组培技术—工厂化农业的基础- valentino728的日志- 网易博客

组培技术—工厂化农业的基础

2010-04-22 20:35:03 阅读13 评论4 字号:

 

一、什么叫组培技术?

顾名思义,组培技术就是用培养基,培育、繁殖植物细胞技术。组培技术不同于转基因作物,是在原作物基因不变的情况下,优化培育条件,高质量,大规模培育作物的科学方法。十七世纪,科学家发明了显微镜,用显微镜观察植物的切片,发现植物是由细胞组成的,上世纪五十年代,科学家发现了植物细胞内存在遗传基因(DNA),并建立了DNA双股螺旋模型,提出生物的生长是由DNA控制的,即DNA控制了植物最终长成的形态和特征,这一发现是生物科学发展的里程碑,奠定了分子生物学,生物工程学的基础,开创了生物科学的新纪元。

科学家们还发现,植物体的全部细胞都含有表达该物种特性的双股螺旋体。每个植物细胞都含有该物种的遗传基因,这叫做植物细胞的全能性。可以通过特殊组织的培养液对离体植物细胞培养,繁育成完整的植株,这是植物细胞工程的理论基础。组培技术就是在特定的培养条件下,在小小的试管里,把植物的细胞培养成幼苗,改变了传统农业用种子繁殖的方式,在现代化的植物工厂中,在组织培养室内,通过对植物细胞的培养,进行植物育苗。

通常一粒种子生长一颗苗,而利用组培技术,可以在不到半年的时间里,用植物的离体细胞生产出上万株苗,在1升培养液中,细胞经过快速繁育,在很短的时间内可以培养出300万株优良的苗木,在试管育苗中,可更广泛的进行筛选和诱变,使培养出的幼苗质量也可不断提高。

组培技术也称为无性繁殖,目前已应用到多种植物的栽培生产中。

1、兰花的种植

目前世界花卉生产,已从农业栽培转向工厂化生产。兰花品种繁多,花色艳丽,观赏性强,兰花一个茎端切片后进行无性繁殖,一年内可获得400万株试管植株。荷兰、新加坡具有世界上{zd0}规模的兰花工业公司,荷兰每年仅出口兰花获利达50亿美元,我国台湾地区的兰花种植规模很大,我国花卉生产技术远落后于荷兰等国家,在世界每年1000亿美元的花卉市场交易额中占有的比例很少。但近年来我国在花卉无性繁育技术领域也取得较大进展,其中兰花、月季、牡丹、菊花、紫罗兰、山茶花等品种的组培技术无性繁殖均取得成功。

2、甘蔗育种的组培技术

传统的甘蔗种植树,每亩地要选用1000-1500公斤的优质甘蔗种,利用种蔗节间的腋牙栽培,需要的蔗种数量和栽培工作量都很大,上世纪八十年代,广西农科所的科研人员利用1cm2的甘蔗叶,经过细胞组织培养,培育出数万棵甘蔗植苗,而且不带病原体(系无菌苗),使甘蔗组培育种技术取得了突破。

3、农作物育种

1986年全世界共有7个试验室,其中2个中国试验室同时公布,用组培技术培育水稻成功,不久又相继报道繁育成功小麦、大豆、黄瓜、山楂,无子西瓜等农作物,组培技术取得了新进展。

4、林木繁育

我国科学家用组培技术快速繁育了经济价植较高的一些树种,如红杉、泡桐、桉树、毛白杨、xx桃等,并用组培技术挽救保护了一些濒临灭绝的珍稀植物,如珙桐、银杏、杜仲、香果树等,用组培方法可以在几个试管内培育出一座山的绿化树苗,为培植绿化作物,经济作物,增加森林覆盖率提供了新的技术途径,并大大降低了成本,增加了林木成活率。

二、组培技术育苗的优点

1、改变了传统用种子育苗的方式,在组培室内的优化条件下,选择植株的细胞在试管内大量培育种苗,可以大量、优化、低成本,不受气候条件和季节的约束育苗,以科学的手段为农业增效益,为农民增收入。

2、组培技术和设施农业结合,实现农业生产工厂化,组培室内培育出的幼苗,一般移植在营养钵内,在日光温室内立体培育。种苗长到一定尺寸时,再移到大田栽培,其栽培方式将不同于传统的栽培方式,如水稻可以用特制农机方便的种入水田,而不用传统型的插秧机。

3、农作物的产量和质量可大幅度提高

组培技术种苗的优选,保证了种苗的质量,在日光温室的优化条件下,水、肥、日照条件优越,使种苗发育质量优于大田栽培,种苗发育到一定程度,连同营养钵一起栽入大田,营养钵内含有高吸水性能的树脂,可以保水,而加入的生物菌肥又保证了肥料供应,因此,在保水、保肥减少人工方面优于传统播种方法。在北方干旱地区效果更佳。如果和地膜下滴灌技术结合起来,则增产量可达10%以上。

4、组培技术不受季节影响,提前了育苗季节,由于育苗在组培室内进行,可以人工创造小气候环境,因此不受季节影响,与常规方法相比,可以提前育苗,提前种植,提前收获,也提高了土地利用效率。

5、组培技术从采样、培养、育苗直至移居到日光温室,都是在无菌的条件下进行的,如果能在日光温室下实现大田生产,不使用农药及有毒化学物质,则生产出的农作物是xx,无公害的绿色产品,保证了食品安全。

三、组织培养技术的工艺和设备

组培技术的基本原理是配置有诱导细胞繁殖的剌xx,及保证细胞繁育成种苗的营养物质,因此需要建立组织培养室,组织培养室的要求是:

1、独立的,在无菌、恒温、恒湿条件下操作;

2、xx的配置出营养液,并转入培养基,需要一定的外界条件,如有光、无光操作等;

3、植物体的选择,需要xx,要具备杀毒条件

组培技术需要配制营养母液,营养母液包括保证细胞生产需要的营养物质,还需要刺激细胞繁殖的刺xx,一般含有氮、磷,钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯、碘等多种元素的无机物,还包括植物生长调节剂,多元醇、氨基酸等一些刺激细胞成苗的有机物等原料,加热溶解后,装入准备好的培养容器中,高温xx,冷却后,即可作为培养基使用。植物体应小心的切片取出,xx后,在无菌条件下放入培养基,在无光、有光的条件下,可以长成幼苗,再将幼苗移植到营养钵内,放入日光温室继续生长。待长成一定大小、高度即可持入大田栽培。这就是组织培养技术的全过程概述,由于原理和过程比转基因作物简单。我国大部分农业院校及研究部门均已掌握组培技术,但推广到农业生产中还在起步阶段。

组培技术是生物工程的一部分,也是现代化农业的一部分,我国的国情是,要用世界耕地总面积的7%,养活世界人口中的20%,而且耕地面积逐年缩小,先进的科学技术是实现农业现代化的重要手段。我们必须以科学的发展观为指导,以现代化农业改造传统农业,生物工程是首当其冲的领域,希望有关部门加大支持力度。让组培技术在农业现代化过程中发挥更大的作用,为“三农”作贡献。

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