進展很快。培養(yǎng)的材料有莖尖、根尖、花粉、花藥、葉原基、愈傷組織、細胞等,已經培養(yǎng)成功的植物有近千種。
近40年來,植物組織培養(yǎng)技術得到了迅速發(fā)展,已滲透到植物生理學、病理學、藥學、遺傳學、育種以及生物化學等各個研究領域,成為生物學科中的重要研究技術和手段之一,并廣泛應用于農業(yè)、林業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥業(yè)等多種行業(yè),產生了巨大的經濟效益和社會效益,已成為當代生物科學中較有生命力的一門學科。對農業(yè)、林業(yè)、蔬菜、果樹、花卉以及藥用植物新品種培育、品種脫毒、提純復壯、快速無性繁殖、擴大種苗生產等方面均產生了劃時代影響。
組織培養(yǎng)技術具有如下特點:
繁殖要在嚴格控制下完成,進行時所需材料少,但繁殖速度快,繁殖系數(shù)高。如一年內一個蘭花莖尖可繁殖出100萬以上的植株;且繁殖周期短,一般30天左右即為一個周期;可全年生產,打破傳統(tǒng)“靠天吃飯”的模式,不受季節(jié)影響,可按市場需要組織生產;可機械化,自動化、工業(yè)化生產,占地面積��;種苗質量好、無病菌,無病毒,遺傳性能穩(wěn)定,還不易受病蟲害侵染;組培苗無性系的性狀比傳統(tǒng)無性系的性狀更加一致;便于交流和打入國際市場;與其它生物技術相比,本項技術所需成本低,利潤回報率高,但初期投資多,技術難度高。
花卉消費是物質文明和精神文明的象征,花卉業(yè)是一項新興產業(yè),是今后較有發(fā)展的十大行業(yè)之一,許多發(fā)達國家的大中城市數(shù)量較多的商店要數(shù)花店了。在我國隨著人民生活水平和文化素養(yǎng)提高,花卉消費這一時尚已逐步進入家庭,這是一個巨大的消費市場。廣州每天給香港僅玫瑰花供應就達1200 打以上,這是不包括本市消費。上海市每年出口鮮切花收入達100萬美元以上,北京市鮮切花年消費量在1億支以上,目前還呈急驟上漲的趨勢。全國各地興起許多花卉交易市場,對這種發(fā)展趨勢又起著推波助瀾的作用。東部沿海大城市花卉苗木需求也日趨旺盛,全國鮮切花需求量近年以30%~40%的速度增長。國家農業(yè)部提出要像抓其它產業(yè)一樣抓花卉產業(yè)。鮮花銷售量居全國較好的“植物王國”云南省提出把云南建成“花卉王國”,把昆明建成“花都”,使花卉成為全省創(chuàng)收的大產業(yè),海南省提出以花卉興島的戰(zhàn)略。世界范圍的花卉產業(yè)化將使“植物試管高效快繁”大有用武之地,組織培養(yǎng)技術已成為花卉種苗生產不可缺少的手段之一,而且將在提高花卉質量,增強市場競爭能力中大顯身手。組培苗具有無雜菌、優(yōu)質、均勻、分蘗性強、繁殖率高、批量生產、周年供應、便于運輸?shù)葍?yōu)點。由于病毒的侵染,許多花卉的產量、質量不斷下降,采用莖尖脫毒的技術,可以使病株復壯,經過脫毒的植株健壯、產量較高、質量好、花色純正,因此近年來花卉組織培養(yǎng)及快繁脫毒技術越來越多地應用于花卉種苗繁殖生產中。目前,利用植物的一小塊組織,如生長尖、葉片、莖段、側芽等作為培養(yǎng)材料,在特定的培養(yǎng)環(huán)境中,幾個月就可以培養(yǎng)出成千上萬株與原來植物完全相同的植物。 (記者 佚名)