生物技术在园艺作物培植中的应用

李海冉

摘 要：二十一世纪是生命与科学的世纪。随着生物基因密码的破解，万物生长规律的发现，生物技术开始受到世界各国的广泛关注。科学家们发现，通过生物技术可以解决一系列的民生问题，例如环境保护、粮食危机、疾病预防等。除了这些领域，生物技术也在其他行业产生了翻天覆地的影响。在本文中，我们将简单叙述生物技术在园艺作物培植中的应用。

关键词：生物技术 园艺作物培植 应用现状

引言

园艺培植在我们生活中随处可见。随着我国乡村城镇化事业的发展、国民生活水平的日渐提高，人们对生活环境的要求和审美的需求也越来越高。各地区政府开始意识到，加强城市绿化建设是满足民生需求的一项重要指标，而绿化建设则离不开园艺作物的培植。此外，当代的果蔬种植也是园艺作物培植的一部分，园艺作物培植技术不仅能够有效提高瓜果蔬菜的产量，还能够改良蔬果的品种，使瓜果蔬菜的口味更加符合人们的要求。伴随着现代城市化的不断加深，越来越多的人认识到园林事业尤其是园艺果树对于经济、环境等方面的重要作用[1]。我们在都市街头看到的魁梧挺拔的大树，缤纷绚烂的花卉；在公园里看到的多姿多彩的盆景，苍翠茂盛的草木；在果园里看到的结满果实的树木；在蔬菜大棚里看到的水灵灵的蔬菜：这些奇花异草、瓜果鲜蔬，很多都是通过生物技术培植出来的。生物技术在园艺作物的培植中有着广泛的应用，比如植株离体快速繁殖与脱毒、植株胚胎培养、花粉花药培养、植物基因工程基本技术、基因分离与克隆等。

一、园艺作物培植中的生物技术

园艺植物培植中的生物技术有很多种，科学家们通常会根据不同植株的特性，采用不同的生物技术进行培养繁殖。最常用的生物技术有组织培养、细胞工程、染色体工程和基因工程。

1.组织培养

组织培养是指在无菌和人工控制的环境下，利用人工培养基，对各种外植体进行离体培养，使外植体再发育成为完整的植株的过程。组织培养的外植体一般是植物的胚胎、组织、器官或者是细胞体。实现时，在切取外植体后，通过无根接种；然后诱导外植体形成愈伤组织；愈伤组织经过再次分化形成芽或者是体细胞胚；芽再生长成根；根和体细胞胚萌发后，就是棵完整的植株体了。

2.细胞工程

细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的原理方法，通过某种工程学的手段，以植物细胞为基本单位，在细胞离体的条件下进行培养和细胞的增殖，或者是人为地使细胞的某些生物学特性发生改变，用以改良和创造新品种，加速繁殖或获得某种有用物质的过程。细胞工程还包括体细胞杂交，即将两个不同的物种细胞游离成原生质体，融合形成杂种细胞，然后经过愈伤组织、诱导、分化，获得杂种植株。细胞工程在一定程度上包括了组织培养的内容，因为组织培养尽管多数情况下是对组织进行操作，但是广义的组织也包括了一部分的细胞。

3.染色体工程

染色体工程主要分为两个层次。第一个层次是在整个染色体上进行的倍数操作，比如染色体的加倍、减倍。第二个层次是应用比较多的个别染色体工程，主要体现在单个染色体数目和结构的变异，其中数目的变化有单体、三体、四体等，结构的变异有缺失、易位、倒位、重复等。染色体工程在园艺作物上的应用比较少，这是因为大多数园艺植物的染色体不容易分开。

4.基因工程

基因工程是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建出DNA分子。将该DNA分子导入到园艺植物细胞中，就能改良原有植株的遗传特性。基因工程的步骤主要分为分离克隆目的基因、基因表达载体的构建、基因遗传物质转化以及转基因植株的检测与鉴定。

二、生物技术在园艺作物培植中的应用

1.实现优质种苗的快速无性繁殖

生物培养技术能够实现植物种苗的工厂化生产，帮助无性繁殖和不易繁殖的作物实现快速繁殖。它主要应用在当代的一些稀有珍贵的花卉高效率繁殖上，比如一些兰科植物、花烛类植物、盆栽及切花植物等。生物技术能够帮助这些不易生长的植物实现周年化繁殖，从而为人类提供了更多的观赏机会。生物技术还可以应用在一些珍贵的树木快速繁殖上，比如海南的黄花梨树、老红木等，可以通过组织培养技术来拯救这些濒危树种。此外经济类植物的快速繁殖上也有生物培养技术的应用。比如野生百合不仅具有超高的观赏价值，其鳞茎还能食用和入药，是一款多用途的经济型植物。可是野生百合的更新能力非常弱，种群脆弱，极易受损，自我繁殖能力很低。2015年，中国农科院蔬菜花卉研究所申请了“野生百合快速繁殖的组织培养方法”的发明专利，通过组织培养技术帮助了百合实现无性繁殖，提高了野生百合的产出率[2]。

2.通过茎尖培养生产脱毒种苗

种苗脱毒的应用原理是病毒在植物体上分布不均匀，茎尖等生长点因为无维管束，病毒只能通过孢间连丝传递，赶不上细胞分裂生长的速度，所以植株的茎尖几乎不含有病毒。科学家们将植株的茎尖组织或者细胞作为外植体进行组织培养，从而培养出无毒的植株。这种无性繁殖技术脱毒效果好，后代稳定。以马铃薯为例，病毒是导致马铃薯退化的主导原因，生产脱毒种苗则是马铃薯病毒病防治的主要手段，现在市面上售卖的马铃薯大多是经过茎尖培养脱毒的产物[3]。

3.大规模生产次生代谢物

利用植物细胞培养生产次生代谢物是解决药用植物资源短缺的有效途径[4]。次生代谢物主要是指一些保健产品的生产，比如人工灵芝、人工人参、红豆杉等。这些具有药用价值的植物培养已经实现了产业化生产。大规模地生产次生代谢物需要严格的把控植物生长激素的调节，筛选出适宜种胚愈伤组织增殖培养基。

结语

本文概述了园艺作物培植中的生物技术以及生物技术在园艺作物培植中的应用。可以看出，生物技术的应用对园艺作物培植产生了翻天覆地的变化，给我们的生活带来了积极的影响。我们应该合理地利用科学技术手段，在保证人与自然和谐相处的前提下，恰当改良植物的品种，使生物技术造福人类社会。此外，希望本文能够激发同学们对生物技术的兴趣，更多地投身生命科学事业。

参考文献

[1] 黄庆愈. 浅谈园艺果树中的问题及园艺技术分析[J]. 农技服务， 2017（10）：107.

[2] 郑庆伟. “野生百合快速繁殖的组织培养方法”获得国家发明专利授权[J]. 农药市场信息， 2015（22）.

[3] 盛继群， 钟晓玲. 马铃薯组织培养简化脱毒技术[J]. 湖北工程学院学报， 2001， 21（6）：54-56.

[4] 李晨東， 胡铁强， 盛长忠，等. 细胞培养在获得药用植物有效成分中的研究[J]. 中草药， 2003， 34（7）.endprint